河水是怎样结冰的

我们从教科书中了解到，当温度降到0℃时，水就会变成冰。但实际情况并非如此简单。一方面，自然界中的水不是纯水，它能溶解许多物质。水的冰点降低了，水需要低于0℃才能结冰。另一方面，当温度从零以上降到0℃时，水不会冻结，因为冻结过程中释放的潜热很大，如果只是冰点，新形成的冰晶会很快融化掉。因此，只有当温度低于零度时，河水才会结冰。

静止水的冻结需要大量的过冷。在实验室里，曾经有记录表明蒸馏水被过冷到-20℃，并且没有冰晶出现。一般来说，静水冷却到4℃后，水面会继续冷却，这只能冷却表层。底层将长时间保持在4℃，所以静止的水从水面开始冻结。

在初冬，当河流流动时，冰是河流开始结冰的初始阶段。这条河是湍急的，冰的形成过程与静止的水非常不同。由于流水处于流动状态，湍流扰动强，不仅表层冷却迅速，底层也同时冷却，水面和水几乎同时结冰。大多数研究者认为河流在水面和水中同时结冰。原因是河流有很强的混合作用。在结冰之前，这条河的上下温度大致相同。只要有晶核，它就能在任何地方开始冻结。底部冰的存在证明了这一理论的可能性。

有两种河流结冰的情况。一种是从岸边开始，首先形成岸冰，向河中心发展，然后逐渐融合成一座冰桥。冰桥的宽度扩大了，因此整个河面完全结冰了。另一种是流动的冰在河流的狭窄或浅部形成冰坝后，冰块在彼此之间以及在冰块和河岸之间迅速冻结，并逆流向上膨胀以冻结整个河流表面。

当春天气温回升时，河里的冰开始融化，分解的冰随河水流下，打开了河流。然而，并不是所有的河流冰都以如此温和的方式解冻，从而让河流顺畅地打开。有时解冻来的很快，特别是当温度急剧上升或水位急剧上升，大块的冰汹涌而下，这很容易造成冰。科学家给这两种河流起了有趣的名字。对于缓慢解冻的方法，它被称为“凯文”河。对于快速解冻法，它被称为“吴凯”河。

从南到北的河流特别容易发生武装冲突。当上游的春光已经明媚，下游的冰已经冻结了数千英里，融化的水就会随着冰一起流下来，有时会堵塞，有时会抬高水位，有时会决堤，使下游的冰层突然破裂，从而形成一个巨大的冰库，冲下冰库，对桥梁和大坝造成严重危害。冰是桥墩的最大威胁。当大浮冰在春天的冰流中威胁到桥墩时，需要用飞机或其他方法来炸毁浮冰。

由冰塞引起的暂时洪水被称为冰洪。黄河上游(宁夏至内蒙古)和黄河下游(山东因北流而入海)经常发生冰凌。在冰河期，危险很容易发生。首先，冰川期即将到来。第二，地面仍然结冰，很难收集土壤进行紧急救援。据统计，*黄河改道100多年来，仅山东就有35次冰凌决口，给沿海人民造成了巨大的损失和痛苦。