奇特冰雪美景：南极海洋霜花满地

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图集简介：

国家地理近日发布一组与冰雪有关的精美照片集，从智利独特的锥状冰堆，说到南北极寒冷海底的神秘冰钟乳现象，以及大气中的冰晶造成的幻日和日晕美景。

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这里是南极罗斯海，潮湿的空气滋养了冰面上满地盛开的霜花。加州理工学院的里布利特教授解释说：“这是一种非常罕见的现象。但这仅仅只是霜冻现象而已。” 非常低温的空气水滴在下沉过程中接触冰面便立即凝结。越来越多的冰晶形成，终于变成照片中所看到的模样。里布利特教授表示：“必须有恰当的环境条件。霜冻必须缓慢发生，要形成这些霜花，需要花费数小时至数天的时间。” 责任编辑:语燃冰冻手指这里是北冰洋的水下，这是所谓的“冰钟乳”(Ice stalactites)。唐·帕里维奇(Don Perovich)是一位任职于寒区研究与工程实验室的地球物理学家，他说：“这种现象一般发生于当浅海中海冰正在凝结的过程中。” 当海水开始冻结，逐渐成型的晶体结构会排斥盐分微粒。于是剩余尚未凝结海水的盐度就会升高，形成超盐水。海水的凝结温度取决于其盐度，海水的盐度越高，其凝结温度就越低。也就是说它需要更低的温度才会结冰。这就意味着在其它海水结冰的时候这些超盐度海水仍然会保持液态。最终，这种机制会在海冰内部形成纵横交错的管道，将没有结冰的超盐水排放回海中。由于这些超盐水温度更低，密度也更大，因此它们一接触海水便开始下沉。在这一过程中它们造成周遭海水急剧降温，周围盐度较小的海水结冰，于是就形成了现在我们所看到的钟乳石一般的海冰条状体。冰花这种纤细，棉花糖一般的结构只有在完美的环境下才会形成。加州理工学院的里布利特教授表示：“它们只有在周围温度正好处于凝结点附近时才会形成。”这种奇特景象一般形成于腐烂的，被水分浸透的植物上。在冬季的美国阿巴拉契亚山区比较常见，因为那里冬天不会太冷，而且周围环境中水分充足。他说：“必须在非常轻缓的凝结过程中才会形成这种现象。”这是因为蕴含在植物脉络中的水分需要缓慢结冰，从上往下缓慢冻结。如果温度太低，那么整个植物便迅速冻结了。里布利特教授表示：“随着水分从经脉中慢慢涌出，它会将其中结的冰推挤出来，这其中的力量从何而来我们还不太清楚。” 但不管如何这样的结果便是：被挤出来的条状或片状的冰就形成了现在看到的这种类似花朵般的形态，而且正好耷拉在一个植物身上。一般人们将其称作“霜花”，一般它们可以在数小时内形成，常常是在一晚上时间形成的。冰川大军这里是玻利维亚，这里的山坡上有一支冰川大军，又一支“忏悔者”军团。达尔文是第一位纪录这种现象的人。1835年3月22日，达尔文在智利山区考察时首次纪录下了这里的“忏悔者雪堆”现象。在他的记载中，达尔文将这些雪堆称作“冰锥”。他写道：在经过疲惫不堪的漫长跋涉后，达尔文和他的同伴们经过了一片这样的“冰锥”。在试图穿越这片“冰锥”森林时，达尔文说他看到一匹马被冻结在冰锥顶端。他记录道：“它的后腿整个向上伸直着。” 风冷这里是美国密歇根州圣约瑟夫附近的一处灯塔，满身冰雪。加州理工学院的里布利特教授解释说，是来自密歇根湖的水瀑飞溅造成了这种局面。他说这种现象与另外一种被称作“霜冰”（rime ice）的现象非常相似。霜冰是当大气中的水滴温度低过冷凝点，并在此时与一个平面相接触时形成的——水滴会在接触面上立即凝结，在表面上形成一层冰层。冰川X射线南极罗斯岛，一座冰洞上方透出深蓝色的外部光线，有一种异样的感觉。阿兰·波普(Allen Pope)是来自英国剑桥大学研习卫星冰川成像的博士后研究生，他说：“这个洞穴可能是一个冰下隧道。”这种现象是当表面的并开始融化，然后通过一个垂向洞口转入冰下流动时形成的。日晕和幻日鬼魅般的环状和弧状，正如这个22度日晕所表现的那样。这是阳光或月光经过大气冰晶反射之后形成的现象。这些大气冰晶的形状和排布将最终决定所出现的现象的模样：如果大气冰晶具有一定的排列秩序，就会出现幻日现象，也就是大气中出现明亮的太阳般的假象。忏悔之月所谓“忏悔之雪”，是这图像中展示的无数冰柱，远远看去仿佛法袍加身的僧侣，又如无数矗立的忏悔者。它们实际上是一些基座宽顶部尖的积雪堆积，其高度可以达到1~6米。图像所拍摄的地点是在智利境内。美国加州理工学院的物理学家肯尼斯·里布利特(Kenneth Libbrecht)教授专门从事冰结晶作用的研究，他表示这种奇特现象一般会形成于较浅的谷地之中，这里的积雪较深，太阳的光照角度又不高。他表示，随着积雪逐渐融化，尘土开始混入，在雪地上到处积聚起来。由于尘土物质相比周遭白雪颜色更深，这些区域的融化速度便更快一些，最后就形成了这里千沟万壑的奇特景象。里布利特说：“一般来说这种现象会形成于海拔地区。”不过除此之外，这种奇景的具体形成机制目前还仍然缺乏足够了解。他说：“它们看上去相当强壮。人们发现这些冰柱难以逾越。” 这里是南极洲的麦克默多湾，水下的冰钟乳已经生长到连接了水面和海底。这种冰钟乳可以在很短时间内迅速形成。有报道称曾观测到这种冰钟乳在8~10小时内生长达到2米。2009年，BBC在拍摄其纪录片《冰冻星球》时曾经在南极罗斯半岛附近海底偶然间拍摄到冰钟乳在水下生长的珍贵画面。当时技术高超的摄影师成功地拍摄了这种“死亡冰手指”从冰面向海底迅速延伸的生长全过程。