雪花形狀是怎么形成的
雪花形狀是怎么形成的
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，那么雪花的形狀怎么形成的?學習啦小編在此整理了雪花的形狀形成原因，供大家參閱，希望大家在閱讀過程中有所收獲!
雪花形狀的形成原因
雪花大都是六角形的，這是因為雪花屬于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有兩種形狀。一種呈六棱體狀，長而細，叫柱晶，但有時它的兩端是尖的，樣子象一根針，叫針晶。別一種則呈六角形的薄片狀，就象從六棱鉛筆上切下來的薄片那樣，叫片晶。
如果周圍的空氣過飽和的程度比較低，冰晶便增長得很慢，并且各邊都在均勻地增長。它增大下降時，仍然保持著原來的樣子，分別被叫做柱狀、針狀和片狀的雪晶。
如果周圍的空氣呈高度過飽和狀態，那么冰晶在增長過程中不僅體積會增大，而且形狀也會變化。最常見的是由片狀變為星狀。
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，因為多余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棱和凸出部分，并在這里凝華而使冰晶增長。于是冰晶的各個角棱和凸出部分將首先迅速地增長，而逐漸成為枝叉狀。以后，又因為同樣的原因在各個枝叉和角棱處長出新的小枝叉來。與此同時，在各個角棱和枝叉之間的凹陷處。空氣已經不再是飽和的了。有時，在這里甚至有升華過程，以致水汽被輸送到其他地方去。這樣就使得角棱和枝叉更為突出，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。
另外，雪花在云內下降的過程中，也會從適宜于形成這種形狀的環境降到適宜于形成另一種形狀的環境，于是便出觀了各種復雜的雪花形狀。有的象袖扣，有的象刺猾。即使都是星狀雪花，也有三個枝叉的、六個枝叉的，甚至有十二個枝叉、十八個枝又的。
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并合在一起，成為更大的雪片。雪花的并合大多在以下三種情況下出觀。(1)當溫度低于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，隨后這些融化的水又立即凍結起來。這樣，兩個雪花就并合到一起了。(2)在溫度略高于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，便借著水的表面張力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很復雜，則兩個雪花也可以只因簡單的攀連而相掛在一起。
雪花從云中下降到地面，路途很長，在條件適合時，可以經多次攀連并合而變得很大。在降大雪的時候，有時有一些鵝毛般的大雪片，就是經過多次并合而成的。
但是，有時雪花互碰時不是互相并合在一起，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"，就屬于這種情況。
雪花形成和凝結核
物質由氣態轉化為液態的凝結過程中，起凝結核心作用的顆粒。粒徑(半徑)一般小于0.1μm。按成分的性質可分為三類。(1)不溶于水，但表面能為水所濕潤的核。主要是一些經風化后的礦物微粒，如碳酸鈣等。這類核的凝結性能，決定于核的大小及吸附水分子的能力。(2)可溶性核。是一些可溶性鹽的微粒，如海洋和土壤中的氯化鈉、氯化鎂和硫酸鎂等，燃燒產物如硫酸鈉，大氣中由化學反應生成的硫酸銨等。(3)混合體。每個核同時含有可溶與不可溶的成分，如某種氣體溶入云滴后，由化學反應生成可溶性鹽類，隨后水分蒸發，殘留的鹽類結晶附著于云滴中不可溶核上。
一、凝結核的定義：凝結核是指水汽凝結過程中起凝結核心作用的固態、液態和氣態的氣溶膠質粒。
二、凝結核的分類：
1.吸濕性凝結核，它具有很強的吸水能力，易溶于水。如海水濺沫進入空氣的鹽粒，工廠排出的二氧化硫和煙粒等，是很活躍的凝結核，一經吸收水分，能形成濃度很大的胚胎，然后以胚胎為中心而進行凝結。
2.非吸濕性凝結核，雖不易或不溶于水，但易為水所潤濕，如塵埃、巖石微粒、花粉等，它們可將水汽吸附在其表面上而形成小水滴。
三、凝結核對人類生產生活的意義：
地球氣象現象中的各種降水現象的性質和規模大小都與凝結核的有無與凝結核是否充沛息息相關。例如富含水蒸氣的云系，如果在其經過區域上空有豐富的凝結核存在，則極易形成降水降落到地面。反之，如果某區域上空凝結核的豐度較低，即使經過云系含有豐富的水蒸氣，仍然不能形成降水條件。而冰雹、凍雨等災害天氣現象，也與凝結核有密切的關系。
因此，人類可以應用此特點干預降水的產生和降水的性質。例如，人工降雨/雪、人工增雨/雪和人工消雹作業，加快冰雪融化都是通過人為控制凝結核的豐度來干預天氣現象。
促使空氣中水汽凝結的微粒。凝結核主要有兩種：(1)可溶性核。這是一些可溶性鹽類質點，如源自海洋和土壤的NaCl、MgCl2和Mg(SO4)2。燃煤過程產生的Na2SO4等都是性質活躍的凝結核。(2)不溶于水但表面能為水所濕潤的凝結核，如CaCO3，但凝結時所需相對濕度都要超過100%，即要達到飽和條件才能凝結。大氣中的凝結核多少因地而異，如遠離大陸的海洋上凝結核密度數量級為103個/cm3，在農村為104/cm3。而在城市可達105個/cm3。在同一地區，凝結核密度隨高度增加而減少。凝結核多少影響到雨量，故在城市上空及其盛行風下風向，常多云霧，降水量增多。尤其在燃煤量大的工業區上空，由于凝結核含量大，且吸水性很強，常形成局部地區的暴雨。
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