为什么冰通常结冰多云,不清楚

由:马克曼奇尼|

冰酒店瑞典"width=
位于瑞典Jukkasjärvi的“冰酒店”(Icehotel)因直接从北极托尔纳河(Torne River)运来巨大冰块而闻名。由于该地区漫长的寒冷月份、雪和风,天然冰非常清澈。本·“大本”·尼尔森

北半球的天气变得越来越冷。秋天又来了,2018年12月21日,冬天又要来了。这些季节带来了他们的挑战。例如,如果有一个词一定会让车主们失去冷静,那就是“黑冰国家气象局定义了这就是“道路或其他交通工具表面不容易看到的碎冰”。

对人眼来说,它几乎是看不见的。黑色的冰并不是真正的黑色;它是透明的。这些东西只看起来当它覆盖在一层乌黑的路面上时是黑色的。事故发生一旦司机对危险视而不见,驾驶他们的汽车在冰上失去牵引力。

其他种类的冰更容易看到。你肯定注意到了,自制的冰块中间看起来浑浊不透明,就像白色的棉花糖。这与可怕的透明的黑冰形成了鲜明的对比。为什么黑色的冰是透明的,而普通冰盒里的冰块却不是?

广告

透明的感觉

液态水似乎是清澈的。那是因为这种材料不吸水大部分可见光穿过它。然而,水有一个欺骗性的品质:无论它看起来多么新鲜,它永远都不是百分之百的.一个H2O样本可能包含一些漂浮的有机物——藻类、植物残骸等——以及悬浮的沉淀物、灰尘颗粒或矿物质颗粒,如钙和石灰。它也可能含有大量的溶解气体,如氧气。(没有这种氧气,鱼就不能呼吸.)气体和物理杂质是理解柠檬水罐里的冰块为什么混浊的关键。

看到水结冰,内部碎屑和气泡会变得集中。这些星系团阻碍了光线,导致可见光光谱中所有不同颜色的频率散射.当这种情况发生时,它使冰看起来白色和云。但这并不总是发生。

广告

走在水

2014年,youtube用户托马斯·努努克自己拍摄的和一个旅伴在斯洛伐克山脉深处的淡水湖Velke Hincovo Pleso上散步。他的视频在网上疯传,因为视频显示两名男子站在一些令人难以置信的透明冰面上;下面的湖底岩石在冰冻的水中清晰可见。努努克视频中的冰是如此透明,以至于一些YouTube观众认为这段视频是伪造的。但Velke Hincovo Pleso是非常真实的,当湖面结冰时(这是经常发生的),湖面的冰可以是晶莹剔透的。

一个冰原需要几乎完全没有气泡和碎片,才能有这么高的清晰度。有其他需求也冰是由晶体组成的,当水迅速结冰时,这些晶体往往很小,数量很多。这使得冰看起来更白,因为晶体有反射的表面。所以如果有更多的晶体,就会有更多的反射,这将有助于散射进来的光。另一方面,被慢慢冻结的冰是由更少更大的晶体.这些措施促进了透明度。

重述一下,冰只有在缓慢冻结且没有太多杂质或晶体的情况下才会变得透明。托马斯·努努克(Tomas Nunuk)在YouTube上的著名视频就是一个案例,研究了当所有这些条件都满足时,它会是什么样子。韦尔克·欣科沃·普莱索(Velke Hincovo Pleso)在斯洛伐克徒步旅行的那天,全身覆盖着一张冰冷的毯子2厘米(或0.78英寸)厚。水一定是在一段平静的时期逐渐结冰的没有强风可能会把碎片吹进湖里或把水搅起

广告

黑冰和托盘麻烦

同样的事情也发生在路面的黑冰上。虽然不是所有这些东西都来自同一个来源(它可以开始为如薄雾、细雨或融化的雪),它总是在低风时期缓慢冻结,它始终很薄,包含很少的杂质。这就是为什么黑色的冰是如此透明,这让驾车者感到沮丧。

但是,尽管在高速公路上有麻烦,透明的冰在自然界中并不像白色的、云状的冰那样常见。有很多原因可以解释为什么一个给定的冰块可能不清楚。有些冰是由堕落的雪花它棱角分明的形状和不规则的晶体能散射光线。有时,水会迅速结冰,形成更小的晶体。

人造冰也遵循同样的物理定律。大多数家用冰盘的设计是为了从外部将小块的水冷冻起来。这样做的副作用是将杂质驱入水中向中心每个多维数据集。因此,成品中间看起来是白色和朦胧的。为了得到更干净、更有吸引力的冰块,一些餐馆使用昂贵的机器来冷冻水非常缓慢的,而且只从一边看。这会让杂质逸出体外。

幸运的是,有很多更便宜的方法来制作透明的冰块。一个众所周知的技巧是提前将水煮沸,这样就能在冻结过程开始前将水中的溶解气体除去。

广告

广告

加载……