这几天,北京冻得下雪了(人都要冻傻了),滑雪场也陆续开放了......
梦想回到2024年北京冬奥会。
前段时间,我偷偷去了紫禁城,看到全城下了一场大雪,美得说不出。 我真的很羡慕紫禁城里的猫咪,吃吃睡去紫禁城,喵喵
向右滑动查看拍摄的照片,以评估评估的科学水平。
这美丽的雪景一个人是不够的,还诙谐地从紫禁城送了一杯雪,可以让孩子开心。
pyq经典文案:南方宝贝也有雪人堆。
过去呼伦贝尔大草原有新鲜空气,现在北京海淀路边有新鲜积雪,突然发现了新的商机!
等等,还有更大的商机,如果能直接在南方造雪,然后骗他们说这是雪......在北方?
那么秘密来了,雪是如何形成的?只要温度低于冰点就可以吗?
通过屏幕可以感受到的喜悦。
part.1 雪况。
其实不,降雪的形成必须满足两个条件
第一个条件是水蒸气饱和。 在一定温度下空气中所能包含的最大水蒸气量称为饱和水蒸气。 当水蒸气和气压恒定时,降低温度,使空气达到水蒸气饱和时的温度,称为**。 当饱和空气冷却到**以下的温度时,空气中的水蒸气变成水滴或冰晶。
由于冰面的饱和水蒸气含量低于水面,因此冰晶生长所需的水蒸气饱和度低于水滴。 例如,当空气温度为-20,相对湿度仅为80%时,冰晶可以生长。
相对湿度是空气中水蒸气压与相同温度下饱和水蒸气压的百分比:
U为相对湿度,E为水压(HPA),Ew为与干球温度t( )相对应的饱和水压(HPA)。
水滴必须具有至少 100% 的相对湿度才能生长。 温度越低,冰晶生长所需的湿度就越少。 因此,在高海拔和低温环境下,冰晶比水滴更容易产生。
另一个条件是空气中必须有共核。 凝结核是悬浮在空气中的微小颗粒,理想情况下,凝结核是强烈吸水的物质颗粒。 例如,海盐、硫酸、氮气等。 有人做过实验,如果没有凝结核,空气中的水蒸气过饱和到相对湿度超过500%的水平时,可以凝结成水滴,但这种过饱和条件在自然界中是很难实现的。
当空气中有凝结核时,或者当大气中的水滴通过冻结形成晶核时,冰晶可以在晶核的基础上生长,当它们的重力大于浮力时,它们就会落到地面上。 大气温度和水汽过饱和度直接影响雪晶的形状,导致雪花的结构多样性。
对称的雪花。
只有满足以上两个条件,才能形成冰晶。 从气候上讲,南方气候温暖湿润,降雨频繁,但温度很难达到**以下,因此水蒸气很难凝结成冰晶。 即使大气温度低,如果环境温度高,雪花落下时也会融化成水,因此在南方很少见到降雪。
除了“地理优势”,我们还可以等待“一天中的时间”,等待未来一个世纪罕见的寒潮,如果来自西伯利亚的冷空气南下,导致南方一些地方气温骤降,也会有降雪。
part.2 人工造雪。
当然,最快的方式是“人性化”,直接揉雪花!
其实滑雪场的雪基本都是人造雪,只是冬天气温低,不易融化,所以一般在寒冷的冬天开放。 无论是降雪量充沛的东北地区,还是素有“中国雪都”之称的新疆阿勒泰地区,滑雪场仍然需要人工造雪。
首先,雪花的持续生长需要环境温度达到**以下,据统计,南方城市年平均相对湿度大多在65%以上,广州、海口、贵阳、成都的年平均湿度在82%以上,湿度越高,环境值越高,水蒸气越容易凝结或凝结, 所以你可以选择寒冷的夜晚下雪,一般滑雪场的造雪时间也是选择夜晚。
这样,就可以实现造雪的自由。
目前主流的人工造雪技术也是利用自然造雪的原理,在造雪机喷嘴中将水和空气混合喷出,形成微小的雾化水滴,冷空气中的水滴由于外界环境与外界环境的温差和水蒸气浓度差,在低温空气中被冻结, 成为雪花生长的关键要素——“晶核”,下图是冷冻过程的四个过程
冷冻过程的温度曲线。
第一部分是液滴冷却至过冷阶段,液滴温度不断降低,直至达到过冷状态
第二部分是成核和重新点燃阶段,其中液滴处于亚稳态,一旦这种状态被破坏,液滴就会部分结晶,从纯液滴变为冰水混合物。 在重新点火过程中,液态水不断发生相变,这部分相变的潜热使液滴本身的温度升高,最终达到平衡温度
第三阶段是冻结阶段,此时液滴仍处于冰水混合状态,在继续进行相变过程的同时,与外界环境进行传热传质过程,使温度始终保持在平衡温度,直到液态水完全冻结
第四阶段是再冷却阶段,在这个阶段,液滴已经完全冻结成冰晶,与外界环境的传热传质过程继续进行,冰晶的温度不断降低,直到达到稳定状态。
原子核形成后,原子核会聚集周围的雾化水滴,使它们在原子核表面凝固并在撞击地面之前生长。 一般来说,人工制造的晶核体积较小,较硬,人工雪的含水率较高,约为40%-50%,比天然雪高40%左右。
那么,如果有人卖给你假雪怎么办?实际上,人造雪和天然雪是有区别的:
天然雪呈片状,密度相对较小,蓬松柔软,经水蒸气结晶并沿晶面充分生长,因此具有许多规则的形状。
人造雪是冰粒状的,较重,被水滴凝固结晶,含有大量的水,看起来像冰雪的混合物。 不管是什么雪,能堆雪人的雪就是好雪!
part.3 人工降雪。
除了小规模造雪外,还可以利用飞机在云层上撒碘化银来实现大规模人工降雪。 碘化银的晶体在大小上与雪晶的六方单体非常相似,其单体中的原子排列也非常相似,两者之间的晶格间距也非常相似(碘化银为458埃,雪晶是4埃52埃)。
图片来自 Bing AI
因此,通过将碘化银颗粒散布在降水能力差的云层中,使其能够“冒充”冰晶,云中的水蒸气和小水滴可以凝结结在“冒名顶替者”晶体上,变成雪花。
图片来自 Bing AI
所以,选择一个寒冷的夜晚,创造一个浪漫的雪花,恰到好处地适合你
引用。 1] 贾欢、周晓青、蔡爱峰等. 人工雪晶核径适航验证试验研究及应用[J ol].真空与低温, 1-8 [2023-12-22].
2]吴艳丽.人工造雪中小液滴传热传质的冷却过程研究[D].北京建筑大学, 2023
3] 董培文, 刘国强, 张博文, 等. “冰雪魔术”化水雪:人工造雪技术[J].科学通报,2022,67(21):2447-2449
4]袁卫华.造雪专家详细讲解赛道上的积雪河北**,2022-02-17(T03).
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