6.17　冰柱的題目

　　你可曾想過這樣的一個問題：我們時常看見的屋檐上垂下來的冰柱，它們是怎樣形成的？

　　這些冰柱是在怎么樣的天氣形成的呢？在暖和的日子里還是在嚴寒的日子里？假如說是在溫度是攝氏0度以上的暖和日子里，那么它怎么會凝結成冰柱呢？假如是在嚴寒日子里，那么，在一座沒有生火的住宅屋頂，又哪里來的水呢？

　　現在你已經看出這個題目不很簡單了。要形成冰柱，一定要同時有兩種溫度，一種是0度以上的溫度，能夠使積雪熔化；一種是0度以下的溫度，能夠使雪水凍結。

　　事實上正是這樣：傾斜的屋頂上的積雪在熔化，因為太陽光把它曬到0度以上的溫度了；熔化以后的雪水流到屋檐上卻又凍結了，因為這兒的溫度是在0度以下。（當然，我們說的不是那種由于室內溫度產生冰柱的情形。）

　　試想象這樣一幅圖畫：晴朗的天氣，溫度只有零下1—2度。太陽光正照在一切物體上。但是這些斜射過來的光線并沒有能夠使地面上的雪熔化。這里值得注意的是，在正對太陽的傾斜屋頂上，太陽光并不象對于地面那么偏斜，而是用比較陡峭接近直角的角度射下來的。大家知道，太陽射下的光線跟射到的平面所成的角度越大，這個平面給太陽曬熱的程皮也越大。（太陽光線的曬熱作用，跟這個角度的正弦值成正比；就象圖81所示的情形，屋頂上的雪受到的熱是地面的雪的2.5倍，因為sin60°大約是sin20°的2.5倍。）屋頂斜面上所以曬得比較熱，原因就在這里，因此，雪就熔化了，雪水一滴一滴從屋檐流下。但是屋檐底下的溫度是比0度低的，同時水滴還要因為蒸發作用而冷卻，自然要凝結起來。接著第二滴雪水流到這已經凝結的冰滴上，也凍起來；這樣下去，逐漸形成了一個小小的冰球。這些冰球逐漸加長起來，結果就形成了掛在屋檐下的冰柱。不生火的住宅或倉庫的屋檐所以時常會產生這種冰柱，原因就是這樣。

　　我們用同樣的理由還可以來解釋范圍比較大的現象。你知道不同的氣候帶以及一年四季的溫度上的區別，大部分是跟太陽光線射到的角度有關的呀①。太陽離我們的距離，夏天和冬天大約相等；太陽離兩極和赤道的距離也差不多一樣（雖然略有些出入，但是不起什么作用）。但是，太陽射到地面的光線，在赤道上要比在兩極上陡直；而且，這個角度夏天又比冬天大。正是這個原因，才造成了白天里溫度的顯著變化，也就是說，引起了整個大自然界生活上的顯著變化。

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