揭示雪花的形成

粲　雪

云层是生产雪花的摇篮，但自云层出发降落到地面的过程中，雪花是怎样使自己长大并变成独一无二的个体，至今还是一个谜。雪花在云层中生成，依赖4个条件：湿度、温度、晶核和对流升降的空气。当云层中含有足够的水蒸气，温度在0℃以下，流动的冷空气带着水分子，寻找飘浮在空中的一颗颗微尘粒子作为晶核，水分子围着晶核一层层地凝结，晶核从中央向外长大，约五分钟的时间，形成一颗颗雪晶体，这便是造雪过程。在造雪过程中空气的升降浮沉，云层的厚度、湿度、温度对雪花的形态都有极大的影响。云层中湿度较大，雪花生成的速度快，形状也较复杂，可形成星状或树枝状的雪花，云层湿度较小，雪花生成的速度慢，可形成片状或粉末状雪花。

科学家把千姿百态的雪花，归纳为7种形状，但最基本的形态是六边形雪片和六棱柱状雪晶两种形态，为什么雪花多呈六边形呢?原来晶核有3种形状：两头尖尖的针形，细长的六棱形、薄薄的六边形。六边形的晶体核增长时，先粘住贴近的水气，远处的水气源源不断地流过来补充，流过来的水气依然先碰到雪花伸出的六个尖角。这样，各个尖角迅速加长，有的逐渐成为树枝状。同理，“树枝”上又长出新杈，周而复始就形成了六边形的雪花。

温度对雪花的形成也有很大的影响。科学家通过实验得知，在不同的气温下，形成雪花的形状也不同，气温在0℃时，底面水平扩展成六边形；－5℃时，形成针状，—5℃～10℃时，生成正六棱形或六棱柱体，－15℃以下，形成树枝状等较复杂形状的雪花。空气中的其他气体也会影响雪花的形成。实验表明，在只有水蒸气的真空空间里形成的冰晶，都是三棱柱体：天空中形成的冰晶，多为针状和六棱、六边形状。计算机可以模拟出冰晶向六个方向延伸的形状，但就雪花中途分杈，形成美妙无比的对称分枝状的原因、机理，至今依然是个谜。