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雪花形状有多少种?

  新疆气象网         2017-01-10 12:18:08

  雪花是一种美丽的晶体,又名未央花或六出。人们很早就留意到雪花的形状,中国西汉时代的韩婴就写过:“凡草木花多五出,雪花独六出。”即雪花的基本形状是六角形。其实在不同的环境下,雪花可以表现出各种各样的形态。这主要是因为雪花在生成过程中,温度和湿度瞬息万变,只要稍有差异,雪花的形状就会有所不同。

  雪花的形状,涉及到水在大气中的结晶过程。大气中的水分子在冷却到冰点以下时,就开始凝华并形成水的晶体,即冰晶。冰晶和其他一切晶体一样,其最基本的性质就是具有自己规则的几何外形。冰晶属六方晶系,六方晶系具有四个结晶轴,其中三个辅轴在一个平面上,互相以六十度角相交;另一主轴与这三个辅轴形成平面垂直。六方晶系的最典型形状是六棱柱体。但是,当结晶过程中主轴方向晶体发育很慢,而辅轴方向发育较快时,晶体就呈现出六边形片状。大气中的水汽在结晶过程中,往往是晶体在主晶轴方向生长速度慢,而三个辅轴方向则快得多,因此冰晶多为六边片状。

  当大气中的水汽十分丰富的时候,周围的水分子不断地向最初形成的晶片上结合。其中,雪片的六个顶角首当其冲,顶角上出现突出物和枝杈。这些枝杈增长到一定程度,又会分叉。次级分叉与母枝均保持六十度的角度。一朵六角星形的雪花就这样形成了。

  每片雪花在整体上虽然都是六角星形的,但在细微形态上却有很多差别。有人专门收集过不同形状的雪花,竟发现有六千多种不同的细微形态的雪花。仔细观察各种不同形态的雪花,可以发现主要有4种:极状雪花像一块六角形的薄板,有的整齐而对称,有的错综复杂、呈不规则堆叠的六角形;星状雪花像一颗有六角光芒的星星;柱状雪花像六角形的粉笔,它的两头有的是平的,有的是尖的,也有几个大小不同的柱形集合在一起组成;针状雪花像缝衣服的针,它的两端有浑圆的,有尖尖的,也有单根针状和数根针状合并而成的。

  此外,科学家们还发现,雪花在空中飘浮时,本身还会振动,而这种振动是环绕对称点进行的,而这个对称点正是最初形成的冰晶,这就是保持雪花形态在飘落过程中不发生变化的原因。(吴婷)

文章来源: 中国气象报   责编:安玉佩
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