雪花是怎樣形成的
雪花,又名未央花和六出,一種美麗的結晶體,它在飄落過程中成團攀聯在一起,就形成雪片。?小編在此整理了雪花的形成原因,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收穫!
雪花的形成原因
雪花是由小冰晶增大變來的,而冰的分子以六角形的為最多,因而形成雪花多是六角形的,並且每一片雪花的形狀沒有一模一樣的。雪花形狀的多種多樣,則與它形成時的水汽條件有密切的關係。
對於六角形片狀冰晶來說,由於它面上、邊上和角上的彎曲程度不同,相應地具有不同的飽和水汽壓,其中角上的飽和水汽壓最大,邊上次之,平面上最小。在實有水汽壓相同的情況下,由於冰晶的面、邊、角上的飽和水汽壓不同,其凝華增長的情況也不相同。如果雲中水汽不太豐富,實有水汽壓僅大於平面的飽和水汽壓,水汽只在面上凝華,這時形成的是柱狀雪花;如果水汽稍多,實有水汽壓大於邊上的飽和水汽壓,水汽在邊上和麵上都會發生凝華,由於凝華的速度還與彎曲程度有關,彎曲程度大的地方凝華較快,所以在冰晶邊上凝華比面上快,這時多形成片狀雪花;如果雲中水汽非常豐富,實有水汽壓大於角上的飽和水汽壓,這樣在面上、邊上、角上都有水汽凝華,但尖角處位置突出,水汽供應最充分,凝華增長得最快,所以多形成枝狀或星狀雪花,故又名六出。
再加上冰晶不停地運動,它所處的溫度和溼度條件也不斷變化,這樣就使得冰晶各種部分增長的速度不一致,形成多種多樣的雪花。
雪花的形成過程
雪花的形狀極多,而且十分美麗.如果把雪花放在放大鏡下,可以發現每片雪花都是一幅極其精美的圖案,連許多藝術家都讚歎不止。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,這是因為雪花屬於六方晶系。雲中雪花"胚胎"的小冰晶,主要有兩種形狀。一種呈六稜體狀,長而細,叫柱晶,但有時它的兩端是尖的,樣子像一根針,叫針晶。另一種則呈六角形的薄片狀,就像從六稜鉛筆上切下來的薄片那樣,叫片晶。
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,因為多餘的水汽都已凝華在冰晶上了,所以剛剛達到飽和。這樣,靠近冰晶處的水汽密度就要比離它遠的地方小。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稜和凸出部分,並在這裡凝華而使冰晶增長。於是冰晶的各個角稜和凸出部分將首先迅速地增長,而逐漸成為枝叉狀。以後,又因為同樣的原因在各個枝叉和角稜處長出新的小枝叉來。與此同時,在各個角稜和枝叉之間的凹陷處。空氣已經不再是飽和的了。有時,在這裡甚至有昇華過程,以致水汽被輸送到其他地方去。這樣就使得角稜和枝叉更為突出,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。它的相當部位,不論形狀或大小,都應當是相同的。這種典型的星狀雪花只有在一個理想的、平靜的環境中***譬如在實驗室內***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。
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併合在一起,成為更大的雪片。雪花的併合大多在以下三種情況下出觀。***1***當溫度低於0℃的時候,雪花在緩慢下降的途中相撞。碰撞產生了壓力和熱,使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起,隨後這些融化的水又立即凍結起來。這樣,兩個雪花就併合到一起了。***2***在溫度略高於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,便藉著水的表面張力而沾合在一起。***3***如果雪花的枝叉很複雜,則兩個雪花也可以只因簡單的攀連而相掛在一起。
雪花從雲中下降到地面,路途很長,在條件適合時,可以經多次攀連併合而變得很大。在降大雪的時候,有時有一些鵝毛般的大雪片,就是經過多次併合而成的。
但是,有時雪花互碰時不是互相併合在一起,而是給碰破了,這時便產生一些畸形的雪花。例如,在降雪的時候,有時會見到一些單個的"星枝",就屬於這種情況。
§當實有水汽壓僅大於平面的飽和水汽壓時,水汽只在面上凝華,形成的是柱狀雪花。
§當實有水汽壓大於邊上的飽和水汽壓時,邊上和麵上都會發生凝華。由於邊上水汽供應較充分,故在冰晶邊上凝華比面上快,多形成片狀雪花。
§當實有水汽壓大於角上的飽和水汽壓時,面上、邊上、角上都有水汽凝華,但尖角處位置突出,水汽供應最充分,凝華增長得最快,故多形成枝狀或星狀雪。
§又由於冰晶不停地運動,它所處的溫度和溼度條件也不斷變化,這就使得冰晶各部分增長的速度不一致,形成多種多樣的雪花。