雪花為何形狀各異結構精細?

年冬天 , 大連的雪特別多,人們很好奇的是 , 為什么雪花有時是小雪粒,有時是片狀的,像冰晶的模樣 。有時又是六角形的,還伴有鵝毛般大的 。同樣是寒冷的冬天,這雪的形狀怎么會這么多種?專業人士稱 , 雪的形狀結構,取決于生成雪花的云層水汽情況以及雪花穿越高空大氣層時,經歷的溫度、水汽及氣流的變化 ?!醪稍L人員孫立民 □采訪專家梁軍大連氣象臺首席預報員

雪花為何形狀各異結構精細?

文章插圖
 
    1 雪從多高處生成?在兩三千米以上的云層里
    雪從天上飄然而至,云層,自然就是雪花生成的地方 。“通常,形成雪的云層較高,距地面要兩三千米以上 。”大連氣象臺首席預報員梁軍說,在水蒸氣彌漫的云層里,雪最先以肉眼看不到的一顆微塵粒子形狀存在,這叫做晶核 。這個晶核,也叫做凝結核,就是一些懸浮在空中的很微小的固體微粒,比如海鹽、硫酸或者其他的化學物質微粒等 。這種凝固核通常會在零下10攝氏度形成,凝結核周圍水蒸氣的水分子,在冷空氣作用下,圍著這個凝結核,一層又一層地凝結,最后就生成了雪花 。
    雪花在形成的過程中 , 通過水蒸氣的吸收和表面小水滴的附著,冰晶會逐漸變大 。隨著晶體體積的增大,它的重量也相應增加,于是它將透過云層開始下落 。在下落過程中,冰晶同時也會和上千萬的水滴接觸,后者的水分會使晶體體積越發增大 。而隨著云層中的冰晶體數量的增加,一大片云層就會變成冰層 。冰層達到一定重量,它將從云層中開始下落,直至地表,覆蓋地面而成為積雪 。
     2 雪花形狀為啥多變?受云層溫度和水汽多少影響
    我們平??匆姷难螤畈灰?,有時呈針狀、片狀 , 有時呈球狀或六角形的立體形狀 。那么,雪花的形狀和地域有關,還是跟溫度有關?梁軍介紹 , 雪花的形狀取決于雪花所賴以生長的云層環境 , 此外,晶體迅速穿越高空大氣層時經歷的溫度、水汽及氣流的變化,也對雪的形狀有影響 。
    據了解,目前已知的雪花形狀大約有兩萬多種圖案,不過它基本上是六角形的 。云中雪花“胚胎”的小冰晶,主要有三種形狀:一種是長而細的六棱柱形晶柱,另一種是兩頭尖尖有如一根針的晶針,還有一種就是很薄的六邊形晶片 。
    天空中各云層高度不同、水汽情況不同,雪最后生成的形狀也不一樣 。一般來說,小晶核周圍水汽濃度低,晶核的生長速度就慢,各個邊會均勻地長大 。如果水汽濃度較大,晶核長得相對就會飽滿 。所以濕云層中濕度較大,雪花生成的速度快,形狀也較復雜 , 可形成星狀或樹枝狀的雪花 。云層濕度較小 , 雪花生成的速度慢,可形成片狀或粉末狀雪花 。
  3 六角形雪花是啥環境生成的?水汽足夠多 , 溫度零下15攝氏度
    冬天里我們比較常見的雪花是六角形立體形狀的,這當然與云層的水汽足夠大有關 。這個六角形的雪花究竟是咋長出來的?專家介紹,冰晶增長時,要消耗附近的水汽,越靠近冰晶的地方,水汽就越稀?。?稍遠處的水汽自然過來補充 。所以首先遇到的就是正在向前伸展的尖角 。于是各個尖角迅速加長,逐漸成為樹枝狀 。這樣慢慢地積累 , 這些“樹枝”上又長出新的小枝杈 。周而復始,就形成了我們見到的六角形雪花 。