为什么冬天河水总是上面先结冰

Question

为什么冬天河水总是上面先结冰

Answer 1

我们在课本上学到,当温度降到0℃时水就会变成冰.但实际情况并非如此简单.一方面自然界中的水不是纯净的水,里面溶解了很多物质,水的凝固点降低,水需在0℃以下才能冻结；另一方面,当温度刚好由零度以上降到0℃时,水是不会结冻的,因为结冰时放出的潜热很大,如果正好是冰点,刚生成的冰晶又会很快融化掉.所以,一般温度在零度以下河水才出现冻结现象.
静水结冰需要较甚的过冷,实验室里曾经记录到蒸馏水过冷到-20℃还不见冰晶出现的数据.一般静水冷却到4℃后,水面继续降温,仅能使表层发生冷却,底层在较长时间里还是维持在4℃的温度,所以静水冻结是从水面开始的.
初冬时节河流淌凌是河流开始结冰的最初阶段.河水是汹涌流动的,流水结冰过程与静水很不相同.流水由于处在流动状态,紊流扰动强,不仅表层冷却迅速,就是底层也同时降温,水面和水内几乎可以同时结冰.大多数研究者认为,河流结冰是同时在水面和水中发生的.理由是河流混合作用强,在结冰前河水上下都能达到大体相同的温度,只要有结晶核,就可以在任何地方开始结冰.底冰的存在证明了这种理论的可能性.
河流封冻有二种情况.一种是从岸边开始,先结成岸冰,向河心发展,逐渐汇合成冰桥,冰桥宽度扩展,使整个河面全被封冻.还有一种是流冰在河流狭窄或浅滩处形成冰坝后,冰块相互之间和冰块与河岸之间迅速冻结起来,并逆流向上扩展,使整个河面封冻.