小学五年级科学同步学习资源——课外阅读

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如何判断积雪的硬度和湿度
如果你在冬天玩雪球或堆过雪人，你有没有留意到这样的事情，有的雪好象潮湿的面粉，很容易把它们捏揉成团，有的雪却象一盘干沙，怎么也捏揉不到一起。如果你到雪原参加野外训练，教练要求你在雪地里建一个雪房子，那么什么样的雪才适合用来建雪房子呢？这里面涉及到积雪的湿度间题。

测量积雪硬度有专门的仪器，如果你手头没有仪器，所需数据又不要求十分精确的话，可以凭经验把自然积雪的硬度分为四级。第一级叫做松雪，大姆指除外的四个手指并拢，不费劲就能够插入雪层。第二级叫做稍硬雪，一个指头可以插入。第三级叫做坚雪，铅笔能够插入。第四级叫做坚实雪，小刀才能插入。

所谓积雪的湿度，指的是雪粒孔隙间的含水状态。为了简便易行，一般把积雪的含水状态分为四个等级。第一种叫干雪，完全无水，捏不成团，有些与干燥的白砂糖相似。第二种潮雪，雪晶表面有潮气，能握成团块，但雪中分离不出水来。第三种叫湿雪，雪粒间能看出有液态水滴存在。第四种叫水湿雪，稍微用一点力，就能挤压出水来。

不同湿度的积雪，在工程上的使用价值各不相同。干雪抗压强度比较低，它酥松脆弱，很难应用到工程上。只有人工增加它的湿度，才有利用的可能。潮雪的应用价值最大。暴风雪后形成的雪堆，如果具有一定的潮度，则是非常理想的临时建筑材料。它能切成雪砖，也可以直接在其中挖雪窟，供登山者或者猎人临时过夜。湿雪只有在气湿较低、雪粒间液态水滴冻结的情况下，有利用价值。水湿雪很不稳定，工程上不能利用。

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瑞雪兆丰年

　　我国农村千古流传着“瑞雪兆丰年”的谚语，冬天下了大雪就预示着来年农业丰收。这是为什么呢？
　　我国的科学工作者曾经做过一组对比观测。他们在积雪地(雪深10～15厘米)和裸露地里，同时埋设了地温观测表。结果得到那儿的年最低地温，积雪地是-10.3℃，裸露地是-l7.8℃。显然，积雪地的地温在冬季比裸露地的地温要高得多。积雪地这种地温特点，为越冬麦作物创造了比较良好的生活环境。
　　一般来说，冬小麦的分糵(nie，植物的芽)节，大致在离地面3～4厘米深的地方。冬小麦分蘖节能够承受冻害的临界温度在-14℃～-17℃之间。所以在新疆北部地区，只要地面覆盖有10～l5厘米的稳定积雪，就能基本上保护越冬作物安全过冬。如果没有这层积雪，很多越冬作物就会冻死。

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什么叫积雪？

　　覆盖在地球表面的雪，统称积雪。
　　为什么这里要强调是覆盖在地球表面上的雪才是积雪呢？降落到地面上的雪花，是不是都能形成积雪呢？
　　地球上有些地方，雪花一挨到地面，立刻就融化了，或者雪花在地面上滞留的时间很短就融化了。我国广州有时也偶尔飘落下几朵雪花，但很快就融化了，从来没有形成过积雪。象这些有降雪现象却不能形成积雪的地方，叫做不积雪地区。
　　在夏天，绝大部分地区的人们之所以看不到雪花漫舞，并不是说那里的天空形不成雪花，而是因为雪花还没有落到地面就被融化成雨滴了。只有当贴近地面的低层空气比较寒冷，降落下来的雪花还没有融化时，我们才能看到降雪。
　　在地球的热带和亚热带，除了屈指可数的几个高峰外，都属于不积雪地区。我国福州到昆明一线以南，也是不积雪地区。这是因为这些地方的地面温度均在0℃以上，不具备积雪存在的起码条件。只有当地面土壤温度和贴地层空气温度，在一个比较长的时间里保持在0℃以下时，才有可能出现积雪。

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什么是雪





　　水是地球上各种生灵存在的根本，水的变化和运动造就了我们今天的世界。在地球上，水是不断循环运动的，海洋和地面上的水受热蒸发到天空中，这些水汽又随着风运动到别的地方，当它们遇到冷空气，形成降水又重新回到地球表面。这种降水分为两种：一种是液态降水，这就是下雨；另一种是固态降水，这就是下雪或下冰雹等。

