当风的能量能够带动雪粒一起运动时,便产生了一种很普遍的自然现象—吹雪。在白雪皑皑的原野上,有时一阵风扫过积雪表面,我们会看到一股携带着雪粒的气流,好象腾空翩舞的白色的绸带,贴近雪面随风飘逸。这种现象称为低吹雪。
在更强烈的大风吹袭时,积雪的原野里会出现雪雾弥漫、雪云遮天的景象,被大风携带的雪粒卷得更高,飘得更远,就象万马奔腾时席卷起的尘云。这种现象称为高吹雪。
晴天或者降雪天猛刮着狂风,急骤的风雪以雷霆之势从四面八方窜驰,无孔不入,充填一切空间,使人睁不开眼睛,辨不清方向,甚至把人刮倒卷走,这就是暴风雪。
科学上把以上三种“风携带着雪运行”的自然现象(低吹雪、高吹雪、暴风雪),通称为吹雪。一般人把它叫做风吹雪,也有个别人把它叫做风雪流的。吹雪现象,它是怎样形成的呢?
出现吹雪的地方,必须同时具备两个条伴,比较丰富的雪源和能够使雪运动的风力。天空降雪和地面积雪,是吹雪的物质来源;强劲的风,是吹雪的动力来源。两者不可缺一。
并不是所有的积雪都能成为吹雪的物质来源的。积雪上部的风板或冰片很难被风吹扬起来,水湿雪也难于飞扬起来。一般地说,积雪能否成为吹雪的物质来源,主要与积雪密度有着密切的关系。新雪密度低,很疏松,平均密度只有0.05克/厘米3左右,每秒2米的轻风就能把它吹动了。旧雪密度增大到0.10~0.15克/厘米3,则每秒必须是4米的风速才能把雪粒吹动。至于粗粒雪,密度达到0.30克/厘米3,以上,要把这种雪粒吹动起来,风速至少要达到每秒8米以上。
并不是所有的风都能成为吹雪的动力来源的,微风无法使雪粒动起来。确切地说,起动风速以下的风都不是吹雪的动力来源。什么叫起动风速呢?
我们把刚开始能携带雪粒运动的风速,叫做起动风速。起动风速不是个固定值,因为影响雪粒趄动的因素比较复杂,既与雪粒本身的物理力学性质有关,又与外界条件有关。上面说过的积雪的密度是影响起动风速数值的主要因素之一。此外,积雪的温度和湿度,空气的温度和湿度,雪粒的粒径和形状,地面的粗糙度等因素,都或多或少地对起动风速作出影响。剔除那些特殊的情况,一般来说,能够形成吹雪的起动风速,在离地l米高处为每秒4~6米。当地面形成稳定积雪以后,不管是晴天还是阴天,只要穿过积雪表面的气流速度达到起动风速以上时,由于气流的“空吸效应”(气疏层之间的速度差异会产生使物体被吸动的作用),积雪表面的雪粒便开始起动,随风运行,于是,我们便能看到吹雪现象。
起动风速出现以后,雪粒是怎样运动的呢?根据大量的观测资料,开始时,雪粒是使慢慢动的。当雪粒获得一定速度后,便贴着雪面滚动。吹雪刚开始,大部分雪粒是滚动前进的,仅有少部分跳出雪面,很快又落下,又弹跳起来,呈跳跃式前进,每次弹跳距离大约2~3厘米。接着,跳跃前进的雪粒数量增多,弹跳距离也加大。随着风速增大,气流空吸作用加强,滚动弹跳的雪粒越来越多,这时有部分细小活跃的雪粒脱离弹跳状态,随着气流悬浮飞扬前进。因此,整个吹雪过程中,雪粒运动方式有下面四种状态。
1.蠕动,就是雪粒象蚯蚓似的贴着雪面蠕动。
2.滚动,就是雪粒象冬天孩子们玩滚雪球般的贴着雪面滚动。
3.跳跃,就是雪粒象抛出去的皮球那样弹跳前迸。
4.悬浮飞扬,就是雪粒象烟尘一样腾空飞扬前进。
雪粒的蠕动和滚动这两种状态,一般不为人们所注意。只有当雪粒出现弹跳或者悬浮飞扬时,大家才注意到了吹雪现象。到底吹雪过程中,雪粒以哪种方式运动为主,这要具体情况具体分析。不过,根据大多数人的观测资料,吹雪气流中大部分雪粒是以跳跃的形式运动的。在离雪面5厘米高度上所作的多次观测证明,当风速超过每秒8米时,雪粒的蠕动和滚动几乎是一眨间出现后立即被弹跳起来。这时吹雪气流中绝大部分是跳跃着的雪粒,它们象炮弹一样,不断炮击并破坏着积雪面,使雪面上的雪粒加快起动。