我們熟悉的雪,其實是降水的一種,由白色不透明的冰晶和聚合物(雪團)組成。當雲層中的溫度過低,大氣中的水蒸氣直接凝華或水滴直接凝固,就是雪。
形成雪必須具備兩個條件,一是水汽飽和,二是空氣中必須有過冷冰晶核。混合雲是最有利於冰晶增長的,當混合雲中的過冷水滴和冰晶碰撞時,過冷水滴就會凍結沾附在冰晶表面,在不停碰撞和不停凍結下,冰晶會迅速增大以至到雲層無法託浮,落到地面,便是我們所說的“下雪”。
說到雪花的形狀,很多人都認為雪花是六瓣的。西漢時期,也曾有詩人寫道“凡草木之花多五出,獨雪花六出”,意思是凡是草木科的花朵一般都是五個花瓣,但雪花是六瓣。
然而真的是這樣嗎?
是的,這主要和形成雪花的冰晶有關。
通常情況下,地球上的水無論是凝華結晶為雪花,還是凍結成冰,都屬於六方晶體結構。
所以,當空氣中的水分十分充足時,水分子不斷與晶片結合,因為六邊形的稜更靠外,更早接觸到更多水汽,成長更快,就會出現突出物和枝杈,枝杈增長到一定程度會分叉,分出來的叉與原來的枝杈形成60°的角。就這樣,六角星形的雪花就誕生啦。
雖然雪花在整體上基本都是六角星形的,但在細微形態上有很多差別。比如,有的雪花像一塊六角形的薄板,有的雪花像一顆有六角光芒的星星,有的雪花則像柱狀的粉筆。
這是為什麼呢?
因為雪花形態上的差別很大程度上取決於雲層中的溫度和溼度。比如,六瓣星狀雪花只生長在雲層溫度在-15℃左右的狹窄溫度範圍內,針葉和柱狀物雪花最常形成於-6℃左右的雲層中。雲層溼度越高,就會越容易長出精緻的樹枝狀雪花晶體,反之易形成簡單的板狀或者柱狀晶體。
本文由山東省威海市鳳林學校二級教師劉歡進行科學性把關。
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