挂在屋檐下的冰柱

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挂在屋檐下的冰柱

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来源：《天天爱科学》2015年第02期

在我国的北方，很多地方冬天下雪以后，屋檐上都会挂着一溜晶莹透亮、长短不一的冰柱。这些冰柱看起来很像夏天吃的冰棒，让人很想咬上一口。这些冰柱是怎么形成的呢？你会说，那是屋顶的积雪在阳光和屋子里的热量作用下，融化生成的水沿着屋檐或者排水管流下来重新冻上形成的。这个回答基本上是正确的，但为什么屋檐下的冰柱最下端是尖的？你仔细观察冰柱，上面并不是光滑的，而是有很多类似凸起的脊，这些凸起都不会成为一个巨大的包，这是怎么回事呢？

科学家们对冰柱也很感兴趣，他们研究发现：冰柱的周围空气和沿着冰层表面流下的一小层水之间的相互作用促进了冰柱的生长。从房檐流下的水的温度比寒冷的空气的温度要高，覆盖在冰柱表面的水的热量会迅速扩散到周围的空气中去。空气从水中吸收完热量之后，会引起冰柱周围的冷空气产生一个很小的上升气流。在失去热量之后，这一薄层水会冰冻起来，形成冰柱上的又一层冰。如此这般，这个融化、滴落和重新结冰的过程使冰柱变长，形成耀眼的钉状结构。

科学家们还发现，冰柱周围的空气是冰柱能够形成锋利冰尖的秘密。在冰柱比较粗大的顶部周围有一层较厚的温暖空气，冰柱的尖端会比上部分成长得更快。在底部周围有热量的空气较薄，水会在这个时候更快地冻结，结果就逐渐形成了锋利的尖。

冰柱上的凸起的脊是随机形成的，这些凸起的冰脊比周围部分会更快地失去热量。从屋檐上流下来的水首先在这些凸起上重新结冰，这样冰脊就逐渐加厚。随着冰脊越来越大，从上面流下的水会变得很多，就像小河里河水流过石头一样。这样一来，水流没有有效地将热量带走，从而减缓了冰脊继续结冰。因此，一个常规大小的冰脊就形成了，而不是一个巨大的冰包。

【运用身边的科学】小心冰柱

冰柱的自身重量使它们在掉落地面之前可以长到约1米长，有时候冰柱会带着屋檐的瓦或者水管一起掉落下来砸伤行人。在冬天路过挂有冰柱的房屋时，要特别小心，最好绕路行走，以免被掉落下来的冰柱伤害。

（责任编辑杨朝旭）