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河流南、北两岸的积雪,融化得一样吗?

2018-06-21 08:28  来源: 新华网

 图1 积雪融化景观图 汪清平 摄

冬季下雪,你是否观察过河流两岸的积雪,融化得一样吗?答案是否定的,为什么会出现这样的现象呢?我们将以北京市清河河段的一场降雪融化过程为例,为你详解其中的奥秘。随着几天的观察,积雪慢慢融化,会发现河流北岸谷坡积雪比南岸谷坡积雪融化速度快,河流南岸谷坡积雪相对保存完好,而北岸谷坡积雪几乎完全融化。

图2 积雪融化景观图 汪清平 摄

为什么清河北岸谷坡积雪会比南岸谷坡积雪融化速度快呢?

由于河流宽度相对较小,河流南、北两岸的纬度差异极小,所以纬度差异对积雪融化不会造成影响。而北京地处40°N左右,位于北回归线以北。2月份,日出东南,太阳逐渐升起,正午时太阳位于正南方向,之后太阳逐渐落下,日落西南,即白天太阳均位于偏南方位。如图3所示,以正午为例,平行的太阳光线照射到河流北岸谷坡时,与谷坡的夹角较大,最大时可达到90°,北岸谷坡单位面积内接受到的太阳辐射较多,积雪融化速度快;而太阳光线照射到南岸谷坡时,与谷坡的夹角较小,并且受到地形的阻挡,太阳难以照射到南岸谷坡,因此,南岸谷坡单位面积内接受到的太阳辐射较少,积雪融化速度缓慢。同样,当太阳直射点移到北半球时,北京日出东北,日落西北,白天太阳大部分时段始终位于偏南方位,河流北岸谷坡得到的热量还是会远多于河流南岸谷坡得到的热量。这种现象便是我们日常所说的“水北为阳,水南为阴”。

图3 白天河谷断面光照示意图 汪清平制图

与“水北为阳,水南为阴”相反的是“山南为阳,山北为阴”现象,虽然北回归线以北的山地南、北坡热量差异与河流南、北谷坡热量差异是不同的,但原理却是相同的。如图4所示,以正午为例,平行的太阳光线照射到山地南坡时,与坡面的夹角较大,甚至可能达到90°,单位面积内接受到的太阳辐射较多,南坡得到的热量也较多;而太阳光线照射到北坡时,与坡面的夹角很小,有时受地形阻挡甚至难以照射到北坡,单位面积内接受到的太阳辐射较少,北坡得到的热量也较少。山地南坡得到的热量远多于山地北坡得到的热量。

图4 白天山地坡面光照示意图汪清平制图

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

 

作者: 汪清平   [责任编辑: 李浩]