7种奇怪的冰结构

当温度低到足以让水从液体变成固体时，奇怪的事情就会发生。事实上，当温度刚好使水从固体变成气体，而完全跳过液体部分时，奇怪的事情也会发生。或者当风以合适的速度吹，或者水以合适的速度流动。换句话说，当条件刚好适合奇怪的物体时，我们会得到以下不寻常的冰的形成。

冰圈

冰圈或冰盘在河流的拐弯处形成。当一层冰在水面上形成时，下面加速的水流产生了“旋转剪切”，将一大块冰折断并扭转，直到它形成一个圆圈。然后它就停留在那里，在河流的弯道里慢慢旋转着一个冰圈。这是一件很奇怪的事，而且不常被发现。

忏悔者冰林

发现于13000英尺以上的干燥的安第斯山脉，这些高耸的冰雪尖顶是一个奇怪的景象。它们是忏悔者，大小从一两英寸到超过16英尺不等。“忏悔者”一词在西班牙语中是“忏悔者形状的雪”的意思，因为这些不寻常的雪看起来像忏悔者，在西班牙圣周期间的游行中，忏悔者是苦修游行中的宗教人士，他们戴着高高的尖头帽。

这些锯齿状结构是在升华过程中形成的，这与融化有点类似，只不过太阳把雪直接变成水蒸气，而不是先融化。实质上，冰从固态变成气态，跳过了液态。露点必须保持在冰点以下才会发生这种情况。从一层平滑的压缩雪或冰开始，太阳加热了表面弯曲的部分，这些部分比其他部分升华得更快，随着凹陷的形成，这一过程加速，最终形成了忏悔者结构。因为这一过程依赖于来自太阳的热量，在形成的凹陷中升华发生得更快，忏悔体向太阳光线的大致方向倾斜。

兔冰

这种奇怪的冰有好几个名字，包括冰花、冰带、兔子冰、兔子霜、冰羊毛等等。但是不管名字是什么，过程都是一样的。当空气达到冰点温度，但地面还没有结冰时，就会形成兔冰。植物茎干中的汁液在结冰时膨胀，导致沿着茎干形成裂缝。然后，水从裂缝中被抽出来，在接触到空气时结冰，随着越来越多的水被抽出来，形成一层又一层薄薄的冰层，最终形成花瓣或冰带。

木本植物也发生了类似的现象，尽管产生的冰更薄，更像头发。因为冰的形成非常薄和脆弱，它们通常融化或升华得很快，所以你发现兔霜的最佳机会是在天气条件刚刚好的清晨阴凉地区。

冰针

像兔子冰一样，针状冰也有很多名字，包括冰城堡、霜柱、冰条纹或冰丝。基本上，针状冰是冰花的一种，以类似的方式出现。当土壤温度在冰点以上，空气温度在冰点以下时，流经土壤表面以下的水通过毛细作用被吸上来，与空气接触就结冰了。更多的水被抽上来结冰，冰形成了针状的柱状。虽然这个过程很简单，但从地面上长出的精致“毛发”看起来相当令人惊叹。

霜花

还有一种版本的霜花漂浮在新结冰的海冰或湖冰的表面。这些小冰也被称为冰花或北极花，对科学家来说非常有趣。2009年，华盛顿大学的一个生物团队在北极附近航行时，发现了一大片这种小冰花。当他们融化了一些后，他们发现它们含有异常大量的细菌。

首先，让我们介绍一下它们是如何形成的。那里的空气非常寒冷和干燥，比海洋表面还要冷。当空气与海洋的差异如此之大时，干燥会带走冰上小肿块的水分，小冰块蒸发，空气变得潮湿——但只会持续一段时间。寒冷使水蒸气变重。空气想要释放多余的重量，所以一颗一颗的水晶，空气又变成了冰，形成了精致的、羽毛般的卷须，有时能达到两三英寸高，就像巨大的雪花。

这就是为什么它们在科学上如此迷人:我们提到过，这些霜花含有惊人数量的细菌。由于它们形成的方式，霜花的盐度是海洋的三倍，没有多少生物能在如此咸的冰冻水中生存。至少我们是这么认为的。但研究人员发现，每朵霜花中都生活着大约100万个细菌。更多的研究可以揭示这些细菌在这些花中的作用以及它们是如何生存下来的。虽然这似乎是一个罕见的结冰事件，但随着地球变暖，我们将在未来看到更多这样的霜花“草地”。在两极会有更多的开阔水域，在冬天会变成薄冰。

雪卷

它们看起来很像用雪捆成的干草。在某种程度上，这是一个相当准确的描述。就像干草被卷成大球一样，当一大块雪被风吹到地面上时，它就会卷起更多的雪，体积也会越来越大。它们是圆柱形的，通常是中空的，因为最初形成的几层通常很容易脱落，因为辊子滚动。它们的直径可达两英尺。

压雪机通常发生在地面上有一层新松动的雪，温度接近融化的时候。雪还需要放在不易粘的表面上，比如结冰的雪，这样上层的雪就会粘在滚筒上，而不是地面上。另外，需要有足够的风让滚筒转动，但又不能太大，以至于所有东西都碎了。因为条件相当精确，铲雪机相当罕见。

饼状冰

与冰圈相似的是饼状冰或平底冰。当水面上的冰被打破，在河流或小溪的漩涡中旋转，形成薄圈时，就形成了饼状冰。只要温度在冰点附近，还有适度的水流动，它就会发生。这种形成的冰的大小可以从一英尺左右到近10英尺，取决于条件。通常情况下，这些圆盘在旋转和相互碰撞时，会在边缘聚集冰泥或碎冰，形成所谓的“悬坝”，这是一个边缘高、中心低的冰圈。