精选文摘《冰雪杂谈》
精选文摘《冰雪杂谈》内容如下：
我这辈子算是和雪结下了不解之缘。喜也罢，怨也罢，总是与雪有关。
小时候家境不济，父亲被下放，食不果腹、衣不遮寒。可那时的燕赵大地上，冬日偏偏大雪不断，在个人的强化记忆中，每日都不得不踏着雪去上学，脚趾和手指年年被冻伤，通红通红的，整个冬天痒痛不止。由于是听话的好学生，每年都被老师安排为教室维护火炉，每日必起四五更，孤单单一个人，在肃寂、寒冷、铺满厚厚积雪的大街上走着去学校。但这样的经历也产生些许微妙的感觉，虽然是凌晨，却并不觉得周围漆黑一片，所有景物均朦胧可见，雪未被踩过，依然保留着原始状态，朦胧之中不免觉得万物皆美。可惜这样的美好感觉是短暂的，天刚亮，村部的大喇叭就开始响了，心情顷刻掉底，头会不自觉地低下去。知道父母他们又得被唤去做义务劳动，清扫大街上的积雪了。羞辱感自不必说，我的父母那时都是五十来岁的人了，一扫就是一整天，连春节都不会被放过，可以想象他们生活的痛苦与艰难。在我小小的心灵里，雪成了我所痛恨的东西之一。
不承想，后来雪成了我的工作饭碗的一部分。当年报考大学时，第一、二志愿填的是物理和数学，但也选了“服从安排”一项，结果被地质地理系录取。不过，一路上一直在想，既然系别已定，无更改可能，那么最希望自己被分配到水文专业而不是其他专业。至于为什么期盼水文专业，是与个人从小生活的环境有关，燕赵之地相对干旱少雨，水在自己心目中至关重要。同时，在上高中期间，或多或少已经意识到水对人类未来的重要意义。在这一点上上天倒是眷顾了我，报到时发现，果不其然自己就是水文地质专业。上大学时所在城市污染严重，特别是冬日，傍晚出去转一圈儿，回来鼻孔必被染黑，手指一摸，如墨般。偶尔下场雪，一般不太大，远观树上的雪挂，倒也显得美丽壮观，可是一旦靠近，却发现雪有些黑不拉几的，明显被黑灰粉尘污染，美感顿失。虽然学的是水文，但是那时，还没有想到雪会和我的职业有什么关系。
我的大学所在城市有一国际着名研究所，是研究冰寒世界的。一毕业，我便被该所录取为硕士研究生，从事旱区水文研究，研究对象是新疆低海拔地区的河流与湖泊。见其他研究生同学研究冰川，上高山、住帐篷，几周下来，人人都有红二团。他们来访我们驻地，见我们每日傍晚伴着夕阳湖边踱步，床底下堆满了西瓜，十分羡慕我们天堂般的野外生活，我也颇感幸运。后来随着个人研究不断深入，深刻意识到，我所研究的水不正是从高山和冰川上来的吗？要深化我的研究，我必须依山而上，非得研究冰川和积雪不可。果不其然，一毕业我的研究项目立马包含了冰川和积雪，而且从此一上此船，就再也没有下得来，甚至年轻的生命差一点儿被雪夺去。
故事发生在1993 年的夏天，某着名的冰川上。早晨，我随一队人员（多为年轻的临时工）一同上冰川，他们做冰川蠕动观测，而我一个人做另外一个项目，采集河水、冰川和积雪样品。他们的观测点在冰川上部，而我的采样点很分散，我则边走边采，所以很快就被他们甩在后面。等我攀到冰川中部的时候已近中午，雪愈来愈厚，走起来很不容易，虽是晴天，但气温依然远在冰点之下。好在测冰的朋友们已经踏出很多雪坑，我便循着他们的足迹，一手把着钢制雪尺，一步一步小心翼翼地前行。赫然间，感觉有阵儿暖风从冰川上方吹来，怪怪的，怎么这么寒冷的地方还会有暖风呢？还没有缓过神来，突然又感觉离世一年的母亲似乎就在我的旁边，越发纳闷儿起来。尚未多想，紧接着一声巨响，脚下的雪块脆断，立马意识到：“不好！遇到冰裂隙了！”而我是如何应对的，手中的钢尺是否起了作用，一概不知，当时有昏去的感觉。清醒以后的我，发现身体上半部分腹卧在了雪面上，双脚却腾空。猛地向后望去，一个巨大的冰裂隙就在我的脚下，有一米多宽、十几米长，深不见底。