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雪花

雪花,是一个汉语常用词语。空中飘落的雪,多呈六角形,像花,所以叫雪花。

雪花,一种晶体,结构随温度的变化而变化,又名未央花和六出,一种美丽的结晶体,它在飘落过程中成团攀联在一起,就形成雪片。单个雪花的大小通常在0.05~4.6毫米之间。雪花很轻,单个重量只有0.2~0.5克。无论雪花怎样轻小,怎样奇妙万千,它的结晶体都是有规律的六角形,所以古人有"草木之花多五出,独雪花六出"的说法,世界科学史著作中有记载是中国最早知道雪花的六角结构。

所以说雪是天空中的水汽经凝华而来的固态降水。

入冬头场雪大,入伏头场雨大(冀)

头场雪小一冬小,头场雪大一冬大(黑)

头场雪,雪花大,冬天雪大(吉)

头雪盖瓦,年岁不假(鄂)

头雪盖地,一粒收两粒(鄂)雪应百日雨(贵)

初雪后一百二十天有雨(辽)

终雪过后一百二十天有一次大暴雨(闽)

雪子暴,百二十(长江中下游)

雪花是由小冰晶增大变来的,而冰的分子以六角形的为最多,因而形成雪花多是六角形的,并且每一片雪花的形状没有一模一样的。雪花形状的多种多样,则与它形成时的水汽条件有密切的关系。

对于六角形片状冰晶来说,由于它面上、边上和角上的弯曲程度不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小。在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶的面、边、角上的饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同。如果云中水汽不太丰富,实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压,水汽只在面上凝华,这时形成的是柱状雪花;如果水汽稍多,实有水汽压大于边上的饱和水汽压,水汽在边上和面上都会发生凝华,由于凝华的速度还与弯曲程度有关,弯曲程度大的地方凝华较快,所以在冰晶边上凝华比面上快,这时多形成片状雪花;如果云中水汽非常丰富,实有水汽压大于角上的饱和水汽压,这样在面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出,水汽供应最充分,凝华增长得最快,所以多形成枝状或星状雪花,故又名六出。

再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就使得冰晶各种部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。

雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是,各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的,这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶,主要有两种形状。一种呈六棱体状,长而细,叫柱晶,但有时它的两端是尖的,样子像一根针,叫针晶。另一种则呈六角形的薄片状,就像从六棱铅笔上切下来的薄片那样,叫片晶。

原来,在冰晶增长的同时,冰晶附近的水汽会被消耗。所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方,因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了,所以刚刚达到饱和。这样,靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分,并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长,而逐渐成为枝叉状。以后,又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时,在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时,在这里甚至有升华过程,以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出,而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。

上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位,不论形状或大小,都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中,它不能象上面说的那样有步骤地增大,所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着,而且有时在旋转着,各个枝叉接触水汽的多少有所不同,而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此,我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。

以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时,各个雪花也很容易互相攀附并合在一起,成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候,雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热,使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起,随后这些融化的水又立即冻结起来。这样,两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候,雪花上本来已覆有一层水膜,这时如果两个雪花相碰,便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂,则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。

雪花从云中下降到地面,路途很长,在条件适合时,可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候,有时有一些鹅毛般的大雪片,就是经过多次并合而成的。

但是,有时雪花互碰时不是互相并合在一起,而是给碰破了,这时便产生一些畸形的雪花。例如,在降雪的时候,有时会见到一些单个的"星枝",就属于这种情况。

§当实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压时,水汽只在面上凝华,形成的是柱状雪花。

§当实有水汽压大于边上的饱和水汽压时,边上和面上都会发生凝华。由于边上水汽供应较充分,故在冰晶边上凝华比面上快,多形成片状雪花。

§当实有水汽压大于角上的饱和水汽压时,面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出,水汽供应最充分,凝华增长得最快,故多形成枝状或星状雪。

§又由于冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这就使得冰晶各部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。

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