为什么雪花会是六角形的
- 提问者网友:却不属于对方
- 2021-04-26 08:10
- 五星知识达人网友:鱼忧
- 2021-04-26 09:18
如果冰胚平排地结合,不单可以使我们看出最初的六角形结晶,而且还可以看出由于水分子一个一个结合上去,新的六角形结晶是怎样从原有六角形雪花中增长起来的。
光是六角形的结合,并不一定能组成很对称的六角形雪花。根据研究,雪花在空中飘浮时本身还会振动,这种振动,是环绕对称点而进行的。这样,就保证了在增长过程中的雪花,始终保持六角形。至于六角形的千姿百态,则与雪花在空中飘浮时,空中的温度和湿度条件不同有关。
在我国南方,由于近地面空气温度比较高,雪花从空中飘落下来,就会部分融化,变为湿雪花,六角形就会有些破坏。湿雪花在空中互相碰撞,还会粘在起来,形成不规则的鹅毛雪片。
- 1楼网友:夜风逐马
- 2021-04-26 09:54
雪花是由小冰晶增大变来的,而冰的分子以六角形的为最多,因而形成雪花多是六角形的。雪花形状的多种多样,则与它形成时的水汽条件有密切的关系。 对于六角形片状冰晶来说,由于它面上、边上和角上的弯曲程度不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小。在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶的面、边、角上的饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同。如果云中水汽不太丰富,实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压,水汽只在面上凝华,这时形成的是柱状雪花;如果水汽稍多,实有水汽压大于边上的饱和水汽压,水汽在边上和面上都会发生凝华,由于凝华的速度还与弯曲程度有关,弯曲程度大的地方凝华较快,所以在冰晶边上凝华比面上快,这时多形成片状雪花;如果云中水汽非常丰富,实有水汽压大于角上的饱和水汽压,这样在面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出,水汽供应最充分,凝华增长得最快,所以多形成枝状或星状雪花。 再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就得冰晶各种部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。
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。 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。