雪花形態之謎：為何它們呈現特定形狀？
雪花的多變形狀與其形成過程
雪花，這種來自天際的精緻藝術品，總是讓人著迷。它們的形狀繁多，美得不可思議，宛如天上的繡花。如果你有興趣，拿一個放大鏡，將其對準雪花，就能發現它們其實是如此精緻，就像一幅幅精心繪製的圖案。雪花大多數呈六角形，這是因為它們屬於六方晶系。那麼，為何它們會呈現這樣的特定形狀呢？讓我們一起來探索雪花的形狀之謎吧。
在雲中，雪花胚胎的小冰晶主要分為兩種形狀：一種是柱晶，它長而細，像一根針，有時兩端是尖的；另一種則是片晶，呈六角形的薄片狀，就像是從六棱鉛筆上切下來的薄片。
當周圍的空氣飽和程度較低時，冰晶會慢慢增長，並保持著原來的樣子。這時，它們分別被稱為柱狀、針狀和片狀的雪晶。但如果周圍的空氣呈高度過飽和狀態，那麼冰晶在增長過程中不僅體積會增大，形狀也會變化。最常見的是由片狀變為星狀。
其實，在冰晶增長的同時，冰晶附近的水汽會被消耗。這樣，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，因為多餘的水汽都已凝華在冰晶上，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 遇到冰晶的各個角棱和凸出部分，並在這裡凝華而使冰晶增長。於是冰晶的各個角棱和凸出部分將 迅速地增長，而逐漸成為枝叉狀。以後，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瞭。有時，在這裡甚至有升華過程，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。
上面所描述的，實際上是一個典型的星狀雪花的形成過程。它的各個部位，不論形狀或大小，都應當是相同的。這種典型的星狀雪花，只有在理想的、平靜的環境中才能形成。在大氣中，它不能像上面所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叉便增長得較多。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，雪花在雲內下降的過程中，也會從適宜於形成這種形狀的環境降到適宜於形成另一種形狀的環境，於是便出現了各種複雜的雪花形狀。有的像袖扣，有的像刺猬。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、十八個枝叉的。
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並合在一起，成為更大的雪片。雪花的並合大多在以下三種情況下出現：當溫度低於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，然後這些融化的水又立即凍結起來。這樣，兩個雪花就並合到一起了。在溫度略高於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。如果雪花的枝叉很複雜，則兩個雪花也可以僅因簡單的攀連而相掛在一起。
雪花從雲中下降到地面，路途很長，在條件適合時，可以經多次攀連並合而變得很大。在降大雪的時候，有時有一些鵝毛般的大雪片，就是經過多次並合而成的。
但是，有時雪花互碰時不是互相並合在一起，而是給碰破瞭，這時便產生了一些畸形的雪花。例如，在降雪的時候，有時會看到一些單個的星枝，就屬於這種情況。
總結來說，雪花的多變形狀與其形成過程非常複雜。它們的形狀千變萬化，美得令人陶醉。每次看到雪花，都會讓我們對大自然的神奇和奧秘充滿了好奇。
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