水汽循环图

　　大气里以固态形式落到地球表面上的降水，叫做大气固态降水。雪是大气固态降水中的一种最广泛、最普遍、最主要的形式。大气固态降水是多种多样的，除了美丽的雪花以外，还包括能造成很大危害的冰雹，还有我们不经常见到的雪霰和冰粒。
　　由于天空中气象条件和生长环境的差异，造成了形形色色的大气固态降水。这些大气固态降水的叫法因地而异，因人而异，名目繁多，极不统一。为了方便起见，国际水文协会所属的国际雪冰委员会，在征求各国专家意见的基础上，于1949年召开了一个专门性的国际会议，会上通过了关于大气固态降水简明分类的提案。这个简明分类，把大气固态降水分为十种：雪片、星形雪花、柱状雪晶、针状雪晶、多枝状雪晶、轴状雪晶、不规则雪晶、霰、冰粒和雹。前面的七种统称为雪。为什么后面三种不能叫做雪呢？原来由气态的水汽变成固态的水有两个过程，一个是水汽先变成水，然后水再凝结成冰晶；还有一种是水汽不经过水，直接变成冰晶，这种过程叫做水的凝华。所以说雪是天空中的水汽经凝华而来的固态降水。

    十种大气固态降水示意图，从上向下分别为：雪片、星形雪花、柱状雪晶、针状雪晶、多枝状雪晶、轴状雪晶、不规则雪晶、霰、冰粒、雹。

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雪崩是什么样的？





　　积雪的山坡上，当积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力拉引时，便向下滑动，引起大量雪体崩塌，人们把这种自然现象称做雪崩。也有的地方把它叫做“雪塌方”、“雪流沙”或“推山雪”。雪崩，每每是从宁静的、覆盖着白雪的山坡上部开始的。突然间，咋嚓一声，勉强能够听见的这种声音告诉人们这里的雪层断裂了。先是出现一条裂缝，接着，巨大的雪体开始滑动。雪体在向下滑动的过程中，迅速获得了速度。于是，雪崩体变成一条几乎是直泻而下的白色雪龙，腾云驾雾，呼啸着声势凌厉地向山下冲去。

　　雪崩具有突然性、运动速度快、破坏力大等特点。它能摧毁大片森林，掩埋房舍、交通线路、通讯设施和车辆，甚至能堵截河流，发生临时性的涨水。同时，它还能引起山体滑坡、山崩和泥石流等可怕的自然现象。弱小的人体遇到它，后果是可想而知了。因此，雪崩被人们列为是积雪山区的一种严重自然灾害。
　　1966年l2月，天山西部发生了一次大雪崩。中国地理学家为此曾经写过一篇万字以上的调查报告。报告里引用了大雪崩的目击者的话：
　　“这次大雪崩前的那几天，大雪纷飞，雪多数呈颗粒状和片状降落。据老乡说，这样连续下这么多的雪，五十年才能遇到一次。到12月20日晚上为止，山谷平地雪深平均已在一米以上。山坡上比平地雪要深一些，估计这时雪深已有一点五米左右了。12月21日凌晨2时，我被嘭嘭的敲门声惊醒(过后才知道不是有人敲门，而是雪崩气浪冲击门作响)。还没有来得及考虑是怎么回事，雪已从窗户冲入屋内，转眼间，屋里堆了一米多深的雪。我身上、手上被雪崩打碎的玻璃片划破了几处。我们赶紧跑出屋去，原来是对面山沟发生了雪崩。雪崩的边缘刚好擦过我们这里，把我们的房檐掀掉了。堆在房前的雪有七、八米高。以后，雪崩还在山谷其他地方继续发生，巨大的轰隆声和回声，象打雷一样，振动了整个山谷。雪崩过后，房前的道路不见了。山坡上的草木有的连根拔走，有的倒伏在地。河流被雪堵塞，形成大大小小的湖泊。河对岸的一片森林也被毁坏了。公路上的电线杆被砸倒，电线也被砸断，通讯中断了！这次大雪崩在公路上堆积了数以万方的雪，使交通中断了将近一百天。”

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雪崩是怎样产生的？
雪崩的物理原理是很简单的，山坡上的积雪受到两个力：一个是地球引力，另一个就是积雪内聚力。这两个力量之间进行着一场你死我活的拔河比赛，地球引力企图沿山坡方向把积雪往下拉走，而积雪的内聚力却使雪体彼此黏结，停留在山坡上。

这场拔河比赛只能在山坡上进行。但是并不是所有的山坡都能进行这种比赛。

坡度不大的山坡，例如坡度不到15°的山坡，积雪是比较稳定的，引力无法把积雪拉走。而坡度超过50°的山坡，又没有办法形成足够厚的积雪，引力找不到拔河的对手。所以最适合这场比赛的场所是在坡度介于25°～45°之间的山坡上。