当时，惊得一身冷汗，便不敢前行，决定取消冰川上的后续工作。一米多宽的裂隙是无法直接跳越过去的，我不得不全身趴在雪上，增加表面积，像游泳一样，手爬脚蹬，顺着裂隙的走向爬，爬行一段距离后再绕过去。因为不知道裂隙到底有多长，虽然谨慎，却依然胆战心惊。折腾了约莫一个钟头的时间，终于绕了过去，才长长地舒了一口气。向身后的裂隙望去，好是后怕啊！临近太阳落山，测冰的人们返回时，见一巨大冰裂隙，且雪上有挣扎过的痕迹，他们以为我掉进了冰窟窿，便大声喊叫多时，见未有反应，便急急地赶回了营地，见我完好无损，大家才松了口气。这些好奇的年轻人，闲来无事时，用一根长绳将一位瘦小的小伙子送到了冰窟窿里探险。据这位进去的小伙子讲，冰窟深有百来米，底部完全是另外一个世界，视线模糊，但并非漆黑一片，冰洞很大，但并不寂静，潺潺的流水声不断，原来冰下有河流。他说，底部不可怕，可怕的是冰壁，曲曲折折，或窄或宽，冰楔就像长出的树杈到处都是，每个冰楔如刀，一不小心是会要命的。在冰面上走，冰裂隙是致命危险之一。冰裂隙的形成与冰川的蠕动有关，不均匀的张力拉扯造成冰裂痕，加上天长日久的消融，缝隙不断变宽、变长，但上面始终被常年积雪覆盖，不易发现，犹如森林中俘捉大动物的陷阱。这让我想起上世纪80 年代末，当时我们在乌鲁木齐和达坂城之间的某地做湖泊研究，一队日本人到博格达峰探险，其中一人掉进冰窟窿，队员花了好几天时间也未能把他拯救出来，冰窟太深、冰壁上冰楔太多，最后不得不放弃。他的女友若干年后又来攀峰，祭吊死去的前男友。
雪、冰、水以及水汽本质上差别不大，均是氢二氧一，只是形态不同。在气温0.01℃和0.06 个大气压条件下，蒸汽、液态水和冰（雪）同时存在，它们的形态是无法区分的。常温常压下，雪和冰更像是亲兄弟，只是一个臃肿些，另一个健瘦些，一般情况下，冰的比重是水的十分之九，而雪的比重是水的十分之一到十分之四。然而，水与冰的结构还是有些差别，水分子中两个氢原子相隔104.5°，而冰结构中它们的角度却是109.5°。就是这点儿差别造成了液态水的自由散漫与固态冰的坚韧结构。雪在大气形成的过程要比雨滴复杂得多，是在超饱和和超低温状态下形成的。水蒸气凝结到大气粉尘颗粒上，形成冰晶，而冰晶的生长是很有趣的，它不像水滴主要靠机械碰撞来成长，而雪颗粒是不断吸收凝结冰晶，新的冰晶在附在旧的上面时，不是随机的，而是按照氢链有规则地排列，形成六棱体，冰晶临近的水蒸气也是沿着冰体凹处向突兀处输送，使冰晶不断生长，最后呈六肢星状体。六肢星状体是最常见的雪片形状，却不是唯一的，在极其特殊的气温和大气压力组合条件下，可以形成柱状体、帽子状、盘子状等等几十种类型，不过，这些类型或许我们终生不得见。不管何种形状，雪片在降落过程中，原始形状都会受损，到达地面大都缺胳膊断腿。即便六肢星状保存完好，雪片堆在一起，愈堆愈多，在重力和温度差的双重影响下，逐渐变质，最终变成浑圆状。莫小看这一变质过程，可恰是我学术生涯最初研究的重点，有两个极其有趣的现象与此有关，一是化学离子的分馏过程，即雪在变质过程中会重新安排离子的分布，使其集中在雪粒的边缘，一旦融雪水产生并流出积雪，它们会在短时间内集中排泄到径流中，形成“离子脉冲”现象。二是水的同位素的分馏，即轻水水分子会优先于重水水分子排出到径流中。这两项成果奠定了我在美国从事水文研究的坚实基础。在高山上，一般4000 米以上的地区，雪终年不融化，常年变质终于使雪完全变成冰，这便是冰川。雪的变质也是造成雪崩的主要原因。雪本来是有一定弹性和韧性的，尽管比较弱，一旦变质，其强度就会大大降低。当积雪中温度梯度达到每米正10℃时（由雪面至地面算起），雪粒就会变质为霰石一样的颗粒，松散不相连，形成极其脆弱的润滑层。在一定坡度条件下，一个滑雪者或大动物的力量就可以摧毁大片积雪的稳定性。
