奇異的冰圈

生活科學趣談

水在流動時可分為直線運動的「層流」與旋轉的「渦流」。在一個很久沒下雨而流速緩慢的河流中,一旦氣溫低於攝氏0℃,水會先從水面開始結冰。由於旋轉的水流比較不容易凝固,這是因為紊流的水體上下層會因攪動而混合,造成表層水比較不易降溫,因此當河面大部分都已結凍時,漩渦處的水面就會出現尚未結冰的圓洞。

IceCircle3

另一種模式則是:當河面已經形成一層薄冰時,如果上流下雨,這些流速變快的下層水來到河道轉彎處時,其所形成的漩渦就會對上層的薄冰施加一種“旋轉剪切 ”的力量(註:離漩渦中心越遠處的旋轉速度越慢,速度不同就會造成剪切力)。一旦條件吻合時,這種力量就會造成薄冰層的破裂而開始旋轉。接著這塊脫落的冰塊旋轉時會與周圍靜止的冰互相研磨,最後把自己磨成一個完美的圓。這就如同在磨製反射式天文望遠鏡的主鏡一樣,若將兩塊玻璃互磨,一邊磨一邊旋轉,磨久了就能磨出一凹一凸的兩片球面鏡。

如果產生的冰圈較小,就會順著河流飄至適當的地點堆積,於是就會出現數量龐大的冰圈出現在同一處的罕見現象

IceCircle2

所以這些冰圈不是在該處自行結晶長成這副模樣,而是由上游的” Ice Disc Factory “所製造,然後經由輸送帶送到這個倉庫來儲放的^^