宋代邵雍的《霜露吟》中云:“天地有润泽,其降也瀼瀼,暖则为湛露,寒则为繁霜。为露方物悦,为霜万物伤。二物同一气,恩威何昭彰。”随着秋季到来,气温进一步下降,霜可能就会出现,很多人搞不清楚霜与霜冻到底是怎么一回事,为何地理中非得要把两者分开去看,今天我们就来聊一聊。
霜是水汽(气态的水)在温度很低时的一种凝华现象,跟雪很类似。当地面上各种物体表面的温度降到0℃以下时,空气中的水汽接触到这些温度很低的物体,贴近这些物体表面的空气层因降温而出现水汽饱和,空气中多余的水汽就在物体表面冷凝结成了冰晶,这就是霜。
霜仅仅是一种天气现象
,多形成于夜间,所以有“天雨新晴,北风寒切,是夜必霜”之说。霜的形成需要
水汽和低温
两个条件,霜的出现,说明当地夜间天气晴朗并寒冷,大气稳定,地面辐射降温强烈,民间常有“
霜重见晴天
”一说。
霜的形成主要受风和云的影响。
霜大多出现在晴朗的夜晚,在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成,如果
云多的话,大气逆辐射作用强,不利于夜间的辐射冷却
,所以形成不了霜。
风小的时候空气缓慢地流过冷物体表面,不断地供应着水汽
,有利于霜的形成;如果
风大会造成空气流动得很快,接触冷物体表面的时间太短,同时上下层的空气容易互相混合,不利于温度降低
,从而也会妨碍霜的形成;据资料统计,当风速达到3级或3级以上时,霜就不容易形成了。
霜的形成
还和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的,所以
物体表面越容易辐射散热并迅速冷却
,在它上面就越容易形成霜。
物
体表面粗糙的,要比表面光滑的更有利于辐射散热
,所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜。
古诗中“霜叶红于二月花”,“山明水净夜来霜,数树深红出浅黄”,“只有江枫偏得意,夜摇霜水染红衣”,这都是霜或霜冻带给我们的一番美景。有些植物为了御寒,将体内一些复杂的有机物转化成糖分。细胞液里的糖分增加后,细胞间隙里的溶液就不易结冰,这就增加了植物的抗寒能力。当糖分增多后,植物叶子里的花青素却容易形成了。而花青素正是使植物叶子呈红色的主要成分。所以在寒冷的季节,植物体内的花青素大量形成和积累,随着气温降低,花青素积累愈多,叶片颜色也愈红。另外随着气温降低,
叶绿素难以形成,但叶黄素依然存在,于是叶子就黄啦。
霜冻是指作物生长季节里因土壤表面或植株体温降低到0℃或以下时,引起
作物受害
的一种农业气象灾害。在气象学上,霜冻与霜在概念是不一样的,
霜冻意味着农作物因低温而受到伤害
。霜冻多在春秋季节出现,当白天气温高于摄氏零度,而夜间气温短时间降至零度以下,便会出现霜冻这一低温冷害现象。
晴朗无风的夜晚,因辐射冷却形成的霜冻称为“辐射霜冻”。 冷空气入侵形成的霜冻称为“平流霜冻”。 两种过程综合作用下形成的霜冻称为“平流辐射霜冻”。
这是由于容易形成霜的深秋降温,导致
植物光合作用减弱
,
有机酸的合成得到抑制
,从而使植物体内部分有机酸被逐渐消耗,别一部分则转变成了粮和芳香酯,加上其他的生化反应,使蔬菜以及秋果的
涩味减淡
。再加上
蔬菜水果中的淀粉在淀粉酶的作用下,由水解作用变成麦芽糖,
又经过麦芽糖酶的作用,
变成葡萄糖
。葡萄糖很容易溶解在水中,而且是甜的,所以蔬菜水果也就有了甜味。
图片截取中国气象网
黑、白霜的区别主要是空气湿度的差异
。白霜是当近地面空气中的水汽含量充沛,气温低于0℃时,水汽直接在地面或地面的物体上凝华为一层白色的冰晶现象。有时候地面温度已经降到0℃以下,但近地面空气中水汽含量少,霜结不起来,这种现象称为黑霜。
白霜看得见,但其危害比黑霜小,白霜在一定程度上能减轻作物的冻害。因为其形成过程中
当
水汽凝华时
释放出的潜热能减缓气温下降的速
度,从而减轻作物冻害的程度,而且在
霜后的阳光照射下,白霜在消融时又要吸收大量的热量,这就间接地减缓了气温回升的速度
,使得作物细胞间冰块不至于融化过快而被大量蒸发掉,有一部分融化的水分慢慢地被细胞吸收,从而有利于受冻的作物慢慢复苏过来。而黑霜看不见,往往在无形中危害农作物,造成更严重的损失。
因为山高海拔高,气温低,雪打高山很容易理解,可是霜打洼地呢?
“霜打洼地”的意思是低洼的地方最容易有霜
。这主要是说
地形对霜冻的影响
。
在冬季、晚秋或早春,在冷空气南下后阴雨转晴的夜间到清晨,冷平流加上地面辐射冷却(晴夜里山坡强烈辐射冷却),会使地表空气温度骤降,
冷空气的密度大、比较重
(坡上密度较大的空气沿坡下沉),
再加上洼地风小,辐射冷却作用明显
,所以冷空气易向低洼的地方流动,使
低洼地成为冷空气聚集最多的地方,而温度下降得比平地多
。这就是洼地首先见到霜的原理。平地上有霜时,洼地里的霜就更重了。