雪花的故事

王奉安

有这样一条谜语，谜面是：“青石靠青台，花在石上开，是花都有叶，你往无叶上猜。”

这条谜语是打一冬天里的自然现象，谜底就是雪花。

雪，不仅为大自然增添了色彩，对农业生产还有大益处。常言道：“瑞雪兆丰年。”古人喜欢赏雪吟诗，历史上有许多对雪景的生动描写。比如，高骈的“六出飞花入户时，坐看青竹变琼枝”，岑参的“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”，等等，都流传久广、脍炙人口。

雪花的微观世界

古代诗人对雪景的描写尽管细腻。但他们描写的都是宏观世界，对雪花的微观世界所知甚少。如果在飘雪的时候，你在室外用放大镜观察落在深色衣服上的雪花就会发现，雪花的基本形状是六角形的，它和自然界中生长的植物的花朵很不同，自然界中生长的花大都是5瓣的。西汉时有一本叫《韩诗外传》的书，作者韩婴对雪花倒是观察入微，他在书中写道：“凡草木花多五出。雪花独六出。”

雪花不仅是6个“瓣”，更有趣的是，每个雪花都有自己的模样，谁和谁都不会完全相同。但不管雪花的形状如何千变万化，它们的基本形状始终离不开“六”字：有的像匠心雕刻的六边形，有的像放射光芒的六角形，有的像有六条主脉纵横交织的蛛网……这是为什么呢?

云层是孕育雪花的地方，雪花就是由云中的水汽在冰晶上不断凝华而成的。由于这个冰晶本身就具有六角形结构，叫做“六方晶系”，所以，形成的雪花也是六角形的。晶核生长的形状大体有3种趋势：长而细的六棱柱形晶柱、两头尖尖有如一根针的晶针和很薄的六边形晶片。如果它们周围的水汽浓度较低，冰晶的增长缓慢，而且各边均匀增长；如果周围水汽浓度较大，那么增长过程中形成雪花的冰晶不仅体积会增大，形状也会改变，最常见的就是天空中飘落的六边形雪花。为什么雪花都倾向于六边形呢?原来冰晶增长时要消耗附近的水汽，所以，越靠近冰晶的地方水汽越稀薄，稍远处的水汽自然过来补充。它们首先遇到的就是正在向前伸展的尖角，于是，各个尖角迅速加长，逐渐成为树枝状。由于同样原因，这些“树枝”上又长出新小枝权，周而复始就形成了我们所见到的六边彤雪花。形成雪花之前的冰晶受周围环境的影响，位于底面上的正六边形和侧面长方体的晶体生长速度出现差异.形状也相应发生变化，比如气温会给结晶表面带来微妙变化，接近0℃时底面水平扩展成六边形，5℃时形成针状，气温降到-5～-10℃时。侧面上开始生成正六棱柱体及侧面镂空的六棱柱体，-15℃时形成树枝状，在气温降至-10～-21℃时，正六边形又开始扩展，继而再生成六棱柱体。

周围水汽含量较少时，雪花的生成过程也较慢，而且不易出现复杂形状。相反，水汽含量越大，雪花的生成速度越快，形状也越复杂。被人们称作“雪花”的树枝状雪晶往往生成于15℃左右、含有大量水汽的环境中。尽管晶体的形成速度取决于温度及水汽浓度，但空气中的其他气体也会影响它的形成。实验表明，在只有水汽的真空空间里形成的冰晶几乎都有单三棱柱体，而在天空中形成的晶体则呈现针状和六棱柱形状。经过计算机计算可以再现冰晶向6个方向延伸的形状，而冰晶中途分叉、呈现树枝状的原因。人们始终无法解释。雪花美妙无比的点对称的分枝方式，其产生机理，至今仍是一个谜。根据科研上的需要，国际水文科学协会的冰雪委员会把雪花归类为片状、星状、柱状、针状、立体枝状、柱帽状和不规则形状共7种形状。

