冰为什么结在水的表面？为什么会有雾？——《十万个为什么自然篇39-40》

十万个为什么 神奇的自然37.为什么雪花有多种形状？ 水会结冰，这是自然界中常有的现象。仔细观察后你可以发现...

水会结冰，这是自然界中常有的现象。仔细观察后你可以发现，冰总是结在水的表面上。在北方严寒的冬季，河流或湖泊表面常常被厚厚的冰层覆盖着，即使到了初春化冻季节，水面上还能见到一些浮冰随河水漂流。

由于水的表面直接和外界空气接触，因此当外界温度很低时，水的表面首先开始冷却。冷却的水密度变大，就会下沉•，而底部温度较高的水密度较小，又会上升。水的这种上升和下沉的现象就是对流。然而，水这种物质有一个与众不同的“怪脾气”，那就是当外界温度冷却到4尤的时候，水的密度最大，如果外界温度继续冷却，水的密度反而会有所减小，这时，水的对流现象不再发生。

如果外界温度继续下降到ot，表面的水便开始结冰。水在结冰时，大约要增大十分之一的体积,从而导致冰的密度比水小。因此，凝固的冰块总是浮在水的表面上。由于这时没有了对流，表面虽然已经冷到0尤，而底部的水仍可以继续保持在4冗左右。

正是由于水的这种特性，人们在冰天雪地的季节里，仍可以凿幵河面的冰层，在水下捕到活蹦乱跳的鱼。在水气充足、微风及大气层稳定的情况下，如果接近地面的空气冷却至某程度时，空气中的水气便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使地面水平的能见度下降，这种天气现象称为雾。当空气容纳的水汽达到最大限度时，就达到了饱和。而气温愈高，空气中所能容纳的水汽也愈多。1立方米的空气，气温在4℃时，最多能容纳的水汽量是6.36克；而气温是20℃时，1立方米的空气中最多可以含水汽量是17.30克。如果空气中所含的水汽多于一定温度条件下的饱和水汽量，多余的水汽就会凝结出来，当足够多的水分了与空气中微小的灰尘颗粒结合在一起，同时水分子本身也会相互粘结，就变成小水滴或冰晶。空气中的水汽超过饱和量，凝结成水滴，这主要是气温降低造成的。

如果地面热量散失，温度下降，空气又相当潮湿，那么当它冷却到一定的程度时，空气中一部分的水汽就会凝结出来，变成很多小水滴，悬浮在近地面的空气层里，这就是雾。它和云都是由于温度下降而造成的，雾实际上也可以说是靠近地面的云。

白天温度比较高，空气中可容纳较多的水汽。但是到了夜间，温度下降了，空气中能容纳的水汽的能力减少了，因此，一部分水汽会凝结成为雾。特别在秋冬季节，由于夜长，而且出现无云风小的机会较多，地面散热较夏天更迅速，以致使地面温度急剧下降，这样就使得近地面空气中的水汽，容易在后半夜到早晨达到饱和而凝结成小水珠，形成雾。秋冬的清晨气温最低，便是雾最浓的时刻。

    关注 朱珠妈妈讲故事