海水结冰和淡水结冰的条件不一样。住在海边的人都有这样的体会,每年初冬,陆地浅水池塘很快冻结成一层薄冰;深冬时节,江河封冻,而海面却照样波涛汹涌,海浪起伏。
只有在寒潮频频爆发,空气较长时间处于低温的情况下,海水才会出现结冰现象。
我们先来做个小实验:在严冬,把一碗清水和一碗浓盐水同时放在院子里。过一段时间,清水冻成了冰块,浓盐水却没有结冰。原来,盐水的结冰点低,在零度的时候不会结冰,越浓的盐水冰点越低,有的海水在-20℃还不会结冰呢!
你也许会说,南极附近的海面上有冰山,北冰洋和北极更是冰天雪地,一定是因为那里特别冷,海水才结冰了。
其实,在地球两极地区及附近海上漂浮的冰山,并不是海水冻成的。在格陵兰和南极洲上有大片的冰原,大块的冰断裂后漂移到海洋里成了冰山。
海水结冰需要三个条件:一是气温比水温低,水中的热量大量散失;二是相对于水开始结冰时的温度,已有少量的过冷却现象;三是水中有悬浮微粒、雪花等杂质凝结核。
淡水在4℃左右密度最大,水温降至0℃以下就会结冰。海水中由于盐度较高,结冰时所需的温度比淡水低,密度最大时的水温也低于4℃。
随着盐度的增加,海水的冰点和密度最大时的温度也逐渐降低。
海冰初生时,呈针状或薄片状冰晶;继而形成糊状或海绵状;进一步冻结后,成为漂浮于海面的冰皮或冰饼,也叫莲叶冰;海面布满这种冰后,便向厚度方向延伸,形成覆盖海面的灰冰和白冰。
海水含盐度很高,大约在34.5%,这种盐度下的海水的冰点大约在-2℃。
即使达到-2℃,由于表面海水的密度和下层海水的密度不一,造成海水对流强烈,也大大妨碍了海冰的形成。
此外,海洋受洋流、波浪、风暴和潮汐的影响很大,在温度不太低的情况下,冰晶很难形成。
海洋难以封冻对我们人类很有好处,海洋冬天不结冰,使世界的气候比较湿润,易于生物的发展。再者海洋不结冰可以使我们的船只在冬天继续航行。
拓展阅读
1956年11月12日,美国的破冰船“冰川号”在南太平洋斯科特岛附近发现一座世界最大的冰山。它的长度为333千米,一列火车从这头开到那头,需要行驶5个多小时。总面积3100多平方千米,相当于5个上海市的面积。
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