千姿百態(tài)的雪花
對(duì)于一片六角形雪片來(lái)說(shuō)，由于它表面曲率不等(有凸面、平面和凹面)，各面上的飽和水汽壓力也不同，因此產(chǎn)生了相互間的水汽密度梯度，使水汽發(fā)生定向轉(zhuǎn)移。水汽轉(zhuǎn)移的方向是凸面→平面→凹面，也就是從曲率大的表面，移向曲率小的表面。六角形雪片六個(gè)棱角上的曲率最大，邊棱部分的平面次之，中央部分曲率最小。這樣，就使六角形雪片一直處在定向的水汽遷移過(guò)程中。由于棱角上水汽向邊棱及中央輸送，棱角附近的水汽飽和程度下降，因而產(chǎn)生升華現(xiàn)象。中央部分由于獲得源源不斷的水汽而達(dá)到冰面飽和，產(chǎn)生凝華作用。這種凝華結(jié)晶的過(guò)程不斷進(jìn)行，六角形雪片逐漸演變成為六棱柱狀雪晶。
這是假定外部不輸送水汽的理想狀況。事實(shí)上，事物與周?chē)h(huán)境保持著密切的聯(lián)系，空氣里總是或多或少存在著水汽的。如果周?chē)諝廨斎怂^少，少到不夠雪片的棱角向中央輸送水汽的數(shù)量，那么雪片向柱狀雪晶的發(fā)展過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。在溫度很低水汽很少的高緯和極地地區(qū)，便因?yàn)檫@個(gè)原因經(jīng)常降落柱狀雪晶。
空氣里水汽飽和程度較高的時(shí)候，出現(xiàn)另外一種情況。這時(shí)周?chē)諝獠粩嗟叵蜓┢斔退�，使雪片快速地發(fā)生凝華作用。凝華降低了雪片周?chē)諝鈱又械乃芏�，反過(guò)來(lái)又促進(jìn)外層水汽向內(nèi)部輸送。這樣，雪片便很快地生長(zhǎng)起來(lái)。當(dāng)水汽快速向雪片輸送的時(shí)候，六個(gè)頂角首當(dāng)其沖，水汽密度梯度最大。來(lái)不及向雪片內(nèi)部輸送的水汽，便在頂角上凝華結(jié)晶；這時(shí)，頂角上會(huì)出現(xiàn)一些突出物和枝杈。這些枝叉增長(zhǎng)到一定程度，又會(huì)分叉。次級(jí)分叉與母枝均保持60的角度，這樣，就形成了一朵六角星形的雪花。
在高山或極地的晴朗天氣里，還可見(jiàn)到一種冰針，象寶石一樣閃爍著瑰麗的光彩，人們把它叫做鉆石塵。冰針的生長(zhǎng)有二種情況：一種是在嚴(yán)寒下(-30℃以下)濕度很小時(shí)水汽自發(fā)結(jié)晶的結(jié)果，另一種是在溫度較高(-5℃左右)濕度較大時(shí)沿著雪片某一條輔軸所在的頂角特別迅速生長(zhǎng)的產(chǎn)物，是雪花的畸形發(fā)展。
形形色色的雪花晶體在天空生成后，當(dāng)它們的直徑達(dá)到50微米時(shí)，便能克服空氣的浮力而開(kāi)始作明顯的下降運(yùn)動(dòng)，一邊飄逸下降一邊繼續(xù)生長(zhǎng)變化。這樣一來(lái)，便產(chǎn)生了形式紛紜繁多的雪花。我們只要把它們接納在黑呢子或黑天鵝絨上，就能用肉眼初步辨別出它們的形態(tài)來(lái)。
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