“你曾进入雪库么?”
室内的炉火正在温暖地燃烧着,外面的白色毡子寂静而轻柔地覆盖着房屋和大地。天正在下雪。此时此际,有些人不禁搜索枯肠,想解答多个世纪之前所提出的问题:“你曾进入雪库么?”(约伯记38:22)甚至在今日——雪的起源、雪片的增长和图案——依然使科学家们不胜惊讶。
可是,那如絮如绵的东西究竟是什么?简单地说,雪是由空气中水蒸气形成的许多冰晶体所组成的。气温、湿度和气压有助于使冰晶体结成美丽、匀称的形状。当接近地面的气温高于华氏32°(摄氏0°)时,雪可能以雨的形式降下。但气温若低于华氏32°,细小的晶体便结合起来形成雪片。
可是,若要使水份结成一团,就必须有些东西像“核”一般可让水份在其四周形成才行。什么可以派用场呢?任何浮在空气中的微粒,例如微尘、盐或污染物等,都行。包裹着核的冰晶体会增长成为六角星、六角柱或闪光的针。当雪从6英里(10公里)高的空中缓缓向地面落下时,会和其他晶体相撞而结合或粉碎,粉碎时便散作更多的“核”来组成更多的晶体。
每片雪花都是独特的吗?
有两项统计可能使你惊异:一立方英尺(.028立方米)的雪也许含有1,000万片雪花。全球有过半地面和百分之10的海面,约4,800万平方英里(1亿2,400万平方公里)的面积有时会被这块冬天的毡子所覆盖。在所有雪片之中,可能没有两片是相同的吗?不错!
为了明白原因,我们可以考虑一下几项事实。数百万的水分子可以用许多不同的排列方式形成一颗单一的冰晶体。一片雪花需要由一至百颗以上的冰晶体所组成。据美国国立大气层研究中心的物理学家奈茨(Charles Knight)说,若把所有数字纳入电脑,你便会发现每片雪花的分子可能组合的方式比地球有史以来所有的雪片还多。
此外,周遭的空气也有助于雪片形状的组成。正如以上所述,湿度、气温和气压使雪形成。可是,风也有分模铸雪花的形状。这四种因素时刻不同。雪在下降时通过各种温度的空气团,或者风把雪向下吹经多种不同度数的气温和湿度。既然没有两片雪花循着同一的途径落到地面,每片雪花自然各有特色。
我们的“暖”毡
正如许多人在寒冷的冬夜盖着柔软、温暖的毛毡,地球也有自己的冬毡。值得感谢的是,雪使土壤的温度变动受到调节。土壤由于被雪所盖,使以前所吸收的热力得以保全下来。因此种子受到保护而能够生长,在下一个收获季节得以丰收。
可是,雪毡不但是地土的绝缘体,它也使地土肥沃。怎会如此呢?原来,重要的氮气会被雪冲下泥土。在1970年代所作的估计表明,(美国)大草原各个农场从降雪所获的氮沉淀的价值平均每英亩(.4公顷)值20美元。
你知道有人将雪称为各种类的水坝中最有效的一种吗?水以雪的形式被抑制或保全下来。这样,水要等到春天雪融时才流动。因此,雪就像水坝一般对水有抑制的功用。更值得感谢的是,雪有反映太阳光线的能力;它在缓缓融化时使水逐渐渗入土壤中而不是奔流而去。
在2,500多年前,圣经指出雨和雪的益处,说:“雨雪从天而降,……滋润地土,使地上发芽结实,使撒种的有种,使要吃的有粮。”(以赛亚书55:10)不错,对地上许多居民来说,他们所喝的水,所吃的食物,甚至所用的电力,可能都是“雪库”开放所造成的直接或间接结果。
[第20页的附栏]
你曾否想过……
雪是什么颜色的?
“白色,”大多数人会答。但雪是透明的;雪是清亮的。雪由无数的微小棱柱组成。当光透过每条晶莹的棱柱时,它像彩虹般幻化成各种颜色。我们的眼睛在一刹那间无法分辨所有颜色,只能概括地看出颜色的总和——白色。
既然雪花是那么轻柔飘忽,为什么我在铲雪之后会背痛?
亿万片雪花堆积起来的重量是相当沉重的。例如,你若在一条50英尺(15米)长和5英尺(1.5米)宽的行人道上铲去15英寸(38厘米)的积雪,你可能已经铲去2,000磅(900公斤)的雪了!
[第20页的图片]
冰晶体都作六角形及完全匀称,但却没有两片完全相同