为什么当地表温度升高时，结霜深度会增加?

Question

今年我们经历了一个不同寻常的冬天，一股晚来的寒流导致人们的地下水管结冰。现在天气暖和了一些，更多的人的鱼线被冻住了，因为上面正在融化的地面把霜压得更深了。

是什么导致了这种现象?为什么霜变暖后不简单地从上到下融化呢?为什么它会继续深入?

Answer 1

这是由于热量缓慢地扩散到地面。与液体不同，土壤不能移动，因此，在没有液态水的情况下，热量只能通过传导这是一个遵循扩散方程的过程，它非常缓慢。

这意味着，如果有热浪或寒流，它们的影响会延迟到达土壤深处，越深，延迟时间越长，波到达时就会受到更大的影响。

这幅图显示了土壤中的热浪

(图来自ScienceDirect的土壤温度）

从图中可以看出，在t=6h时，表层(0m)出现了一个温度峰值，温度峰值约为27℃，但温度峰值缓慢向下扩散，在0.2 m深度时，温度峰值出现在t=8h时，温度峰值仅为23℃左右;在0.4 m深度时，温度峰值出现得更晚，约为t=18h时，温度峰值仅为21℃。

在你的情况下，正在发生的是寒流仍然在地面上“行进”。

另一种理解方法是，寒流使地面冷却，所以地表以下的一层现在可以达到-5°C，而它位于+1°C的更深一层之上，也就是水管所在的位置。更深一层的感觉不是表面的，那是温暖的，它感觉的是它上面一层的温度，那仍然很冷。所以更深的一层会冷却并最终冻结。水也会结冰。

话虽如此，我还是要回答一些很好的评论。目前地下水系的冻结反应了过去的强迫作用。因此，这与当前的天气无关，也不是融化的地面推动了霜的下降。这只是冷/热波向下传播到地下的正常事件的诅咒。