雪花的形狀怎麼形成的

  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。接下來就和小編一起去看看雪花的形狀是怎麼形成的吧。

  雪花的形成:

  一個條件是水汽飽和。空氣在某一個溫度下所能包含的最大水汽量,叫做飽和水汽量。空氣達到飽和時的溫度,叫做露點。飽和的空氣冷卻到露點以下的溫度時,空氣裡就有多餘的水汽變成水滴或冰晶。因為冰面飽和水汽含量比水面要低,所以冰晶生長所要求的水汽飽和程度比水滴要低。也就是說,水滴必須在相對溼度***相對溼度是指空氣中的實際水汽壓與同溫度下空氣的飽和水汽壓的比值***不小於100%時才能增長;而冰晶呢,往往相對溼度不足100%時也能增長。例如,空氣溫度為-20℃時,相對溼度只有80%,冰晶就能增長了。氣溫越低,冰晶增長所需要的溼度越小。因此,在高空低溫環境裡,冰晶比水滴更容易產生。

  另一個條件是空氣裡必須有凝結核。有人做過試驗,如果沒有凝結核,空氣裡的水汽,過飽和到相對溼度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴。但這樣大的過飽和現象在自然大氣裡是不會存在的。所以沒有凝結核的話,我們地球上就很難能見到雨雪。凝結核是一些懸浮在空中的很微小的固體微粒。最理想的凝結核是那些吸收水分最強的物質微粒,比如說海鹽、硫酸、氮和其他一些化學物質的微粒。所以我們有時才會見到天空中有云,卻不見降雪,在這種情況下人們往往採用人工降雪。

  雪花形狀的形成原因:

  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。

  雪花的應用:

  《醫藥養生保健報》冬季,大雪紛飛,蒼茫無際。人們在觀賞玉樹瓊花之時,往往忽視了雪的作用。 雪對人體健康有很多好處。《本草綱目》早有記載,雪水能解毒,治瘟疫。民間有用雪水治療火燙傷、凍傷的單方。

  經常用雪水洗澡,不僅能增強面板與身體的抵抗力,減小疾病,而且能促進血液迴圈,增強體質。如果長期飲用潔淨的雪水,可益壽延年。這是那些深山老林中長壽老人長壽的”祕訣”之一。 因為雪水中所含的重水比普通水中重水的數量要少1/4。重水能嚴重地抑制生物的生命過程。有人作過試驗,魚類在含重水30-50%的水中很快就會死亡。

  雪形成最基本的條件是大氣中要有“凝結核”存在,而大氣中的塵埃、煤粒、礦物質等固體雜質則是最理想的凝結核。如果空氣中水汽、溫度等氣象要素到一定條件時,水汽就會在這些凝結核周圍凝結成雪花。所以,雪花能大量 清洗空氣中的汙染物質。故每當一次大雪過後空氣就顯得格外清新。據測定,一般新雪的密度每立方厘米為0.05-0.10克。所以,地面積雪對音波的反射率極低,能吸收大量音波,能為減少噪音作出貢獻。

雪花