冬季下雪,你是否觀察過(guò)河流兩岸的積雪,融化得一樣嗎?答案是否定的,為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢?我們將以北京市清河河段的一場(chǎng)降雪融化過(guò)程為例,為你詳解其中的奧秘。隨著幾天的觀察,積雪慢慢融化,會(huì)發(fā)現(xiàn)河流北岸谷坡積雪比南岸谷坡積雪融化速度快,河流南岸谷坡積雪相對(duì)保存完好,而北岸谷坡積雪幾乎完全融化(圖三)。
圖1 北京市清河某河段示意圖
積雪景觀圖(攝影:汪清平)
圖3 積雪融化景觀圖(攝影:汪清平)
為什么清河北岸谷坡積雪會(huì)比南岸谷坡積雪融化速度快呢?
由于河流寬度相對(duì)較小,河流南、北兩岸的緯度差異極小,所以緯度差異對(duì)積雪融化不會(huì)造成影響。而北京地處40°N左右,位于北回歸線以北。2月份,日出東南,太陽(yáng)逐漸升起,正午時(shí)太陽(yáng)位于正南方向,之后太陽(yáng)逐漸落下,日落西南,即白天太陽(yáng)均位于偏南方位。如圖4所示,以正午為例,平行的太陽(yáng)光線照射到河流北岸谷坡時(shí),與谷坡的夾角較大,最大時(shí)可達(dá)到90°,北岸谷坡單位面積內(nèi)接受到的太陽(yáng)輻射較多,積雪融化速度快;而太陽(yáng)光線照射到南岸谷坡時(shí),與谷坡的夾角較小,并且受到地形的阻擋,太陽(yáng)難以照射到南岸谷坡,因此,南岸谷坡單位面積內(nèi)接受到的太陽(yáng)輻射較少,積雪融化速度緩慢。同樣,當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)移到北半球時(shí),北京日出東北,日落西北,白天太陽(yáng)大部分時(shí)段始終位于偏南方位,河流北岸谷坡得到的熱量還是會(huì)遠(yuǎn)多于河流南岸谷坡得到的熱量。這種現(xiàn)象便是我們?nèi)粘Kf(shuō)的“水北為陽(yáng),水南為陰”。
圖4 白天河谷斷面光照示意圖(汪清平原創(chuàng))
與“水北為陽(yáng),水南為陰”相反的是“山南為陽(yáng),山北為陰”現(xiàn)象,雖然北回歸線以北的山地南、北坡熱量差異與河流南、北谷坡熱量差異是不同的,但原理卻是相同的。如圖5所示,以正午為例,平行的太陽(yáng)光線照射到山地南坡時(shí),與坡面的夾角較大,甚至可能達(dá)到90°,單位面積內(nèi)接受到的太陽(yáng)輻射較多,南坡得到的熱量也較多;而太陽(yáng)光線照射到北坡時(shí),與坡面的夾角很小,有時(shí)受地形阻擋甚至難以照射到北坡,單位面積內(nèi)接受到的太陽(yáng)輻射較少,北坡得到的熱量也較少。山地南坡得到的熱量遠(yuǎn)多于山地北坡得到的熱量。
圖5 ??白天山地坡面光照示意圖(汪清平原創(chuàng))
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