冰泡奇观!气泡还能被“冻”在湖里吗?

审核专家:占明锦
中国气象科学研究院博士

11月22日,黑龙江漠河市观音山景区出现“冰泡”奇观。透过冰面,可以看到一串串晶莹剔透的气泡被“封印”在冰层之中。远远望上去,犹如漂浮在水面上的珍珠,千姿百态,如梦如幻,罕见的景观吸引了大批游客和摄影师。


来源丨视频截图


那么,令人震撼的“冰泡”奇观是怎么形成的?


1

梦幻的“冰泡”竟是被冻住的气体?

冰泡,即冰冻气泡,也就是说,被“封印”在冰层中形成绝美景观的是一种气体。而冰泡的形成要具备三个条件:水草、低温和大风。我们知道,湖底生长着茂盛的水草和藻类,其死亡后腐烂分解出大量的沼气,而沼气的主要成分就是甲烷。


来源丨腾讯视频截图


甲烷不溶于水的特殊性质使它不断朝湖面涌去,随着冬天温度降低,湖水开始结冰,甲烷无处可逃,只能被困在冰层中,一层一层像盖楼一样形成一个个冰泡泡。


冰泡景观形成示意图

来源丨中国国家地理公众号


看到这里你可能会说,低温+水草就能形成冰泡,为什么这种景观还十分罕见呢?


这是因为,冰泡的形成对温度要求极为苛刻,要温度下降非常快,湖面能在短时间快速结冰,而且结冰的速度要快于甲烷冲出湖面的速度,才能将甲烷“封印”。


因此冰泡也叫“trapped bubbles”,也就是“被禁锢的气泡”。不得不说,这个说法还真挺形象的。


近距离的冰泡

来源丨搜狐


那么,为什么还需要大风呢?这是因为温度低的地方下雪也多,大风的作用有两方面,一方面是加速湖水降温,另一方面正是大风将湖面的积雪吹走,另外高速的大风还有打磨冰面的作用,让观看效果更加清晰透明。


疾风吹雪留下的轨迹

来源丨中国国家地理公众号


当然了,看到冰泡还需要保证湖水清澈,天气晴好,方能大饱眼福。


2

有了冰泡,冰泡湖还会远吗?

虽然冬季的河流湖泊都有形成冰泡的潜质,不过并不是所有的湖都可以被叫做冰泡湖。一般来说,只有那些每到冬天一定会产生冰泡景观的湖,人们才会称之为“冰泡湖”


世界上比较著名的三大冰泡湖有加拿大的亚伯拉罕湖、俄罗斯的贝加尔湖和我国新疆的赛里木湖。这其中,尤以加拿大的亚伯拉罕冰泡湖最吸引游客,每年冬天都会出现冰泡景观,而且让人惊叹的是,亚伯拉罕湖的冰泡是蓝色的。


来源丨新浪


亚伯拉罕湖是一座人工湖,位于加拿大艾伯塔落基山脉脚下,它的纬度高、海拔高,冬天气温低,湖底有机物丰富,被分解后产生的气泡多。湖的四周被雪山包围,湖水的主要来源是融化的冰川水。


冰川水在汇入河流中,会带走冰川颗粒(由黏土和粉砂组成),这些细小的颗粒沉入湖底,吸收太阳光的短波(紫色和蓝色),而水吸收长波(如红色、橘色、黄色),剩下蓝色和绿色就被分散到了我们的眼睛中。所以,我们就看到了蓝色的冰泡湖。


3

你可能未曾见过的水上冰冻奇观

在冬天,除了银装素裹的雪后景色,大自然中还有很多令人惊奇的奇观。


>>>>旋转的冰盘


近日,内蒙古根河出现了一个直径约6米的圆形“冰盘”,像是有人刻意雕琢而成的,并且随着河流在水面上逆时针旋转。


来源丨澎湃新闻


事实上,这种现象虽然奇特,但确实是自然形成,通常出现在非常寒冷的不冻河上。内蒙古根河素有“中国冷极”之称,除此之外,内蒙古呼伦贝尔扎兰屯市雅鲁河、辽宁省法库县境内的辽河河段也曾出现过不同大小的冰盘。而2019年美国普利桑普斯科特河出现的直径约100米冰盘最令人震惊。


2018年辽宁省辽河出现直径约12米的旋转冰盘

来源丨百度图片


虽然冰盘直径大小各不相同,但形成原因都与低温和涡流有关。


冰盘容易在河流拐弯处形成,这是因为河流拐弯的地方,因河水湍急会产生漩涡,河面上原有的碎冰或被湍流“切断”的冰块被卷入漩涡,随着漩涡缓慢旋转,在转动过程中,冰块之间相互摩擦,棱角被磨平。又因温度较低,漩涡里的碎冰开始凝结,最终形成一个圆形的冰块。


来源丨百度图片


>>>>可爱的冰蛋


2019年11月,据英国《卫报》报道,芬兰一处海岸边出现了数千颗“冰蛋”,它们密密麻麻地铺在海岸线,大小不一,有的只有鸡蛋大,有的竟然能达足球大小。


来源丨环球网


芬兰气象研究所专家约尼·瓦伊尼奥(Jouni Vainio)解释,冰蛋的形成,首先需要“蛋黄”,或者说是“芯”。


这里的“蛋黄”有可能是海浪涌动到海边形成的泥浆混合物,也可能是沙粒、小石头等。“蛋黄”裸露在空气中,在低于冰点一点点的气温下开始结冰(水在温度降低到冰点时会结冰,但若掺有杂质,冰点会降低,所以“蛋黄”结冰的温度要低于周围海水结冰的温度)


随着海浪来回冲刷,结冰的“蛋黄”不断被淋湿、结冰,再淋湿、再结冰.....冰蛋就这样一点点变大,并在大风打磨作用下变得圆滑,就是我们看到的可爱的冰蛋了。


>>>>恐怖的冰壅[yōng]


2018年,新疆赛里木湖出现罕见的冰壅现象,镜头下,大量的冰像突然了长了双腿一样慢慢向岸边移动,乍一看上去十分恐怖。


冰壅在移动

来源丨新华视频


这种现象叫做冰壅,也叫冰海啸,是由洋流、大风或温度变化导致的。上文提到的赛里木湖的冰壅,由于春季气温回升,湖面部分冰融化或者破裂,在大风的吹动下,出现了这样的景观。


冰海啸的破坏力强大,有时能达10米高,还会伴随着轰鸣声,摧毁建筑物和车辆。


>>>>美丽的树冰


树冰是日本北部地区一种罕见的自然现象,每到冬天,山中针叶林开始结霜,霜越积越厚,将整棵树木包裹,形成了造型千奇百怪的造型,远远望上去,好像一个个妖怪,因此,树冰也被人们叫做“雪怪”。


来源丨搜狐


其实,树冰也被称为“雾凇”,雾凇又分粒状雾凇(硬凇)和晶状雾凇(软凇)


硬凇是指高速风将水滴吹到树枝或山顶的迎风面,在-2.0℃到-8.0℃的条件下凝结成霜。


软凇与硬凇相反,它是靠平缓的风将小水滴粘到树枝表面。我们平时看到的雾凇一般指软凇,而日本的树冰包含了硬凇和软凇两种情况。


看了这么多冬季的奇观,有没有被大自然的神奇魔力震惊到?当然,这世界还有更多更有意思的景观等我们去发现、去探索,一起出发吧!


来源:数字北京科学中心

编辑:Watson


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文章已于2020-12-07修改