这场比赛中，当积雪的内聚力受到外界的干扰而变小时，雪崩就容易发生。

积雪的内聚力与积雪的厚度有关，持续不断的降雪使山坡上的积雪达到一定厚度时，就容易发生雪崩。春天气温升高时，积雪表面消融，融水渗到雪层内部，就能降低积雪的内聚力、内摩擦力和抗断强度，特别是融水渗漏到积雪底部时，这水就象滑润剂一样，使雪层很容易滑动。当山坡上的积雪由于上面的种种原因而变得较不稳定时，只要有一点外界因素的变动，雪崩就一触即发。比方说轻微的地震，动物的行走，滚石的触击，甚至高声尖叫，在这种时刻都会触发雪崩。

在风力比铰充沛的山区，风也能使积雪发生雪崩。在山脊背风的地方，雪能够将积雪吹成悬空。就像我们房子的屋檐，我们将其称之为雪檐。一旦雪檐的自身重量超过雪檐的抗断强度，雪檐便自行崩塌，从而引起下面山坡上雪的塌落。

在天山西部季节性积雪地带，每年冬天都会看到好几起由岩羊、马鹿等动物触发的雪崩，这些动物沿着积雪山坡寻找食物，有时不幸踩裂雪层而葬身在雪崩之中。

另外，砍伐森林也能使山坡积雪的稳定性减弱。森林和灌木，客观上起着阻止积雪下滑的作用。因此，应该严禁砍伐雪崩地区的林木。在雪崩频繁的瑞士阿尔卑斯山区，地方法律上就明文规定严禁砍伐雪崩地区的树木。凡是违禁的居民，一律驱赶出境。

1799年(清嘉庆四年)，甘州(今甘肃张掖)提督苏宁阿，命人在祁连山的野马川中山积雪地带，铸立铁牌一块，重三百五十多斤。铁牌上镌刻着：“偷伐松林，有碍水源；摧毁民生，既绝民命。特立此牌，以告乡民，有伐树者，与命案同。”

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怎样建造小雪屋





　　建造雪屋，除了长刀一把，不需要任何工具。最适合于建筑雪屋的积雪，是那些经过暴风雪吹打而变得很密实的雪。用切西瓜那样的长刀，把积雪切成一块一块较大的雪砖，使雪砖互相挨紧，砖缝之间抹上一层碎雪作为灰浆。

　　1. 选取较干的，硬度较大的雪作为材料，用长刀或雪铲将雪切成砖状。砖块的大小一般为：长1米，宽40厘米，高20厘米。

　　2. 在你挖雪砖留下的雪坑的周围，用雪砖砌成一圈。切砖的时候应该注意将砖切成圆弧型的，这样能才能将小雪屋建成圆形的并且比较严密。
　　3. 建墙的时候，只需将雪砖一层层砌起即可，水泥用碎雪代替。建墙时要注意慢慢向里收拢，只有这样雪屋才能封住顶。盖房子当然要有门，门留在哪呢？门不是留在墙上，而是在墙的下面挖一个隧道，这样做有点像鼹鼠，不过它的好处就是能防止冷空气直接进入。在靠墙的另一边用雪砖建一个平台，干什么用？当然是用来睡觉了。这可是武侠小说里武林人士梦寐以求的冰床啊。

　　4. 万事开头难，但是要收好尾也不容易。雪房子建到最后怎样封顶呢？铲一块比最后留下的屋顶大的一块雪砖，将这块雪砖盖在屋顶的外面，然后从雪屋子里面，用工具将这块雪砖修理，使它正好能够将屋顶封住。
　　5. 在房子里面生上炉火，热量能够将雪砖的表面融化，但随即就能冻住，形成一层光滑结实的冰壳。
　　注意事项：建雪房子一定要注意作好通风口，否则人住在里面会窒息致死。上面的建造过程仅仅是建造雪房子的粗略过程，不足以指导具体的雪房子的建设，想进行试验的人最好参考相关的指南。

         

　　在爱斯基摩人小雪屋的基础上，在极地工作的科学家们，想出了一种把雪和水掺到一起搅拌成“雪混凝土”的方法，然后把“雪混凝土”浇灌到建筑物的模型里。因为极地的气温就是在夏天，也经常降到-10℃以下，“雪混凝土”很快就冻结起来。抽掉建筑物的模板，就成了一座天衣无缝的冰屋。这种冰屋比雪屋更牢固，往往工作结束后人已离去，冰屋还完整无损地耸立在那里。积雪还能作为建筑物的保暖材料。如果在帐篷或建筑物的外面黏贴上一层湿雪，等湿雪冻结成冰壳后，就是一种极为良好的保暖设备。即使是最凌厉的西北寒风，也吹不透冰壳。同时，冰壳又能阻止建筑物的热量向外扩散。