大雪節氣是農歷二十四節氣中的第21個節氣,也是冬季第三個節氣,標志著仲冬時節正式開始,我國大部分地區的氣溫都會顯著下降,北方一些地區的最低溫度甚至會降到0℃以下。在強冷空氣前沿冷暖空氣交鋒的地區,會降大雪,甚至暴雪。大雪節氣就成了重要的氣候轉折點,標志著氣溫顯著下降和降水量增多,反映了降雪量程度的增強。
在這個節氣到來之際,我們聊一個大家似乎都知道“正確答案”的問題:為什么下雪不冷化雪冷?
有人可能會說:這不就是“成雪放熱,化雪吸熱”嘛。
真是這樣嗎?
01成雪放熱
當水蒸氣在空氣中冷卻并凝結成雪花時,這個過程需要釋放熱量,稱為凝華熱。這些釋放的熱量會在雪花周圍形成一層微小的暖層,盡管這種溫暖效應相對較弱,但它在一定程度上減緩了雪花落地后周圍環境的冷卻速度。另外,下雪通常伴隨著云層覆蓋,云層像一層毯子一樣減少了散失到大氣中的地面熱量。
這是“下雪不冷”通常的解釋。
02化雪吸熱
當雪從固態變為液態時,需要吸收熱量,這個過程稱為熔化熱。這意味著周圍環境中的熱量被雪吸收,以完成其相變,從而導致環境溫度下降。降雪結束,天空中少云或無云,在沒有云層覆蓋的情況下,化雪時地面能夠更有效地將熱量輻射到大氣中,進一步加劇了冷卻效果。
這是“化雪冷”通常的解釋。
03因果關系
把“下雪不冷化雪冷”的原因解釋為“成雪放熱,化雪吸熱”,這種說法對嗎?
不對!我們從邏輯上來推導這個說法。
即便是下雪時釋放潛熱,或者云層遮蓋導致了保暖效果,但成雪時,氣溫必須在0℃以下,如果到不了0℃以下,就不可能成雪。
即便是化雪時吸收熱量,或者無云層覆蓋散熱增強,但化雪時,氣溫必須在0℃以上,如果到不了0℃以上,就不可能化雪。
由此可以推斷,下雪時的氣溫低于0℃,化雪時氣溫高于0℃,那么,成雪時的溫度低于化雪時,那就成了“化雪不冷下雪冷”。因此,用“成雪放熱,化雪吸熱”來解釋“化雪不冷下雪冷”就有問題。
“成雪放熱,化雪吸熱”沒有錯,“下雪不冷化雪冷”也沒有錯,問題出在哪里呢? “成雪放熱,化雪吸熱”不是“下雪不冷化雪冷”的原因,兩者不構成因果關系。
04根本原因
既然我們通常認為的“成雪放熱,化雪吸熱”不是“下雪不冷化雪冷”的根本原因,那么,到底是什么讓我們感到了“下雪不冷化雪冷”呢?追根究底,“下雪不冷化雪冷”的根本原因來自濕度。
在日常生活中我們更關注氣溫這個氣象要素,對濕度并不重視。所謂濕度通常指空氣中水蒸氣的含量。濕度和人體溫度之間有著很大的關系:當環境濕度較高時,空氣中的水分含量增加,會阻礙皮膚蒸發的速度,汗液蒸發變慢,導致人體散熱困難,蒸發冷卻的有效性受到抑制,因為空氣中的水蒸氣已經接近飽和狀態,汗水難以蒸發,導致身體感覺悶熱,進而覺得環境溫度較高。相反,當環境濕度較低時,汗液容易蒸發,可以有效帶走皮膚的熱量,使人覺得環境溫度較低,有助于身體降溫,感覺更加涼爽。
我們知道在高濕高熱的環境中,人會感到悶熱,就是俗稱的“桑拿天”,但寒冷和濕度之間有什么關系呢?在高濕度的寒冷環境中,由于空氣中水蒸氣含量較高,人體散熱受到阻礙,汗液蒸發變慢,導致體感溫度更低,從而加劇了寒冷感。此外,高濕度還可能導致衣物和皮膚之間的水分凝結,進一步降低保暖效果。
在下雪時,空氣中大量的水分子成為固態的雪或冰粒,空氣的濕度下降。而在化雪時,雪水大量蒸發逸散到空氣中,空氣濕度上升。雖然化雪時氣溫略高于0℃,但因為濕度大,會讓人感到更冷。在下雪時氣溫略低于0℃,由于大氣中的水汽被雪花帶走,相對干燥的空氣會讓人感到沒有那么冷。
雖然化雪比降雪的大氣溫度高,但在人體感受上,由于濕度的原因,化雪比降雪感覺更冷一些。
05有條件的冷
凡事沒有絕對,還要看時節、看地域,并不是所有時候所有地域都適用“下雪不冷化雪冷”。我們所做的比較,是在化雪和降雪時氣溫在0℃附近進行的比較,并不是所有的情況。
初冬時節,特別是首場降雪到來時,氣溫只稍低于冰點,下雪才會感覺沒有多冷,而化雪時反而更冷一些,但如果到了隆冬的北方地區,氣溫遠低于0℃,甚至達到了零下20℃以下,只要下雪,就會很冷。
春天即將到來時,氣溫稍微高于0℃,化雪時會感覺到有些冷,但如果氣溫遠高于0℃,春的氣息撲面而來,融化的只是冬日里遺留下來的殘雪,我們也并不會感到冷。