获得博士学位后，我的研究项目重点是季节积雪地区的水文和生物地球化学过程，从落基山到西海岸的西野拉，再到五大湖地区，始终与雪打交道。博士论文中，最重要的一项发现是，大部分的融雪水离开积雪后，并不会马上进入河流，而是转入地下，首先成为地下水，储存一定时间后，才进入河流系统，即所谓的地下水主导河流流量论。此研究所依靠的技术正是氢氧的同位素以及地球化学。这一发现不仅对河流水的来源产生了颠覆性认识，更重要的是打破了高山积雪地区河水的“不粘锅”的传统理论，即积雪中的污染物和细菌大多不会直接进入河流，而是会得到土壤和岩石一定程度的净化。当时得出这一论断，并没有其他人的研究成果来佐证，自己颇疑惑是否能经得起时间的考验，论文发表的第二年被美国地质调查局邀请作报告时，其实心里是忐忑不安的。今年正好是论文发表20 周年，回头看，已经有很多人反反复复地印证了我的发现，不管是积雪径流还是降雨径流，不管是大河还是小河，除了洪水峰期，均以地下水占主导成分。我的学涯从学习水文地质开始，绕了一圈儿，最后又回到了地下水的研究。而为什么地下水如此重要，为什么地下水会在雨后和雪融后才大量进入河流，依然是个谜，尚未有人能解释其机理。廉颇老矣，吾恐无力再跨前一步，只能期盼下一代水文学家来回答此问题了。
每年春天，我都要给本科生讲授物理水文课程。每每讲到积雪和融雪过程一章时，未开篇，我先给他们讲三个故事，让他们讨论可能的原因和答案。故事一，1969年的春夏之交，挪威一湖泊里的鱼大部分死去，而那一年并没有什么特别的，只是冬季降雪偏多。是什么因素害死了鱼？故事二，“文革”期间，中国西部某省革委会主任要求科学家想方设法增加河流流量，以便有足够的水来灌溉农田。科学家违其良心，终于找到了增加河流流量的快速办法，极其经济但应不为的办法。猜猜这个办法是什么？故事三，如果降雪减少、融雪时间提前，美国哪些州最为惧怕这些变化？我只是抖了三个包袱，让他们注意听讲，在我讲解的过程中寻找答案。故事一与离子脉冲有关，60 年代的挪威大气污染严重，雪中的酸物质短时间内被集中排放到湖中，酸化了湖水，杀死了鱼，而并不是人们一下子就能想到的水温可能降低。故事二则与雪的反射率有关，在冰雪表面上涂上黑炭，将大大地降低阳光反射，使冰雪吸收大量太阳能，加速融化。雪刚刚降到地表时，它的反射率是很高的，可达90%。讲到新雪的反射率时，我常会给学生们开玩笑，告诉他们如果下雪后在雪面上走，又是阳光天气，你会同时受到两个太阳的照射，一个来自天上，另一个则来自你的脚下。说是玩笑，其实是非常接近事实的。第三个故事的答案是显然的，那就是加利福尼亚及至整个美国西部地区会首当其冲。其实，中国西部又何尝不是如此呢？
有雪的地方，人们的抱怨多。下雪时，太冷，交通不便，摔伤骤增，车祸大大增加，航班延误，生活成本也提高。我现在居住的这个地方，是个如火炬形的半岛，最厚积雪记录是10 米，发生在1979 年的冬天，恐怕不是世界上最高的纪录，但一定名列前茅。之所以雪多，是大湖效应造成的。2017 年未搬来之前，我们来考察房屋购买情况，在一处公寓发现一家门上贴着年画，知其是华裔，便敲门扰询，问他们为什么不买房而是住在公寓？女主人好大情绪，满脸不高兴地说，我们是南京人，在这破地方工作，雪这么多，本来买了房子，后来我们卖掉了，我们不会在这儿常待。
不过，随着气候变暖的持续，将来这样的冬天气温只会增加，是喜是忧？恐怕不同的人有不同的感受，但对滑雪爱好者和生态环境保护者来讲，肯定不是好消息。
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