WHAT IF: 盛夏冰河

果浆木木 发表于  2014-12-27

如果大夏天的美国所有的河流一下子都冻住会发生什么事情?
-- Zoe Cutler

这又是那种看上去「这根本没啥嘛!」, 但是研究一下就会「卧槽!怎么会这样」的问题.

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最直接的第一个结果就是, 河里的活物突然全部暴毙, 少数物种直接遭到灭绝之灾(这个网站列出了不少只存在于密西西比河的水生动物).

然后冰河渐渐融化.冰融化的过程中会吸收大量的热量, 由于冰河覆盖了整个美国的大小河流, 所以它们的融化速度应该挺快(固态冰的融化速度要比雪花快——不光是以质量计算, 而且包括每天的融化厚度.这似乎与直觉是相反的, 因为冰块的密度要比雪堆大, 相同体积的冰的融化所需的热量要高于雪花, 但是雪花反射的光线要大于冰块, 阻挡了雪花吸收热量.而且内部的空气起到了隔热作用.而且当冰块融化的的时候与流水接触的话, 融化速度更快, 因为水能带走大量热量.)这可能会造成局部地区的冷空气聚集, 但是这个数量比起整个地球大气环境还说还不值得担心.

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我们可以参考「冰山融化速率表」, 估计某一条河流完全融化要多久.小河小溪的, 几天内就能解冻.大的的河流时间就长很多.

但是在融化之前, 还会发生一些不好的事情.

为了更好地答题, 我找到了佛蒙特州的, 专门研究河流的自然学家 Charlie Hohn. 我把这个问题提给他, 他给了我很多有趣的见解.

他指出, 所有本来应该融入水中的水源, 例如水域中的小河沟, 雨滴, 融化的雪水, 会突然发现自己被冰挡住了去路.

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但是, 这些水总要有个去处对吧. 不是去了河里, 那就只能去别的地方.

「所有雨水和雪水因为无处可去而汇聚成洪水」, Charlie 说:「山洪奔流而下, 觅得自己古老的河床, 但对于很多地区来说, 那里已经成为城市和农田」.

当河冰从上游破碎融化到下游的时候, 事情会变得更糟糕, 大块的河冰会阻塞河道, 形成冰坝, 造成堰塞湖.

Charlie 说, 任何一次小型的河冰淤塞,都会导致可怕的洪水. 1992年在佛蒙特州的威努斯基河(Winooski)的一次冰坝堵塞了河道, 河水漫过河堤, 几分钟内就把蒙彼利埃(Montpelier)给淹了. 要知道那条河可不是什么大河. 威努斯基河不宽, 扔个石头就能到对岸. 水深也不过几英尺. 枯水期,你趟水过河都不会湿了裤腿. 所以, 你们可以自行脑补一下一条密西西比河冰冻12英尺的后果.

150年来, 蜿蜒曲折的密西西比河, 一直试图改变河道, 挤入宽阔深渥的阿查法拉亚河(Atchafalaya)的河床, 更欢快地流向墨西哥湾. 但是如果密西西比河变道得逞, 那么新奥尔良和路易斯安那的巴吞鲁日市(Baton Roug)的港口就将成为废弃的旱地. 负责管理密西西比的美国陆军工程兵团的工兵和工程师们已经修建了很多大型水泵来阻止这件事情发生.

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Charlie 说,如果密西西比河彻底封冻, 毫无疑问的是, 阿查法拉亚河(Atchafalaya)亦将遭殃. 加利福尼亚三角洲水系将洪水滔天, 不过这样的话, 虽然水坝沟渠都被冻住了, 好歹也算是能方便取水.

如果人工河坝也被全部冻住(这得看你是否把人工水体也算作「河流」的一部分), 那么结冰的水体膨胀, 将彻底破坏大坝的轮机装置. 无论水库是否完全冻住, 大坝都会崩塌(我们在这个问题上争论了好一会儿, 讨论胡佛大坝是否能扛住, 我的直觉是扛不住, 但我觉得最好的办法是我们试一下.)造成滔天洪水.就算大坝不崩塌, 冰坝的崩塌也会造成这个后果...当冰坝崩塌的时候, 效果非常壮观.

根据 Charlie 的说法, 河沿岸的植物将被冻得够呛,但能挺过去. 只是从大的生态系统来看, 这种影响会非常复杂. 「一开始棕熊们看到有冰冻马哈鱼吃还挺高兴, 但吃完了就没了, 饿疯的棕熊会到处泪奔找吃的」.

他提到说, 大马哈鱼一辈子有一部分时间是在海里住, 所以有一部分马哈鱼能在这场莫名其妙的大灾变中活下来.但是如果它们的食物都消失了, 渔业最终还是会崩溃. 不过上游那些大坝都完蛋了, 对于遭到人类世代欺凌的马哈鱼来说, 也是个不小的安慰.

虽然农业会遭到重创, 但人类应该能捱过这场无妄之灾. 我们可以用充沛的地下水代替直接取河水. 而且冻河很快会融化. 最坏的情况也就是人们必须拿着吹风机化冰整水喝而已, 成本大概是一天一分钱(美国地区电价). 再说还有国际贸易嘛, 买点进口食品过日子还是可以的, 虽然有些狼狈.

至少, 大部分人还是可以度过难关的.

我认为这次「夏日冰河」事件最糟糕的不在于长期影响, 而是短期内的突发灾变.

在夏天, 我小时候常在弗吉尼亚的 James River 游泳. 现在因为 Zoe 的这个问题, 每次我踏进河水的时候,我都会...

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... 不禁心中一禀.

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