《我们爱科学》
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屋檐下的冰柱哪里来
2009-12-21 21:39:48 嗨，你从东北回来啦，这趟玩得怎么样？
太开心啦！对了，我还给你带了一个……
什么，东北特产？
不好意思，是带回来一个问题。我发现东北那疙瘩，下雪以后，屋檐底下经常会挂着一溜小冰柱。你说，那冰柱是怎么形成的？
这太简单了。冬天屋子里有人取暖，热气上升，透过瓦片把屋顶上的积雪融化了一些。化了的雪水流到屋檐，因为没有了瓦片的加热，雪水又重新凝结，就形成了小冰柱。
问题没这么简单吧。因为没有人住的空房子，屋檐上也会挂上冰柱。
有这事？那还真得好好琢磨琢磨了。
小冰柱哪里来
其实不光东北，北方的很多地方冬天下雪以后，屋檐上都会挂着一溜晶莹透亮的小冰柱，让人看见了就好想咬上一口。
不过，小冰柱到底是怎么形成的，要想解释清楚可真不是一件容易的事。当然啦，它们肯定是屋顶上的积雪融化以后，流到屋檐上又重新凝结而成的。
可你想一想，雪在什么情况下才会融化？温度要在零摄氏度以上；水在什么环境下才会结冰？温度要在零摄氏度以下。问题出来了：同在一个屋顶上，怎么会有两种不同的温度呢？
在阳光下成长
怎么样，问题没有你想得那么简单吧？咱们还是一起去测量一下，看看这些小冰柱究竟是在什么温度下形成的吧。
瞧，屋檐上挂上了冰柱，快测测气温。温度计指示，气温比零摄氏度要低一点，这说明让积雪融化的原因肯定不是当时的气温。难道是屋子里的热气？看来也不可能，因为没有人住的房子屋檐上也会有冰柱。那么，这能融化冰雪的神秘热量究竟来自哪里呢？
仔细留意冰柱形成的时间，你会发现一个秘密：冰柱都是在晴朗的日子里形成的，而且只有在白天才会形成。晴朗的白天，什么东西能让冰雪融化呢？答案再清楚不过了，是太阳光。
谁让雪水又冻冰
太阳融化了积雪，这没什么可稀奇的。稀奇的是，谁把融化的雪又重新冻上了呢？总不会还是太阳吧。
再来仔细观察观察小冰柱的分布情况。瞧，小冰柱可不是哪里都肯安家的哦，它们喜欢在斜顶瓦房的屋檐上聚集，却很少在平顶的屋檐上凑热闹。即便在同一座瓦房顶上，它们分布得也很不均匀，屋子向阳的一面，屋檐上的冰柱又多又大，可背阴的一面呢，冰柱不光个头小，还稀稀拉拉的没几个。为什么会这样呢？
想一想，斜面房顶多，平面房顶少；向阳面多，背阴面少，又跟太阳有关系，问题出在……角度，是屋顶和阳光之间的角度。
阳光怎样造冰柱
你看，晴朗的天气，气温只有零下一二摄氏度。虽然阳光照耀着大地，可是由于冬天阳光是斜射地面的，所以阳光并没有那么大力量来融化地面的积雪。
可屋顶上的情况就和地面不同了，斜顶房屋的向阳面和阳光的夹角很大。要知道，阳光和它照射到的平面形成的角度越接近直角，这个平面接收到的热量就越多。所以，向阳面上的一些积雪就被阳光融化了，雪水顺着屋顶流向屋檐。
别忘了，这时候屋檐底下的温度依然是低于零摄氏度的，所以雪水流到屋檐下，自然又会冻起来。后面的雪水一滴一滴地附着在先前的小冰滴上，慢慢的，屋檐下就挂上了一排小冰柱。
小补丁：看看上面这张图，假如阳光和地面成形成20度的夹角，和向阳面的屋顶形成60度的夹角，那么，屋顶单位面积上接收到的太阳热量，就是地面的2.5倍。
