「你曾進入雪庫麼?」
室內的爐火正在溫暖地燃燒著,外面的白色氈子寂靜而輕柔地覆蓋著房屋和大地。天正在下雪。此時此際,有些人不禁搜索枯腸,想解答多個世紀之前所提出的問題:「你曾進入雪庫麼?」(約伯記38:22)甚至在今日——雪的起源、雪片的增長和圖案——依然使科學家們不勝驚訝。
可是,那如絮如綿的東西究竟是什麼?簡單地說,雪是由空氣中水蒸氣形成的許多冰晶體所組成的。氣溫、濕度和氣壓有助於使冰晶體結成美麗、勻稱的形狀。當接近地面的氣溫高於華氏32°(攝氏0°)時,雪可能以雨的形式降下。但氣溫若低於華氏32°,細小的晶體便結合起來形成雪片。
可是,若要使水份結成一團,就必須有些東西像「核」一般可讓水份在其四周形成才行。什麼可以派用場呢?任何浮在空氣中的微粒,例如微塵、鹽或污染物等,都行。包裹著核的冰晶體會增長成為六角星、六角柱或閃光的針。當雪從6英里(10公里)高的空中緩緩向地面落下時,會和其他晶體相撞而結合或粉碎,粉碎時便散作更多的「核」來組成更多的晶體。
每片雪花都是獨特的嗎?
有兩項統計可能使你驚異:一立方英尺(.028立方米)的雪也許含有1,000萬片雪花。全球有過半地面和百分之10的海面,約4,800萬平方英里(1億2,400萬平方公里)的面積有時會被這塊冬天的氈子所覆蓋。在所有雪片之中,可能沒有兩片是相同的嗎?不錯!
為了明白原因,我們可以考慮一下幾項事實。數百萬的水分子可以用許多不同的排列方式形成一顆單一的冰晶體。一片雪花需要由一至百顆以上的冰晶體所組成。據美國國立大氣層研究中心的物理學家奈茨(Charles Knight)說,若把所有數字納入電腦,你便會發現每片雪花的分子可能組合的方式比地球有史以來所有的雪片還多。
此外,周遭的空氣也有助於雪片形狀的組成。正如以上所述,濕度、氣溫和氣壓使雪形成。可是,風也有分模鑄雪花的形狀。這四種因素時刻不同。雪在下降時通過各種溫度的空氣團,或者風把雪向下吹經多種不同度數的氣溫和濕度。既然沒有兩片雪花循著同一的途徑落到地面,每片雪花自然各有特色。
我們的「暖」氈
正如許多人在寒冷的冬夜蓋著柔軟、溫暖的毛氈,地球也有自己的冬氈。值得感謝的是,雪使土壤的溫度變動受到調節。土壤由於被雪所蓋,使以前所吸收的熱力得以保全下來。因此種子受到保護而能夠生長,在下一個收穫季節得以豐收。
可是,雪氈不但是地土的絕緣體,它也使地土肥沃。怎會如此呢?原來,重要的氮氣會被雪沖下泥土。在1970年代所作的估計表明,(美國)大草原各個農場從降雪所獲的氮沉澱的價值平均每英畝(.4公頃)值20美元。
你知道有人將雪稱為各種類的水壩中最有效的一種嗎?水以雪的形式被抑制或保全下來。這樣,水要等到春天雪融時才流動。因此,雪就像水壩一般對水有抑制的功用。更值得感謝的是,雪有反映太陽光線的能力;它在緩緩融化時使水逐漸滲入土壤中而不是奔流而去。
在2,500多年前,聖經指出雨和雪的益處,說:「雨雪從天而降,……滋潤地土,使地上發芽結實,使撒種的有種,使要吃的有糧。」(以賽亞書55:10)不錯,對地上許多居民來說,他們所喝的水,所吃的食物,甚至所用的電力,可能都是「雪庫」開放所造成的直接或間接結果。
[第20頁的附欄]
你曾否想過……
雪是什麼顏色的?
「白色,」大多數人會答。但雪是透明的;雪是清亮的。雪由無數的微小稜柱組成。當光透過每條晶瑩的稜柱時,它像彩虹般幻化成各種顏色。我們的眼睛在一剎那間無法分辨所有顏色,只能概括地看出顏色的總和——白色。
既然雪花是那麼輕柔飄忽,為什麼我在鏟雪之後會背痛?
億萬片雪花堆積起來的重量是相當沉重的。例如,你若在一條50英尺(15米)長和5英尺(1.5米)寬的行人道上鏟去15英寸(38厘米)的積雪,你可能已經鏟去2,000磅(900公斤)的雪了!
[第20頁的圖片]
冰晶體都作六角形及完全勻稱,但卻沒有兩片完全相同