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    冰的喀斯特

    发布时间:2019-5-6 9:41:00   来源:宁武招商网    浏览次数:205

    万年冰洞留给我们的不单是视觉的盛宴,甚至不单是关于冰洞的研究价值。在地理地质的研究领域,这无疑又是一个长期的待解之谜。

    我国现在发现的冰洞有山西临汾市乡宁县新开发的反季节冰洞、陕西眉县太白山的千年冰洞、湖北五峰县的白溢寨冰洞、湖北巫山县的巫溪冰洞、湖北的神农架冰洞、河北张家口市的赐儿山冰洞、云南昭通市的冷风洞冰洞、河南林州市韩家洼冰冰脊冰洞、黑龙江五大连池市的最北冰洞等。


    这些冰洞景态各异,存在方式不一,如河南林虑山的冰冰脊冰洞,仅是夏季有冰,冰长期五月;湖北五峰县的白溢寨冰洞,夏天结冰,冬成暖巢,冰融;湖北的神农架冰洞,冬天冰层消融,夏天可结冰;黑龙江的五大连池冰洞,常年结冰,如此等等事例表明,在一些南方存在的冰洞,由于所处位置气温偏高,时常有融化的可能,也就是说,神奇的冰洞,消失的可能还是存在的。

    科学家研究认为:冰洞形成必须有水源和冷源。水源为结冰提供基础,冷源为水结冰创造物理条件,如果进一步解释,那就是:一、洞穴底部必须有一定的水源,且进洞冷空气不足以使其完全凝结;二、零度以下的天气足够长;三、洞的上部出口在山的阴面或山坳里;四、洞穴附近山体相对陡峭,其他部分山体山势较高且没有大的沟壑;五、必须有两个出口,且两个出口必须有一定的高差,出口之间的密封保温良好。


           假如前一个冬季里山体形成一个大的实体冰洞,随着山体变暖,山体外部的气温大于山体内部气温,内部密度较大的低温气流就沿着山体内部通道向下流动,从下部出口流出。这一气体的流动随着外部温度的升高,内外空气密度差的增大而加剧。当山体通道不足以将气流温度加热到零度以上,且外部空气温度满足零度空气的饱和条件,通道出口将出现凝华冰,形成“夏日冰洞”。

           由上不难得知,冰洞形成是有其特殊条件的,一旦这些条件中的某一项消失,冰洞也将消失。虽然我们现在所说的宁武万年冰洞又不同于上面所说的“夏日冰洞”,但其原理有一致性。简略地说,宁武万年冰洞的形成也需要具备以下条件:

           一是温度条件,必须是低温。宁武冰洞的外部气温在每年的11月就平均达到零下11℃,每年1月最低,最低气温达到零下25℃;3月平均气温才达到零下3℃,这就为结冰奠定了基础;二是水源条件。宁武万年冰洞所处位置属温带大陆性气候,降水主要集中在7、8、9月,占到全年降水量的60%;秋季降雨量占到全年降雨量的20—30%。冰洞周围大面积高于冰洞底部位置存在,为冰洞制冷提供了充足的水源;三是冷源进入条件。

           在万年冰洞两侧,不同深度上沿水平方向有少量溶蚀洞穴存在,这些洞穴和冰洞上部洞口共同形成内外能量交换的通道。在内部温度为零下5℃、外部为零下15℃、冰洞上下100米高差的情况下,空气密度形成的气压差为50pa,这为冷空气进入洞内提供了足够的动力。

    此外,我们还需注意地下径流对冰洞产生的影响。夏秋之际,冰洞周围降雨量加大,洞下径流会因降雨量增大而抬高,从而减少了气流的通道,减少和阻碍了气流的通道,减少了冰洞消融的速度。这些条件的存在,才能保持洞内冰层不被消融。倘若有一个条件不存,冰洞也将不存。而为不让冰洞消失,我们就必须为冰洞成长不断创造条件,同时爱护冰洞周围的生态环境,这样冰洞才能保持永久的风姿。从目前我国开发的这几个冰洞看,保持得挺好,没有出现消失的现象。

    需要补充的是,从目前全球来看,冰洞不少,如南极冰川、格陵兰冰川和冰岛瓦特纳冰川等,不过这些都是世界冻土带的自然冰洞,就非冻土带的冰洞而言,宁武冰洞和美国俄勒冈州冰洞、俄罗斯的勘察加半岛火山冰洞等相比,宁武冰洞的确具有成洞时间长、洞内冰储存量大、制冷机制强,特别是洞内冰状物更多更精美等特点。说宁武冰洞是全球非冻土地带的最大冰洞,当之无愧!

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