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水的四季形相 - 冬



    撰文:彭志健    2012年3月  
   
[摘錄自香港天文台的第45期﹙2011年4月號﹚「談天說地」]

  1. 香港位於亞熱帶,緯度與夏威夷相若,但一年當中的溫度變化卻比夏威夷大,香港的夏季和冬季的月平均溫度可相差超過10oC。由於香港處於亞洲大陸這片廣闊陸地的東南部邊緣,冬季的天氣有別於一般亞熱帶地區。在冬天,亞洲大陸中北部地區如西伯利亞等地天氣變得寒冷,冷空氣在這些地區逐漸積聚。與此同時,由於陸地比海洋散熱較快,形成冬季季候風,由陸地吹向海洋方向,將冷空氣從北方帶來沿岸地區影響我們。

    當寒冷的冬季季候風抵達香港時,氣溫會顯著下降,若氣象條件適合,郊區和高地便有機會出現結霜的情況。結霜是一種天氣現象,一般可分為由輻射冷卻造成的霜﹙輻射霜﹚、平流霜及霧淞。在香港較多出現的是輻射霜,本文會重點介紹這種霜的成因。在寒冷季節的清晨,偶爾見到草葉上、土塊上一層薄薄白色的冰晶便有可能是輻射霜,它的出現不單和當時的氣象條件有關,與所依附著的物體本身的屬性也有關係。當物體受輻射冷卻影響,表面溫度迅速下降時,貼近物體表面空氣溫度相對較高,空氣會冷卻並同時將多餘的水汽釋放出來。如果溫度降至0oC或以下,水汽會在物體表面上凝華成冰晶,這就是霜。凝華是指一種物質從氣態不經過液態直接轉化為固態的過程,是一種釋放熱能的反應,常見的例子便是結霜(圖1)。

    圖1
    圖1

    除物體表面和空氣溫度外,雲對地面輻射冷卻會有妨礙,多雲的情況下輻射冷卻會較弱,不利於霜的形成。因此,霜大多出現在晴朗的晚上,也就是地面輻射冷卻最強的時候。風對於霜的形成也有很大的影響。在微風的時候,空氣可緩慢地流過較冷的物體表面,同時不斷輸送水汽,有利於霜的形成。相反,在風大的時候,空氣流動急速,未能充分接觸物體表面,同時,空氣容易互相混合,不利於溫度降低,妨礙霜的形成。

    轉眼一年,四季循環。本文是此文章系列中最後的一篇,希望讀者能對大氣有更深入的了解及更能欣賞四季的變化。


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最近修訂日期: <2013年1月2日>