辽河上的神秘冰圈究竟是如何形成的呢？

这种如同冰上旋转木马一样的神奇现象非常罕见，在中国境内发现的也比较少，辽河上出现的冰圈堪称为2018年的第一个自然奇观。

实际上在2017年11月，内蒙古呼伦贝尔的伊敏河上也发现了冰圈，当地的赵先生与几位冬泳爱好者偶然遇见了这一自然奇观，将视频上传到网上之后吸引了很多人去观看。

赵先生拍摄视频中的这个冰圈，有三个非常鲜明的特点，一是冰足够厚、二是水流非常湍急、三是旋转的速度相对比较快。世界上第一次有记录的报道发表在1895年版的科学美国人，当时在Mianus河上发现了一个缓慢旋转的冰圈。

自那以后，在一些天然环境差别很大的河流与湖泊中，大大小小、形态各异的冰圈被发现的案例越来越多，人们对此的兴趣日趋浓厚，都想搞清楚这种现象究竟是如何形成的、自然之力是否如此神奇、到底哪些苛刻的条件使得冰圈如此稀少？上面这个视频是在俄罗斯发现的一个非常完美的、典型的巨大冰圈；但它们并不总是坚实的大冰块，在这种松散的、泥浆一样的、随机取向的针状冰晶（碎冰屑）环境中也能发生。

还有的一大堆聚集在一起，并且因为不断的碰撞形成了边缘凸起的盘子状。

大小也是如此，名符其实的“冰盘”。

而在南极洲罗斯海中的盘子显然不是太圆。。。

而在贝加尔湖上发现的这两个冰圈有多大呢？

它的直径达到了4.4公里，这是国际空间站的宇航员在2009年4月观测到的，之前包括卫星在内也曾经发现过几次。这个尺度的冰圈可能与湖下面的湖水对流有关，但具体成因仍然未知。

而相对来说更常见一些、人们更感兴趣的还是这种能够自然旋转、河流上形成的冰圈。

一百多年来，包括河流学家、地质学家、气象学家等在内的很多研究人员都试图剖析这一神奇现象、找出一个完整的理论机制。但冰圈的产生是随机的、不一定什么时候发生在哪里，并且持续的时间都不长，所以很难在野外自然发生的状态下进行彻底而完善的研究，当前比较主流的解释就是“漩涡”。

在一条缓慢流动的河水中，寒冷的空气使得漩涡表面的水慢慢冻结并且不停的旋转，随着冰圈面积的增长，它会接触到周围的冰层并产生摩擦，从而形成一个完美的圆盘。如果水流太快，就会产生过大的湍流打乱掩盖了漩涡；而若漩涡旋转得太慢，那么水流就会冻结成一整块冰。所以在这种情境下，缓慢的水流与恰到好处的漩涡以及合适的冷空气缺一不可。另外一种就是，河流上的冰面断裂之后，在狭窄的空间内产生了涡流、带动冰块旋转，在与周围冰面不断摩擦的过程中最终形成圆盘，这种情形下无论水流大小都可能会发生。而第三种情况的产生条件更为苛刻，前提是水面先结冰，然后水面下的漩涡通过旋转剪切效应的作用，旋转水流冲刷、分离下来一个圆盘，或者是冲刷断裂下来的冰块不那么圆、再慢慢磨圆。这种情况虽然有些匪夷所思，但也不是没有发生的可能，尤其是在结冰之后气温升高冰层变薄变软、或者水流变大涡流增强的条件下。松花江哈尔滨段每年冬天的冰层平均厚度接近半米，正常情况下十几吨的大卡车通行毫无问题，但每年都会有小轿车、SUV掉进去的情况，这就是局部水流冲刷出来的“清沟”导致的，这些地方的冰面变得很薄。

上述这三种情况比较好的解释了大部分典型的冰圈形成原因，尤其是位于河道弯曲处外侧的冰圈，因为河流弯道外沿更容易形成涡流。但是在确定没有漩涡的几乎静止的水流中，发现冰圈也依然在旋转；并且在相同的条件下，大冰圈和小冰圈的旋转速度几乎一样；由此可见，因河水流动产生的漩涡并非是形成冰圈的唯一因素。

这个问题直到2015年比利时列日大学的一个小组进行了相关研究才得出结论，实验看起来无比的简单，每个孩子都能在家里做一遍。用杯子或碗底冻一块圆饼形的冰块，然后小心的将其放入温水盆中，过一会就能发现你的“冰盘”旋转起来了。为了防止冰块四处浮动，可以用一根线在其中心固定住，这样就会在原处旋转了。研究人员在冰盘中心冻入了一颗镍珠、上方固定一块磁铁来防止冰盘的水平漂移。但是，在温水中的圆冰块为什么会旋转起来呢？

研究人员采用了粒子图像测速技术来分析冰盘底部的水流运动情况，他们发现在冰盘的融化过程中水流是向下的，并且水流也同时发生了水平旋转，也就是产生了一个垂直涡流。

他们提出的机制是，在冰盘底部的水达到了密度最大的4℃，密度最大的水下沉时产生了向下的羽流，而在地转偏向力的作用下这个向下的羽流又产生了水平旋转的涡流（就是和水流入下水道时产生了漩涡一样的原理），然后粘性力传导带动了冰盘产生旋转。并且在将水加热时，观察到冰盘以更快的速度进行旋转。（论文链接：https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.93.033112）

归根结底，依然是漩涡，只是在这种情况下并非河水流动产生的漩涡，而是冰块在融化的过程中由自身因素创造出来的漩涡，然后接下来在周围冰层的不断摩擦下变圆。但仍然存在着疑问，首先是地转偏向力的作用非常微弱，其次是冰块在冷水中的融化缓慢、单位时间内的融量也很小，那么在野外的自然环境中能否完全由自身融化原因而产生旋转冰圈呢？可能也需要微弱的水流进行推动，总之这是一个各方面因素都需要具备的极度巧合事件，否则也不会这么罕见了。在实验室中用冷水来做试验的话，可能这么小的或者形状不规则的冰盘在短时间内难以旋转起来（我推测的并不确定，小时候在冷水中玩冰块没有发现这种现象），如果完全模拟自然环境就需要一个巨大的实验室了，而这种实验似乎又不那么值得做，毕竟将其当作非自然现象的神秘“转运盘”的也不会有多少人。。。绝大多数冰圈还是发现在河水流动的河道弯曲、不规则之处。猜一猜，大海上漂流着的、融化的冰山会旋转吗？旋转木马这种体验简单的游乐设施却一直令人乐此不疲，抱着小孩或女友旋转、高兴得直转圈。。。悠然自得的旋转似乎有着无穷的乐趣和吸引力，那么冰转盘这种得天独厚的体验自然也不能轻易放过啊～～自然形成的那么少见、又那么小真不过瘾，怎么办？？？撸起袖子、抄起油锯、找块敞亮地方自己开干啊～～

这位哥们还发明了更加省力高效的成套设备，可以批量加工。

但是还有一个问题，这种人工的转不起来啊～～那就推呗。。。

或者领着孩子蹬。。。

嫌费力气，都累趴下了？

好办，加个发动机～～

升堆火～

支上桌子、架起烤炉～

搭个帐篷～

挖个水池泡泡冰水澡～～

只要敢想肯干，生活真美妙～～

到了夜晚，点起小蜡烛、躺在冰盘木马上一圈一圈的数星星，浪漫得不要不要的～～

什么，不够火？

很高兴认识你！让我们在人类的旅程中一起去探索世界吧～～