钟情霄花的人

为了研究这种“元叶的花”，许多人做出了巨大贡献，乃至献出了毕生精力。

1260年，澳大利亚人麦格钠斯第一个将雪花记于书中。他认为，雪花是星状的，但没有指出它们是六角状。1611年，克普拉在欧洲写了一本关于雪花的书，明确指出，雪花是六角形的；但他没有很好地解释雪花为什么是六角形的。1635年，笛卡尔观测了雪花，并绘制了一些草图，强调雪花的六角形规律性。1660年，巴塞列纳斯出版了雪花素描图，第一次指出雪花有晶状分枝，还讨论了晶体的几何结构。17世纪后半叶显微镜的发明，促进了欧洲有关雪花晶体的研究。1665年，霍克在斯匹茨卑根与格陵兰间航海时，将雪晶形状与气象条件首次联系起来。1681年，意大利牧师罗赛铁试对雪花分类，并对一个六角棱雪晶做了细致的描述。1833年，日本人土井利发表《雪花图说》，这本书包含86个雪晶细节素描。1840年，他又出版了《续雪花图说》，书中有97个素描。

到19世纪后半叶，欧洲因为有了放大技术，对雪晶的研究又进一步广泛起来，诺顿司开特及海尔曼拍摄了许多雪晶照片，将雪晶分为片状、柱状及片柱混合状。1885年，美国的威尔逊花了极大精力拍摄了1万多张雪花照片，50年后，他挑选了2000幅各不相同的、好看的雪花图案，编成非常壮观的《雪花图谱》。他对赞叹不已的人们说：“上天降落到我手中的雪花是极少部分。”雪花专家西逊则断言：“在地球表面，没有两片大小、形状完全相同的雪花。”

20世纪初，对冰雪做过专项研究的日本物理学家中谷宇吉郎博士曾把雪比做“来自天空的信使”，并查明千差万别的雪的结晶形式取决于高空气温高低和水汽的多少。

雪花焉能“大如席”

“燕山雪花大如席，片片吹落轩辕台”是诗人李白描写雪花的名句。燕山在今河北蓟县东南，在诗中用采泛指我国北方。轩辕台遗址在今河北怀来县乔山上。后有人考证，诗中的“席”不是我们现在所说的双人或者单人凉席，而是古人席地而坐的坐席，这样一来，大如席的雪花就不算太夸张了。

那么，雪花究竟能有多大呢?前不久美国科学家在加拿大荒原遭遇暴风雪，他们用激光探测器拍摄到了巨型雪花的照片。加州理工学院一位物理学教授称，大雪花直径一般有2～6英寸，质地异常松软。吉尼斯纪录中的最大雪花直径有15英寸，比平底锅还要大。科学家分析说，雪花就是一个雪晶体，有很多形状，树模石形的雪花是最大的。巨形雪花容易在温度刚刚高于冰点时形成，此时空中的温度在O℃以下并接近0℃，雪花的并合能力特别大，很容易使许多雪花互相联结起来，形成较大的雪片，以湿雪的形式降落下来。我国科研人员发现：从天空中降落的单个雪花晶体的直径一般为0.5～3亳米，但经过多次合并形成的大雪片，最大的直径可达15毫米左右。

雪花晶体的大小与水汽凝华结晶时的温度密切相关。天气越冷，气温越低，雪花晶体越小，在天气十分严寒时，形成的雪花晶体，其直径往往不到0.05毫米。气象学家经过观察发现：当空中温度在-8～-5℃时，形成棱柱状冰晶；当温度为-5～-3℃时，形成针状冰晶；当温度达到-3～0℃时，生成薄薄的六角板状冰晶。由此可见，在温度为-3～0℃时，雪花形状最大、最完整。在非常严寒时形成的雪花晶体反而很小，肉眼几乎看不见，只有在阳光下，人们才能发现像细粉状的它们，这种雪被称之为“干雪”。

彩色的雪

人们常用雪来形容洁白的颜色。其实，雪并非全是白色的，有时是五彩缤纷的。

红雪是一种经常在南、北极地带出现的景象，有时人们在阿尔卑斯山、苏格兰、格陵兰海湾也会看到天降红雪。1918年冬天，格陵兰海湾突然下起了红雪，这是由于暴风将细小红藻混杂在雪中形成的。1959年的一天，在南极上空，突然乌云密布，接着刮起了一场大暴风。暴风过后，飘起了红色的大雪，那雪如鲜血一般鲜红。1980年5月2日晚上，蒙古肯特巴省境内也降了一场红色的雪。经化验表明，每立升红雪中含有矿物质148种，其中有未被溶解的锰、钛、锌、铬和银等化学元素。原来这是红色的矿物质微粒被狂风卷到高空，成了雪花的凝结核所引起的。

