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寒冷的河面上升起的蒸气,究竟是什么

2024-01-28科学

在过去的几天里,北极气流给美国许多地区带来了低于冰点的温度,包括芝加哥和密歇根湖。在那里,人们注意到了一个非常奇特的现象:"蒸气"似乎在芝加哥河和湖面上升起。这引发了许多人的疑问(也许可以像4位金发女郎的风格一样):到底发生了什么事情?

首先要说的是,那并不是蒸汽。蒸汽是水受热释放的水蒸气。而你看到的确实是水蒸气——但我们应该对其形成方式持严谨的态度。你所看到的现象更接近于寒冷天气里看到自己呼出口气的情况。你可能不会说自己在冒蒸汽。

观看视频(或者如果你在芝加哥或其他同样寒冷的地方,还有流动水的地方),你是在目睹水蒸气在水面上凝结。这以前被称为海烟,但它更类似于雾。

它的形成是由于冷空气和温暖水之间的温差。在两者的交界处,会形成一个薄薄的空气层,里面含有一些水蒸气。温暖的空气上升,而水蒸气突然接触到更冷的空气,就会凝结成雾状,飘散在河流、海洋和湖泊上。

最佳的形成条件是空气和水的温差较大,就像现在的芝加哥一样。而且当没有太多风的时候更容易形成,这样凝结就有时间发生,不会立刻被吹走。

那为什么需要这种条件来形成海烟呢?这与露点有关。在一定空气容积内饱和所需的水蒸气量取决于温度。温度越低,达到露点就越容易。超过露点后,水蒸气就开始凝结。在较高海拔处,我们称之为凝结云。在地面,我们称之为雾。

雾和海烟是相关的,但雾的形成方式恰恰相反——是在冷水上方的温暖空气形成的。另一个类似海烟的现象是在直射阳光下冰的升华。

所以,在通俗易懂的语言中,海烟的形成主要是由于水蒸气在遇冷后被凝结,变成了雾状,而这需要一定的温差和较为平静的环境。通过这个比喻,我们可以更容易地理解海烟的形成原理。