文/囡仔
還記得前不久介紹過雪花,今天來談談雪花的親戚,屬於24節氣之一的「霜降」,但是你可知道,霜並非從天而降,一般來說,水氣(水蒸氣凝結成的小水滴)會先經過液態水,凝固成冰,而霜則是水汽直接凝固成冰,氣態直接轉化為固態的現象,這是一種「凝華現象」。
結霜融化 但憑溫度
當暖空氣上升,冷空氣下沉,冷空氣比暖空氣密度大,同時意味著冷空氣中的水分子比熱空氣中的水分子多的時候,冷空氣聚集在山谷中時,就會形成霜。霜通常在夜間形成,此時氣溫較低。一旦太陽升起並使結霜物體周圍的空氣變暖,霜就會迅速融化。
不過霜與露水不同,霜會在空氣相對乾燥的夜晚形成。所謂露點溫度(Dew point temperature)是在固定氣壓和含水量之下,空氣中所含的氣態水達到飽和而凝結成液態水,所需降至的溫度。在這溫度時,凝結的水飄浮在空中,但沾在固體表面上時則稱為露,因此當空氣冷卻到露點溫度時,就會形成水,這就是為什麼如此多的表面可能會滴水而不會下雨。在寒冷的月分,則可觀察霜點。溫度不必冷卻到足以形成霜的溫度,因為大氣比液態水需要更多的能量(更高的溫度)來沉積冰。
解釋了半天的霜,其實你一定曾看過,霜通常形成在汽車、窗戶及植物等室外飽和或充滿水分的空氣中的物體上。
形式多樣 農作凍傷
不過霜的類型有所不同,最常見的是「輻射霜」(也稱為白霜)是微小冰晶形式的霜,就常出現在地面或室外暴露的物體上,一般來說,冰箱和冰櫃也會形成白霜。此外還有平流霜、窗霜與霧凇。「平流霜」是小冰釘的集合,當冷風吹過樹枝、電線桿和其他表面時,就會形成平流霜。當玻璃窗暴露在寒冷中時會形成「窗霜」,而「霧凇」也稱樹掛或霧凍,是一種在天氣寒冷的地方出現的白色不透明晶體。
一般在多霧的地區經,常會出現嚴重霜凍。霜凍會嚴重損害農作物。它可以破壞植物或水果,像是番茄、大豆或櫛瓜等皮薄的植物,可能會被毀掉。如果霜凍夠嚴重,馬鈴薯就會凍在地裡,僅需幾個寒冷的夜晚,農民們的整塊田地就會被毀壞殆盡了。
農民通常會查閱年鑑和地圖來預測霜凍,地圖和年鑑資訊,會標示在霜凍前幾天,並告訴農民哪些地區通常會出現霜凍、霜凍發生的頻率以及持續時間。這些工具很可靠,但並不一定準確,就算農民仍依賴天氣,但許多人向農作物噴灑農藥,為了減少霜凍損害。這種噴霧劑通常含有基因改造生物(GMO),這種減少農作物凍害的基因改造生物稱為「除冰細菌」。它們使冰晶難以形成。除冰細菌不會對植物造成傷害。
許多農民也為了保護作物,採用選擇性倒匯(SIS)方法。選擇性倒置水槽是一個大風扇,可將寒冷潮溼的空氣吸入煙囪,煙囪能把冷空氣排出到農作物上方很遠的地方,這樣可以在不噴灑作物的情況下,保護作物免受霜凍。
一般堅固的植物不會被霜凍摧毀,但霜凍會阻止它們生長,常綠樹木中,如松樹和雲杉,在霜凍期間會停止生長,但不會死亡。道路也會因霜凍而受損。結霜的道路很滑,並且暴露在汽車的熱量下,很快就會變得溼滑,因此造成駕駛員在結冰或潮溼的道路上行駛,遇到更多困難。