100多年前，北冰洋的一个小岛上，下了一场绿雪。整个山川大地披上了绿装，远望浓绿欲滴，异常美丽。科学家们分析研究后认为，这是海水里的绿色藻类被风吹向天空，又在雪形成的时候混入了雪里而形成的。在西伯利亚地区.绿雪和青雪更为常见，这种彩色的雪多与藻类和工业污染有关。

藻类植物不怕冷，可以在雪地里生长。植物学家们根据藻类植物的颜色不同，把它们分为蓝藻、绿藻、黄藻、红藻、褐藻。彩色的雪，有不少就是这些藻类植物被暴风刮到高空，和雪片相遇，黏在雪片上形成的。

至于其他的生物或非生物，也会形成彩色的雪。

1892年，意大利曾下过一场黑雪。这是因为亿万个像针尖般大小的黑色小昆虫，在天空中飞翔，结果沾在雪里降下的缘故。

1962年，苏联下过黄而略带红色的雪。雪后的地面仿佛铺了一层黄红色的地毯，十分美丽。这是风把沙漠里的沙尘带到高空，然后扩散到遥远的地方，同雪花夹在一起落下来而形成的。

苏格兰也下过黑雪，那是因为一些燃烧不充分的煤烟粒，大量沾在雪花上，把白雪染黑了的缘故。

不过，雪的“本质”还是洁白的，看似神奇的彩色雪，只是雪花受到环境中的生物或非生物玷污而形成的。

夏日炎炎天飘雪

你见过六月飞雪吗?

“六月雪，斩窦娥。”这是人们对古代戏剧家关汉卿的名著《窦娥冤》的高度概括。该剧大体是讲，良家女子窦娥受屈被定为死罪。无处申冤的她临死前发下誓愿：死后，天降三尺大雪，掩己尸首，让白雪采证实自己的清白。当六月某日午时开刀问斩时，果然狂风大作、雪花纷飞。因此，有的剧团干脆把这部剧改名为《六月雪》。文艺作品是容许虚构的。人们看完了这部剧，并不会追究六月里能否“天降三尺大雪”。然而，翻开史料，六月降雪或暑天降雪却绝非戏剧中所仅有。

据《扶风县志》记载，早在公元前435年，当地就曾有“六月秦雨雪”。这里的“六月”和《六月雪》中的“六月”都是指农历而言；“雨”字作动词讲，“雨雪”即“下雪”。据江西《金溪县志》和《抚州府志》记载，1653年，“金溪夏六月，炎日正中，忽下大雪，仰半空，玉鳞照耀，至檐前则溶湿不见”。《抚州府志》和《宜黄县志》记戢，1655年，“宜黄六月雪”。福建《建瓯县志》记载，1661年，“建瓯六月朔大寒、降霜，初四日雨雪”。1860年，湖北宜昌一带也出现过夏日降雪的情形，至今在宜昌境内还保存着一块完整的石刻，其上写着：“庚申年又三月十五日，立夏下雪。”

近几十年来，有关夏日飞雪的记载也不少：1958年新疆鸟鲁木齐出现过六月雪。1981年5月31日11时27分，山西管涔山林区开始降大雪.至6月1日15时止，历时27个多小时，降雪量多达50多毫米，雪深25厘米，地面积雪3天后才完全消融。1987年农历闰六月二十四日，上海市区飘起了小雪花。1987年6月5日，张家口地区下-了一场大雪，48小时降温12℃，个别地区降温21℃，最低气温下降到7℃，农业生产受到严重影响。

暑天降雪，在国外也有记载。例如位于赤道附近的印度尼西亚伊里安岛的伊拉卡村，1982年7月24日，下了一整天大雪，气温骤降。由于这个地方常年无雪，人们对寒冷天气的来临缺乏准备，因此，许多人不得不全身涂上猪油采避寒。

暑天下雪虽然少见，但不足为怪，它是一种自然现象。由于受厄尔尼诺等影响，气候发生异常变化，遏上特殊的天气气候条件，比如夏季冷空气长期盘踞一地，加上地理位置、海拔高度等条件，就可能形成暑天下雪的有趣现象。