【What-If 如果說】急凍河

 

如果在炎炎夏日某天,美國所有河流瞬間凍住了會怎麼樣呢?

佐伊·科特勒

又是一個後果糟到不能再糟的問題了。

upside

[1]

首先呢,水中大部分動物會死掉。許多魚類會徹底絕種(這個網站列出了只有在密西西比河及其支流才有的魚類),其他物種也會大受傷害。

然後冰塊開始融化。融化冰塊需要很多熱量,但是由於這種情景下的冰塊沿著河流遍佈整個美國,所以融化速度相當快[2]。雖然這會造成局部地區氣溫下降,但比起整體能量平衡系統來看這點變化不算什麼。

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我們可以用冰山融化速度的數據來估算各條河流會融的多快。小溪流幾天之內會融化,而大點的河則會慢點。

但在這些事發生之前,會有些奇怪的現象。

為了解決這個問題,我特意請教了佛蒙特州的野外博物學家查理·洪恩,他對河流的行為相當感興趣。在聽了佐伊的問題之後,他向我說明了許多有意思的結果。

他指出,不論是小溪流或是雨滴或是分水嶺上的融雪,當它們試圖融入河流時會發現有一層冰擋住它們的去路。

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當河床滿載時,這些水不得不流向別處。

“任何下雨或是在融雪的地方都會發生洪災因為水無處可去。”查理說,“水流會隨著狹窄的峽谷直衝而下,當它撞擊沖積平原時會濺射到其他河道裡。但對許多地方而言,這意味著村莊和農場將會遭殃。”

當冰塊融化碎裂,從上游往下流淌時問題會更嚴重。這些浮冰會堆積在一起,堵住水流從而形成一片大湖。

查理說既便是個小冰壩也足以造成嚴重的洪水。1992年,佛蒙特州的威努斯基河被一座冰壩堵住,無處可去的水流滿溢至河岸並在幾分鐘之內淹沒蒙彼利埃。這還只是條小河呢,他說,“威努斯基河小到你能丟石頭到對岸,通常也就一公尺深一點。天氣乾旱一點時過河都不會弄濕你的短褲。把它等比例放大到密西西比河的等級,再加上3.6米厚的冰塊。”

蜿蜒的密西西比河在過去的150年間一直試圖越過河岸並加入阿查費耶拉河河道。陡峭的阿查費耶拉河流向墨西哥灣。如果它截取了密西西比的水流,它將會使紐奧爾良以及巴頓魯治的港口乾涸。美國陸軍工兵團一直在努力解決這個問題

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查理說當密西西比凍上後,“毫無疑問會發生阿查費耶拉河難。”而且也不光密西西比會遭殃,加州三角洲也會氾濫,造成加州供水系統的崩潰。雖說能不能從三角洲取水已經無關緊要了,因為溝渠和水庫都凍結了。

如果人工水庫也同時凍結(如果他們也算是“河流”的一部分),凍結的水會膨脹體積以致損壞渦輪。即使水庫不凍結,水壩也可能崩壞而導致嚴重水災。即便沒有水壩,冰塊也會製造一個出來…而冰壩破裂時,景象可說相當壯觀

根據查理的說法,河邊的農作物也會瞬間凍結,這對整個生態系統帶來的影響是深遠的。如果河流恰巧有鮭魚的話,當河流解凍後熊就能飽餐一頓。再往後,漁資源枯竭了,大自然可就多了幾十頭飢腸轆轆的熊。

他提到雖然有些鮭魚在河流凍上時剛好在海里所以能逃過一劫。“但由於食物的匱乏,漁資源依舊會枯竭。然後,當水壩損壞後,也許我們能捕到一批鮭魚吧…真是令人傷感。”

雖然農業會大受打擊,人類也許能撐過去。首先我們不會缺乏飲用水,因為地下水道有很多儲備,而且冰塊到處都是。極端惡劣情況下人們還是能用吹風機來融化冰塊獲得飲用水,而且花不了多少錢。我們可以向海外購買食物,勉強渡過難關。

至少,大部分人可以。

我認為這場夏日急凍最可怕的地方並不在於大規模、長期的破壞。而是一些立即的結果。

我小時候常常在維吉尼亞州的詹姆士河游泳消暑。現在,多虧了佐伊,每當我踏入一條河流時…

oregon[3]

…我就感到一陣刺骨寒。

原文連結:Frozen Rivers

 

註解

1.  《蝙蝠俠與羅賓》是1997年由喬-舒馬克執導的第四部蝙蝠俠電影。本部電影大咖雲集,包括了喬治·克隆尼、阿諾·施瓦辛格以及烏瑪·舒曼。但這部電影由於台詞詭異,情節設定腦弱導致票房口碑雙慘敗,也使得蝙蝠俠在熒幕上銷聲匿跡了一段時間。

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本文配圖所提到的一些跟冰有關的雙關語都是急凍人的台詞哦~

2. 奇怪的是,固態冰一般比雪融的更快。不管是在重量或是尺寸上。由於冰比雪要厚重,所以我們都認為它需要更多的能量才能融化。但是雪比冰更能反射光線因此吸收能量效率較低,而雪當中的空氣又會幫它絕熱。

當冰融化時,與其接觸的水將會加速它的融化,因為水導熱效率比空氣來的高。用一個簡單的家庭實驗就能說明了。雪不受此效應影響,因為邊緣導熱不是那麼容易。

3. 這應該是某種古老電腦系統的界面,還望各位大大科普