雪花的形狀

 遼寧省大連市沙河口區(qū) 大連實驗學(xué)校六年三班 孫雪陽     雪花的形狀極多,而且十分美麗.如果把雪花放在放大鏡下,可以發(fā)現(xiàn)每片雪花都是一幅極其精美的圖案,連許多藝術(shù)家都贊嘆不止。但是，各種各樣的雪花形狀是怎樣形成的呢?雪花大都是六角形的，這是因為雪花屬于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有兩種形狀。一種呈六棱體狀，長而細(xì)，叫柱晶，但有時它的兩端是尖的，樣子象一根針，叫針晶。別一種則呈六角形的薄片狀，就象從六棱鉛筆上切下來的薄片那樣，叫片晶。
　　如果周圍的空氣過飽和的程度比較低，冰晶便增長得很慢，并且各邊都在均勻地增長。它增大下降時，仍然保持著原來的樣子，分別被叫做柱狀、針狀和片狀的雪晶。
　　如果周圍的空氣呈高度過飽和狀態(tài)，那么冰晶在增長過程中不僅體積會增大，而且形狀也會變化。最常見的是由片狀變?yōu)樾菭睢?br>　　原來，在冰晶增長的同時，冰晶附近的水汽會被消耗。所以，越靠近冰晶的地方，水汽越稀薄，過飽和程度越低。在緊靠冰晶表面的地方，因為多余的水汽都已凝華在冰晶上了，所以剛剛達(dá)到飽和。這樣，靠近冰晶處的水汽密度就要比離它遠(yuǎn)的地方小。水汽就從冰晶周圍向冰晶所在處移動。水汽分子首先遇到冰晶的各個角棱和凸出部分，并在這里凝華而使冰晶增長。于是冰晶的各個角棱和凸出部分將首先迅速地增長，而逐漸成為枝叉狀。以后，又因為同樣的原因在各個枝叉和角棱處長出新的小枝叉來。與此同時，在各個角棱和枝叉之間的凹陷處?？諝庖呀?jīng)不再是飽和的了。有時，在這里甚至有升華過程，以致水汽被輸送到其他地方去。這樣就使得角棱和枝叉更為突出，而慢慢地形成了我們熟悉的星狀雪花。
　　上面說的實際上是一個典型的星狀雪花的形成過程。它的相當(dāng)部位，不論形狀或大小，都應(yīng)當(dāng)是相同的。這種典型的星狀雪花只有在一個理想的、平靜的環(huán)境中(譬如在實驗室內(nèi))才能形成。在大氣中，它不能象上面說的那樣有步驟地增大，所形成的形狀也就不能那樣典型。這是因為冰晶逐漸在下降著，而且有時在旋轉(zhuǎn)著，各個枝叉接觸水汽的多少有所不同，而那些接觸水汽較多的枝又便增長得較多。因此，我們平常所看到的雪花雖大體上一樣但又互不相同。
　　另外，雪花在云內(nèi)下降的過程中，也會從適宜于形成這種形狀的環(huán)境降到適宜于形成另一種形狀的環(huán)境，于是便出觀了各種復(fù)雜的雪花形狀。有的象袖扣，有的象刺猾。即使都是星狀雪花，也有三個枝叉的、六個枝叉的，甚至有十二個枝叉、十八個枝又的。
　　以上所述都是單個雪花的情況。在雪花下降時，各個雪花也很容易互相攀附并合在一起，成為更大的雪片。雪花的并合大多在以下三種情況下出觀。(1)當(dāng)溫度低于0℃的時候，雪花在緩慢下降的途中相撞。碰撞產(chǎn)生了壓力和熱，使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起，隨后這些融化的水又立即凍結(jié)起來。這樣，兩個雪花就并合到一起了。(2)在溫度略高于0℃的時候，雪花上本來已覆有一層水膜，這時如果兩個雪花相碰，便借著水的表面張力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很復(fù)雜，則兩個雪花也可以只因簡單的攀連而相掛在一起。
　　雪花從云中下降到地面，路途很長，在條件適合時，可以經(jīng)多次攀連并合而變得很大。在降大雪的時候，有時有一些鵝毛般的大雪片，就是經(jīng)過多次并合而成的。
但是，有時雪花互碰時不是互相并合在一起，而是給碰破了，這時便產(chǎn)生一些畸形的雪花。例如，在降雪的時候，有時會見到一些單個的"星枝"，就屬于這種情況。