雪花是怎么形成的
冬天的早晨,在北方可以看到雪花的飄落,不過(guò)雪花是怎么形成的,你知道嗎?以下就是學(xué)習(xí)啦小編給你做的整理,希望對(duì)你有用。
雪花的故事:
1773年冬天,俄國(guó)彼得堡的一家報(bào)紙,報(bào)導(dǎo)了一件十分有趣的新聞。在一個(gè)舞會(huì)上,由于人多,又有成千上百支蠟燭的燃燒,使得舞廳里又熱又悶,那些身體欠佳的夫人、小姐們幾乎要在歡樂(lè)之神面前昏倒了。這時(shí),有一個(gè)年輕男子跳上窗臺(tái),一拳打破了玻璃。于是,舞廳里出現(xiàn)了意想不到的奇跡,一朵朵美麗的雪花隨著窗外寒冷的氣流在大廳里翩翩起舞,飄落在悶熱得發(fā)昏的人們的頭發(fā)上和手上。有人好奇地沖出舞廳,想看看外面是不是下雪了。令人驚奇的是,天空星光燦爛,新月銀光如水。
雪花是怎樣形成的?
在天空中運(yùn)動(dòng)的水汽怎樣才能形成降雪呢?是不是溫度低于零度就可以了?不是的,水汽想要結(jié)晶,形成降雪必須具備兩個(gè)條件:
一個(gè)條件是水汽飽和??諝庠谀骋粋€(gè)溫度下所能包含的最大水汽量,叫做飽和水汽量。空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度,叫做露點(diǎn)。飽和的空氣冷卻到露點(diǎn)以下的溫度時(shí),空氣里就有多余的水汽變成水滴或冰晶。因?yàn)楸骘柡退勘人嬉?,所以冰晶生長(zhǎng)所要求的水汽飽和程度比水滴要低。也就是說(shuō),水滴必須在相對(duì)濕度(相對(duì)濕度是指空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下空氣的飽和水汽壓的比值)不小于100%時(shí)才能增長(zhǎng);而冰晶呢,往往相對(duì)濕度不足100%時(shí)也能增長(zhǎng)。例如,空氣溫度為-20℃時(shí),相對(duì)濕度只有80%,冰晶就能增長(zhǎng)了。氣溫越低,冰晶增長(zhǎng)所需要的濕度越小。因此,在高空低溫環(huán)境里,冰晶比水滴更容易產(chǎn)生。
另一個(gè)條件是空氣里必須有凝結(jié)核。有人做過(guò)試驗(yàn),如果沒(méi)有凝結(jié)核,空氣里的水汽,過(guò)飽和到相對(duì)濕度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴。但這樣大的過(guò)飽和現(xiàn)象在自然大氣里是不會(huì)存在的。所以沒(méi)有凝結(jié)核的話,我們地球上就很難能見(jiàn)到雨雪。凝結(jié)核是一些懸浮在空中的很微小的固體微粒。最理想的凝結(jié)核是那些吸收水分最強(qiáng)的物質(zhì)微粒。比如說(shuō)海鹽、硫酸、氮和其它一些化學(xué)物質(zhì)的微粒。所以我們有時(shí)才會(huì)見(jiàn)到天空中有云,卻不見(jiàn)降雪,在這種情況下人們往往采用人工降雪。
雪花為什么是六角形的?
早在公元前的西漢時(shí)代,《韓詩(shī)外傳》中就指出:“凡草木花多五出,雪花獨(dú)六出。”雪的基本形狀是六角形。但在不同的環(huán)境下,卻可表現(xiàn)出各種樣的形態(tài)。
世界上有不少雪花圖案收集者,他們收集了各種雪花圖案。有人花了畢生精力拍攝了成千上萬(wàn)張雪花照片,發(fā)現(xiàn)將近有六千種彼此不同的雪花,但他死前認(rèn)為這不過(guò)是大自然落到他手中的少部分雪花而已。以致于有人說(shuō)沒(méi)有兩朵大小和形狀完全相同的雪花。
為什么雪花的基本形態(tài)是六角形的片狀和柱狀呢?
這和水汽凝華結(jié)晶時(shí)的晶體習(xí)性有關(guān)。水汽凝華結(jié)晶成的雪花和天然水凍結(jié)的冰都屬于六方晶系。我們?cè)诓┪镳^里很容易被那純潔透明的水晶所吸引。水晶和冰晶一樣,都是六方晶系,不過(guò)水晶是二氧化硅(SiO2)的結(jié)晶,冰晶是水(H2O)的結(jié)晶罷了。
六方晶系具有四個(gè)結(jié)晶軸,其中三個(gè)輔軸在一個(gè)基面上,互相以60°的角度相交,第四軸(主晶軸)與三個(gè)輔軸所形成的基面垂直。六方晶系最典型的代表就象是幾何學(xué)上的一一個(gè)正六面柱體。當(dāng)水汽凝華結(jié)晶的時(shí)候,如果主晶軸比其它三個(gè)輔軸發(fā)育得慢,并且很短,那么晶體就形成片狀;倘若主晶軸發(fā)育很快,延伸很長(zhǎng),那么晶體就形成柱狀。雪花之所以一般是六角形的,是因?yàn)檠刂骶лS方向晶體生長(zhǎng)的速度要比沿三個(gè)輔軸方向慢得多的緣故。
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