河水是怎样结冰的？

我们知道水温降到0℃时，水就会由液态变成固态凝结成冰，然而事实上却不是这样的。自然界中的水并不纯净，水里溶有其他的物质，使水的凝固点有所降低，水必须在0℃以下才会变成冰。如果水温恰好从0℃以上降到0℃，水并不会冻结，这是因为水凝固时会释放出大量的热量，这些热量足以使刚刚结成的冰晶完全融化。因此，通常情况下，气温降到0℃以下时河水才会结冰。

静水结冰需要更低的温度。实验表明，蒸馏水过冷到一20℃还没有任何结冰的迹象。一般而言，静水冷却到4℃以后，即使水面温度继续下降，也只能冷却水的表层，水底的温度会在相当长的时间段内维持原有温度，因此，静水结冰都是从水的表层开始的，然后纵向向下冻结。

流水结冰当然不同于静水。因为河水是流动的，紊流扰动强烈，冷却和降温几乎是在水的表层和底层同时发生的，所以水的表面和水内部是同时冻结的。河流结冰是在水中的各个层面同时发生的。河流的混合作用使河水在冻结前由上至下几乎保持同一个温度，一旦出现结晶核，水里的任何地方都能结冻。水的最底层也能结冰就说明这种观点具有一定的科学依据。

河流结冰分为两种情形。一种是岸边先结冰，而后冰层向河中心扩散，形成一座冰桥，冰桥的宽度不断扩张，直至整个河面被冰封，变成天然溜冰场。另一种是河流的狭窄处和浅滩地带先结冰，冰块与河岸冻成一片，逆流向上冻结，从而使整个河面全部冰封。北国“千里冰封，万里雪飘”的壮观场面应该属于第一种情形。