大雪节气做冰花

众所周知，云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶组成的。那么，雪是怎么形成的呢？

在水云中，所有的水滴都是小水滴。它们主要是通过继续凝聚和相互碰撞而成长为雨滴。

冰云是由微小的冰晶组成的。当这些小冰晶相互碰撞时，冰晶的表面会升温融化，它们会相互粘在一起，再次冻结。如此重复多次，冰晶就会增多。此外，云中有水蒸气，所以冰晶可以通过冷凝继续生长。而冰云一般高而不厚，水汽不多的地方，凝结增长慢，相互碰撞的机会不多，所以不能很大程度上增长形成降水。即使引起降水，也往往是在下落的途中蒸发掉，很少落到地面。

最有利于云滴生长的是混合云。混合云由小冰晶和过冷水滴组成。当一团空气对冰晶饱和时，它对水滴不饱和。此时，云中的水汽凝结在冰晶表面，而过冷水滴却在蒸发，这就产生了冰晶从过冷水滴中“吸附”水汽的现象。在这种情况下，冰晶会迅速生长。另外过冷水很不稳定。如果你触摸它，它会冻结。因此，在混合云中，过冷水滴与冰晶碰撞时，会冻结并附着在冰晶表面，使其迅速生长。当小冰晶长大克服空气的阻力和浮力，落到地面，这就是雪。

早春和深秋，近地面的空气都在0℃以上，但这层空气并不厚，温度也不是很高，会让雪花落到地上还没来得及完全融化。这就是所谓的“湿雪”，或者说“既有雨又有雪”。这种现象在气象学上被称为“雨夹雪”

同样，雪的大小也是根据降水量来分类的。雪可分为小雪、中雪、大雪三类，如表3所示。

表3。各种雪的降水标准

小雪、大雪和大雪的类型

24小时降水量2.5以下，2.6-5.0大于5.0。

12小时降水量1.0以下1.1-3.0大于3.0。

雪花的形状

雪花有许多形状，非常漂亮。如果你把它们放在放大镜下，你会发现每一片雪花都是极其美丽的图案，甚至许多艺术家都赞叹不已。但是各种雪花形状是怎么形成的呢？雪花多为六角形，因为雪花属于六方晶系。云中雪花的“胚胎”中的小冰晶主要有两种形状。一种是六角形，细长，叫柱状晶，但有时它的两端是尖的，看起来像针，叫针状晶。另一种是六角形薄片，就像从六角形铅笔上切下的薄片，叫做薄片晶体。

如果周围空气的过饱和度低，冰晶就会生长缓慢，四面生长均匀。增大和减小时仍保持原来的样子，分别称为柱状、针状和片状雪晶。

如果周围空气高度过饱和，冰晶不仅体积会增大，形状也会发生变化。最常见的就是从片状变成星形。

原来冰晶生长的同时，冰晶附近的水蒸气会被消耗掉。因此，越靠近冰晶，水蒸气越稀薄，过饱和度越低。接近冰晶表面，因为多余的水汽已经凝结在冰晶上，刚刚达到饱和。这样冰晶附近的水汽密度就比远离冰晶的要小。水蒸气从冰晶周围移动到冰晶所在的地方。水蒸气分子首先遇到冰晶的角落和突起，在那里凝结，使冰晶生长。所以冰晶的边角和凸出部分会先快速生长，逐渐分支。后来，出于同样的原因，新的小枝会生长在每个分支和角落。同时，在每个拐角和岔口之间的凹陷处。空气不再饱和。有时候，这里甚至还有一个升华过程，让水蒸气被输送到其他地方。这就使得棱角分叉更加突出，慢慢形成了大家熟悉的星形雪花。

上面说的其实是一个典型的星形雪花的形成过程。它的等价部分，无论形状大小，都应该是一样的。这种典型的星形雪花只能在理想而平静的环境中形成(比如在实验室)。在大气中，不能像上面说的那样逐级增加，形成的形状也不能那么典型。这是因为冰晶在逐渐下落，有时还会旋转，每个树枝接触的水汽量不同，而那些接触水汽多的树枝长得多。所以我们平时看到的雪花，一般都是一样的，但又各不相同。

另外，在云中落下的过程中，雪花也会从适合形成这个形状的环境落到适合形成另一个形状的环境，所以会看到各种复杂的雪花形状。有的像袖扣，有的像刺。即使都是星形雪花，也有三枝、六枝，甚至十二枝、十八枝。

以上都是单个雪花的情况。当雪花飘落时，每一片雪花很容易互相粘附，并结合在一起成为更大的雪花。雪花的合并主要在以下三种情况下观察到。(1)当温度低于0℃时，雪花在慢慢下落的途中碰撞。碰撞产生压力和热量，使碰撞部位熔化并相互粘连，然后融化的水立即再次冻结。就这样，两片雪花融合在了一起。(2)温度略高于0℃时，雪花已经覆盖了一层水膜。这时，如果两片雪花相撞，就会靠水的表面张力粘在一起。(3)如果雪花的枝干比较复杂，只需要简单的攀爬就可以把两片雪花挂在一起。

雪花从云端落到地面，路途很漫长。条件合适的时候，可以多次攀爬合并，变得很大。下大雪的时候，有时会出现一些鹅毛状的雪花，是多次融合形成的。

但有时候雪花相互碰撞，并不是相互结合，而是破碎，进而产生一些变形的雪花。比如下雪的时候，有时候会看到一些单个的“星星”，就是这种情况。