為什麽下雪的時候不冷,化雪的時候冷?
其實這種解釋是錯誤的!
不錯,水結冰要放熱,而冰融化為水要吸熱,但根據熱力學基本定律:物體的熱量只能從高溫物體轉移到低溫物體。水與冰雪的相互轉化溫度為0oC,水結冰放熱到環境中會使環境溫度升高,但最高不可能超過0oC,否則熱量的流向就會“掉頭不顧”;另壹方面,雪融化為水要吸熱,使環境溫度下降。但環境溫度最低也不可能降到0oC以下,否則低於0oC的環境就會使冰雪融化的過程產生“逆轉”。因此,從理論上講,下雪決不可能比融雪溫度低。
那麽實際生活中,下雪或融雪與環境溫度之間又有何關系呢?壹方面,冰雪與水轉化的物理規律不變,但另壹方面,由於壹天之中早晨和中午氣溫不同,同壹時間不同地點(如向陽處和背光處)的氣溫也不壹樣,加上白雪和臟雪吸熱的能力不同,而且即使環境溫度高於0oC,雪的融化也有壹個過程,還有風速和濕度的影響,使人感覺到的冷熱與物理學上的溫度高低並不完全壹致。這樣就使“下雪不冷化雪冷”的問題大大復雜化了。
要科學地判斷“下雪不冷化雪冷”,首先要弄清楚什麽叫下雪,什麽叫融雪,例如:每年的第壹次降雪時,因為雪花是在高空形成的,在高空氣溫遠低於0oC,但這時地面溫度常在0oC以上。這樣,雪壹落到地上就立即融化了。雖然在下雪但雪隨下隨融,溫度始終在0oC以上,這種情況是算下雪還是算融雪呢?而且,江南這種邊下雪邊融雪的情況很常見,如果這種情況僅歸為下雪天,那麽就會很自然地得出“下雪不冷化雪冷”了。
但從嚴格的意義上講,這種邊下雪邊融雪的天氣,不宜僅歸納到下雪天的範疇。為了便於對氣象資料進行統計歸納,能不能這樣對下雪天和融雪天進行界定:“凡第二天有積雪,盡管頭天下雪時最高氣溫在0oC以上,還是定為下雪天。而有積雪未降雪,最高氣溫高於0oC的天氣都看作融雪天。”按照這壹標準,筆者花了100余元抄錄了南昌市近十年整個降雪過程的氣象資料。雖然憑這些資料進行統計判斷還顯得不足,但本人實在沒有財力再購買更多的資料了。
現從南昌市近十年降雪過程的資料統計,下雪天的平均最高氣溫為1.5oC,,平均最低氣溫為-2.76oC,平均下雪天氣溫為-0.63oC。而化雪天平均最高氣溫為3.2oC,平均最低氣溫為-1.8oC,化雪天日平均氣溫0.7oC。可見壹般說來下雪天比化雪天氣溫低。因此,所謂“下雪不冷化雪冷”在物理學上講並不成立。
既然下雪天氣溫比化雪天低,那麽為什麽說“下雪不冷化雪冷”呢?除了本文開始已否定了的解釋外,筆者還收集到以下幾種解釋:1、幹燥保溫說;2、化雪風大說;3、幅射散熱說;4、矯枉過正說。下面對這幾種解釋我們逐壹分析。
壹、幹燥保溫說:這種觀點認為下雪時空氣濕度低,相對比較幹燥,使空氣和衣物的保暖性能相對較好,而化雪天空氣濕度相對較大,空氣傳熱性強,使人感到冷。
對此我們說:下雪時雪花漫天飛舞,化雪時到處積雪積水,這兩種天氣中,相對溫度都很大,而且0oC時冰的飽和蒸汽壓和水的飽和蒸汽壓相同,因此下雪天與化雪天的相對濕度應該相差不大。從南昌地區的氣象統計資料看:下雪天平均相對溫度為81.8%,絕對濕度為4.8毫米汞柱。而化雪天平均相對濕度為83.6%,絕對濕度為5.38毫米汞柱。雖然化雪時濕度略高,但對空氣熱傳導系數影響幾乎為零。至於衣物的保暖性也應該區別很小。因此,這種很小的濕度變化不會產生明顯的“下雪不冷化雪冷”的效果。幫以上說法雖然有道理,但依據還顯得不足。
二、化雪風大說:“化雪時往往風大,所以顯得很冷”。根據南昌市近年氣象統資料,下雪天平均風速為2.3米/秒,化雪天平均風速為1.1米/秒。因此這壹理論依據不足。
