奧妙無窮的雪花
雪花的形狀
六棱柱狀雪花。這是雪晶的最基本形態,類似這樣的雪晶個頭兒通常很小,很難用肉眼進行觀察。六棱柱狀雪晶是絕大多數雪花開始時的樣子,隨後長出“枝杈”並形成更為精巧的結構。
普通棱柱狀雪花。這種形狀的雪花與六棱柱狀雪花較為相似,不同的是,它的麵裝飾著各種各樣的凹痕和褶皺。
星盤狀雪花。這種薄薄的星盤狀雪晶擁有6條寬大的“枝幹”,形成與星星類似的形狀。它的麵經常裝飾著極為精細的對稱性花紋,在氣溫接近-2℃或者接近-15℃時形成,是一種比較常見的雪花形態。
扇盤狀雪花。這也是一種星盤狀雪晶,所不同的是在鄰近的棱柱麵之間長有獨特的脊,指向邊角。
星狀鬆針雪花。這種外形的雪晶個頭兒很大,直徑通常可達到2~4毫米,很容易用肉眼觀察到。它們是所有雪晶類型中最受歡迎的,我們能夠在各種各樣的假日裝飾物上看到它們的身影。
星狀蕨草雪花。樹枝星狀雪晶的枝幹生有大量邊枝,看起來很像蕨類植物。它們是所有雪晶中個頭兒最大的,直徑通常可達到5毫米或者更大。盡管是個“大塊頭”,但它們仍是單一的冰晶,由水分子首尾相連而成。滑雪時飛向膝蓋的粉末狀雪就是由這種雪晶構成的,它們通常很薄很輕,能夠形成一個低密度積雪場。
空心柱狀雪花。這種雪花是一個六角形柱體,兩端呈錐狀中空結構。個頭兒很小,需要使用放大鏡才能看到空心區。
針狀雪花。針狀雪晶是一種身材“苗條”的柱體,在大約-5℃時形成。如果飄落在袖子上,你很有可能將它們誤認為是白頭發。當溫度發生變化時,雪晶形狀便會從薄而扁平的盤狀變成細長的針狀,這也是它們最為奇妙的地方。迄今為止,科學家仍無法解釋為何會出現這種變化。
冠柱狀雪花。這種雪晶首先長成短而粗的柱狀,而後被吹進雲層的一個區域並在那裏變成盤狀。最後,兩個薄薄的盤狀晶體在一個冰柱的兩端生長,形成冠柱狀。
12條枝杈雪花。這種雪花實際是由兩片雪花組合而成的,其中一片相對另一片進行30度旋轉。類似這樣的雪花非常罕見。
三角晶狀雪花。在溫度接近-2℃時,雪盤生長成被截去尖角的三角形,此時,這種雪晶就形成了。三角晶狀雪晶同樣非常罕見。
霜晶狀雪花。雲由無數小水滴構成,有時候,這些小水滴與雪晶發生碰撞並粘在一起,這種凍結的水滴就被稱為霜。
為何沒有相同的雪花
雪花的結構形狀取決於晶體迅速穿越高空大氣層時經曆的溫度、水汽及氣流的變化。雪晶總是對稱的,因為雲層中的環境雖說在不斷變化,但這些變化始終是對稱地同時作用於晶體的6條邊的。形成一顆雪晶需要大約15分鍾。
產生雪晶的雲層溫度必須在-15.5~-10℃之間,雲中必須充滿稠密的水蒸氣。因為大量水蒸氣的存在,為晶體提供了豐富的可加工原料,同時也提供了構製各種複雜圖案的可能性。
晶體長大到重量足以使它穿越雲層下的氣流時,以每秒鍾約3000米的速度悠然飄向地麵。如果近地麵的溫度高於32℃,雪晶化成雨水降落;如果溫度恰好比32℃略低,晶體在飄落的途中就與另一些晶體結合在一塊兒形成雪花落下。當雪晶飄落時,如果雲層下有上升的氣流盤旋,晶體就一會兒上升,一會兒下降,黏結成越來越大的冰塊,直至重量增大到足以克服上升的氣流時,就以冰雹的形式下落到地麵。