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雪花为什么会成各种形状
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2011-12-27 9:39:16  来源:中国天气网

美丽的雪花
    形形色色的雪花晶体在天空生成后,当它们的直径达到50微米时,便能克服空气的浮力而开始作明显的下降运动,一边飘逸下降一边继续生长变化。这样一来,便产生了形式纷纭繁多的雪花。 对于一片六角形雪片来说,由于它表面曲率不等(有凸面、平面和凹面),各面上的饱和水汽压力也不同,因此产生了相互间的水汽密度梯度,使水汽发生定向转移。水汽转移的方向是凸面→平面→凹面,也就是从曲率大的表面,移向曲率小的表面。六角形雪片六个棱角上的曲率最大,边棱部分的平面次之,中央部分曲率最小。这样,就使六角形雪片一直处在定向的水汽迁移过程中。由于棱角上水汽向边棱及中央输送,棱角附近的水汽饱和程度下降,因而产生升华现象。中央部分由于获得源源不断的水汽而达到冰面饱和,产生凝华作用。这种凝华结晶的过程不断进行,六角形雪片逐渐演变成为六棱柱状雪晶。

    雪花的形状这是假定外部不输送水汽的理想状况。事实上,事物与周围环境保持着密切的联系,空气里总是或多或少存在着水汽的。如果周围空气输入水汽较少,少到不够雪片的棱角向中央输送水汽的数量,那么雪片向柱状雪晶的发展过程继续进行。在温度很低水汽很少的高纬和极地地区,便因为这个原因经常降落柱状雪晶。

    空气里水汽饱和程度较高的时候,出现另外一种情况。这时周围空气不断地向雪片输送水汽,使雪片快速地发生凝华作用。凝华降低了雪片周围空气层中的水汽密度,反过来又促进外层水汽向内部输送。这样,雪片便很快地生长起来。当水汽快速向雪片输送的时候,六个顶角首当其冲,水汽密度梯度最大。来不及向雪片内部输送的水汽,便在顶角上凝华结晶;这时,顶角上会出现一些突出物和枝杈。这些枝叉增长到一定程度,又会分叉。次级分叉与母枝均保持60的角度,这样,就形成了一朵六角星形的雪花。

    在高山或极地的晴朗天气里,还可见到一种冰针,象宝石一样闪烁着瑰丽的光彩,人们把它叫做钻石尘。冰针的生长有二种情况:一种是在严寒下(-30℃以下)湿度很小时水汽自发结晶的结果,另一种是在温度较高(-5℃左右)湿度较大时沿着雪片某一条辅轴所在的顶角特别迅速生长的产物,是雪花的畸形发展。

    形形色色的雪花晶体在天空生成后,当它们的直径达到50微米时,便能克服空气的浮力而开始作明显的下降运动,一边飘逸下降一边继续生长变化。这样一来,便产生了形式纷纭繁多的雪花。我们只要把它们接纳在黑呢子或黑天鹅绒上,就能用肉眼初步辨别出它们的形态来。


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