三、幅射散熱說:“化雪天壹般要出太陽,空中無支,這樣夜間地面熱量很容易散失,所以化雪天的最低溫度要比下雪天低。”根據南昌地區的統計資料:下雪天平均氣溫為-2.76oC,化雪天平均氣溫為-1.8oC。最低氣溫還是下雪天低,因此這壹理論也不成立。
四、矯枉過正說:“下雪不冷化雪冷,主要是古人為強調化雪天仍然很冷的壹種矯枉過正的說法,實際上還是下雪比化雪冷。類似這樣的矯枉過正說法,在我國天氣諺語中還有很多,如:“立秋後還有十八個秋老虎更厲害。”這就是強調立秋後天氣仍很熱。以上說法有壹定道理,在此可作壹說存查。
縱觀以上各種解釋都不太理解。對此,筆者根據在農村調查的結果提出以下新的解釋,與大家切磋。
首先,能總結出“下雪不冷化雪冷”的人,肯定是下層知識分子和勞動者。因為那些達官貴人,出入有馬轎裘衣,在家有錦帳火坑,隨時有人伺候加減衣服,壹般很少有感到凍冷的時候。按儒家傳統的教育,他們只應關心修、齊、治、平,那些儒家的“不肖之子”想的多為風、花、雪、月,偎翠依紅,因此不會關心下雪天和化雪天冷暖問題。而中下層知識分子和勞動者,住的多為茅屋,出外要靠自己步行,這就使他們能體會到“下雪不冷化雪冷”了。
據筆者調查,直到本世紀四五十年代,南昌附近農村農民住的基本上都是稻草房。稻草壹濕了就很容易腐爛,也不保溫,所以住草房的農民,秋收以後,都要把原來屋上蓋的禾草換成當年的幹草。至今農民雖然住上了瓦房,但還保留當年習慣,每年立冬前對牛欄的禾草都要徹底換壹次。問其原因,答曰:“冬天不換草,牛會凍病凍死。”由於我國屬季風氣候,冬季壹般寒冷少雨。所以立冬前後換上的禾草,在第壹次降雪前,壹般會保持幹燥的狀況。特別是黃淮流域冬季很少下雨,即使在降雪前下過雨經過壹段時間的日曬風吹也應該比較比較幹燥了。這樣下雪時屋面的茅草應該是相對幹燥的。但在化雪時,由於日溫差的變化,不可能當天就把屋面的積雪全部融化,因雪水***存,使雪水積聚在屋面,從而使水有充分的時間滲入茅草之中。由於茅草保溫主要是靠草所包裹的不流動空氣,壹旦這些空氣被水所填充,必然使屋面保溫性大大下降。據測試,水的導熱性是空氣的60倍,盡管下雪時平均溫度要比化雪時低1---2oC,但只要茅草濕度增加10%就足以使人感到化雪時室內溫度更低了。
由於燒飯等人類活動,室內產生的熱量還是不少的。加上門窗封閉較嚴(科天要糊窗紙)熱量不容易散失,即使外面冷到零下十幾度,由於雪本身的良好保溫作用可以使茅草與接觸的界面上,溫度在-1oC左右。又因厚茅草被雪水浸濕,熱量大量外泄,從而使室外內溫度接近室外溫度結果使室內溫度反比前述的大雪紛飛時低,自然在室內的人會感到“下雪不冷化雪冷”了。
對於外出者來說。雖然橡膠在國外應用已有上百年,但我國橡膠雨鞋“飛入尋常百姓家”,還是本世紀四五十年代的事。據筆者調查,四十年代前,上層人士冬天穿皮鞋,中等收入的穿棉鞋,壹般老百姓家穿布鞋、麻鞋、草鞋。雨雪天能再加壹雙木屐的,就算是很不錯了。而這些鞋子的壹個***同點就是都不防水。這對達官貴人來說無所謂,反正出入坐轎騎馬,但對中下層人士來說,化雪天不得不將不防水的鞋踩在雪地上,結果雪水浸濕鞋襪,使雙腳冰冷接近0oC。而下雪天,雖然氣溫更低,但由於沒有到冰的融點。雪是“幹”的,不會濕鞋。這樣鞋的保暖性好,反而可使雙腳的溫度比化雪時鞋襪踩在雪水中高出許多。這壹點相信大家都是有體會的。俗話說寒從腳下起,腳冷不僅會使人身全身感到寒冷,而且還容易使人因此生病。這就更放大了化雪冷的印象。
綜上所述:直到不久遠前,由於普通人的屋面材料和鞋襪不防水的原因,不管是外出還是居家都使壹般老百姓在化雪天主觀感到更冷。因此,在過去“下雪天不冷化雪冷”的命題是成立的。但這並不意味著下雪天的氣溫反而比化雪天氣溫高。而傳統的“下雪放熱,化雪吸熱”的解釋則是錯誤的。