王老师
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我们都知道,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增长变大而成的.那么,雪是怎么形成的呢?
在水云中,云滴都是小水滴.它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的.
冰云是由微小的冰晶组成的.这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来.这样重复多次,冰晶便增大了.另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长.但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水.即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面.
最有利于云滴增长的是混合云.混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的.当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和.这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象.在这种情况下,冰晶增长得很快.另外,过冷却水是很不稳定的.一碰它,它就要冻结起来.所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结沾附在冰晶表面上,使它迅速增大.当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪花.
在初春和秋末,靠近地面的空气在0℃以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面.这叫做降"湿雪",或"雨雪并降".这种现象在气象学里叫“雨夹雪”.
雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止.但是,各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的,这是因为雪花属于六方晶系.云中雪花"胚胎"的小冰晶,主要有两种形状.一种呈六棱体状,长而细,叫柱晶,但有时它的两端是尖的,样子象一根针,叫针晶.别一种则呈六角形的薄片状,就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样,叫片晶.
如果周围的空气过饱和的程度比较低,冰晶便增长得很慢,并且各边都在均匀地增长.它增大下降时,仍然保持着原来的样子,分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶.
如果周围的空气呈高度过饱和状态,那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大,而且形状也会变化.最常见的是由片状变为星状.
原来,在冰晶增长的同时,冰晶附近的水汽会被消耗.所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,过饱和程度越低.在紧靠冰晶表面的地方,因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了,所以刚刚达到饱和.这样,靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小.水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动.水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分,并在这里凝华而使冰晶增长.于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长,而逐渐成为枝叉状.以后,又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来.与此同时,在各个角棱和枝叉之间的凹陷处.空气已经不再是饱和的了.有时,在这里甚至有升华过程,以致水汽被输送到其他地方去.这样就使得角棱和枝叉更为突出,而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花.
