冰面上“开出”白色花朵 一夜生成奇异花海

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在极地寒冷而宁静的冰面上，有时会出现一种令人难以置信的景象。原本平坦的海冰上，突然冒出密密麻麻的白色晶体，它们一朵挨着一朵，有些像细小的花，有些伸展成树枝，有些呈现星形，整片冰面仿佛突然出现一层冰雪花海。

这些“花”没有根，也没有茎，更不是植物，它们是“霜花”，一种在寒冷、平静环境条件下形成于新生海冰和薄湖冰上的特殊冰晶。单朵霜花通常只有3至4公分的直径，但在密集生长时，整片冰面可以呈现出十分奇异的白色景象。

冰面上为何会“长出花”？

海冰上的霜花并不只是漂亮的冰晶，由于形成过程牵涉到海水中的盐分，它们的盐度可以是普通海水的数倍。霜花形成需要非常特殊的天气条件，最重要的条件之一，是冰面与上方空气之间存在巨大的温差。

当一层相对温暖的新冰，暴露在至少比冰面低15℃的静止冷空气中，就可能形成霜花。例如，当新形成的冰面温度为0℃，上方空气却降至?30℃左右，冰面上的水分就会开始发生特殊变化。水蒸气从相对温暖的冰面升华，向上进入极冷的空气。随着温度迅速下降，这层湿润空气逐渐达到过饱和状态。最后，冰面上方形成一层薄薄的过饱和空气。

只要冰面有一点点凸起，就可能伸进这层特殊的空气中。接着，水蒸气在凸起处凝结并形成冰晶，霜花便开始生长。也就是说，眼前看到的“花朵”，不是从冰里冒出来，而是水蒸气直接在冰面上凝结、逐渐堆叠形成的冰晶结构。

为什么一定要“风平浪静”？

霜花不是只要够冷就会出现，只有微风或是几乎无风的环境，同样重要，因为霜花生长需要冰面上方维持一层相对稳定的过饱和空气。

如果风太强，这层空气就会被吹散，吹雪也会覆盖冰面，霜花将很难形成，因此寒冷与平静必须同时出现。这也是霜花看起来如此特殊的原因之一，它需要的是一个既极冷又平静的瞬间。

新冰最容易开出霜花？

霜花通常出现在刚形成不久的新冰上，原因在于薄薄的新冰层，温度比较接近下方的水。因此，当上方空气突然变得极为寒冷时，冰面与空气之间就能形成很大的温度差。随着冰层逐渐变厚，冰面温度会降低，霜花要形成所需要的冰面与空气温差也就变得更大。所以，霜花并不是冰层存在越久越容易出现，反而经常是在新冰形成，气温又突然极低的时候最容易出现。

在海洋环境里，这种情况比较常见。海冰可能受到风、潮汐与洋流影响而破裂，使大片海水重新暴露在极冷空气中。当开阔的水面迅速结成薄冰时，容易提供形成霜花的条件。因此，在寒冷的极地海域，新冰表面有时会密集出现霜花。

淡水湖上也有 但更罕见

霜花不只存在于海冰，在薄薄的湖冰上，也可能形成类似的冰晶，但淡水霜花相对少见。原因在于淡水环境需要非常突然的降温，只有气温在短时间内急剧跌破摄氏零度，使湖面迅速结冰，冰面与空气之间才可能形成有利于霜花生长的条件。

相较之下，寒冷极地的海冰更容易反复受到破裂、重新结冰等过程影响，因此海冰上的霜花更为常见。

非常咸

如果只从外观来看，霜花很像普通霜或雪花，但海冰上的霜花其实具有一个非常特殊的性质，它们的盐度很高。

海水结冰时，形成的冰不是把所有海盐都一起冻进去。海冰主要形成相对纯的冰晶，而盐分会被排挤到冰内的液态卤水通道之中。这些高盐度盐水通道可能一直延伸到冰面，使冰面形成一层湿润的高盐表面。

霜花生长在这个环境上，就可能透过毛细作用吸收其中的盐分。看似洁白纯净的冰晶，实际上可能含有相当高浓度的海水化学物质。一项在阿拉斯加巴罗附近海域进行的研究发现，霜花整体盐度介于16至105ppt，平均为62ppt，大约是一般海水的3倍。

因此这些冰花并不只是“冰”，它们更像是把海水中的盐分集中到冰面的一种特殊结构。

有的像树枝 有的像星星

霜花没有固定的“花瓣形状”。在不同的过饱和条件下，它们会形成截然不同的晶体。当过饱和度较低时，晶体尖端可能呈多面体形，并从主枝伸出侧枝，最后形成类似树枝的结构。如果过饱和度更高，主枝尖端可能变得圆钝，侧枝减少，形成较为明显的星形晶体。

因此，霜花有时看起来像小树，有时像蕨类，有时很像一朵小小的白花。它们的冰晶通常具有树枝状结构，但也可能长成棒状。当温暖的盐水被吸到晶体表面，部分冰晶晶面可能出现局部融化，让霜花呈现出一种结块般的外观。

霜花并不是某种固定的“天然冰雕”，而是一种会随着周围微小环境变化，持续改变外形的冰晶。

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霜花最令人着迷之处，就在于它不是随时都能看到的景象。需要新形成的薄冰，需要冰面与空气之间足够大的温差，需要水蒸气达到过饱和状态，还需要风不能太强。其中任何一个条件不对，都可能让霜花无法形成。

它们没有种子，也没有根，却能在一夜之间，让原本平坦的冰面变成一片奇异的“花海”。没有人栽种，却会开花。没有花香，却布满整片冰面。这就是极地冰原上最奇特的自然景象之一，真正会“开花”的冰。