雪花是什么形状的?为什么会形成这种形状? 有什么科学解释?

Question

如题所述

Answer 1

雪花通常呈现六角形的结构。它们是由小冰晶逐渐增长形成的，而冰晶的分子结构倾向于形成六角形，这就是为什么雪花大多是六角形的原因。雪花的多样化形状与形成时的水蒸气条件密切相关。
首先，六角形冰晶的表面、边缘和角落的弯曲程度不同，这导致它们具有不同的饱和水蒸气压。角落的饱和水蒸气压最高，边缘次之，而平面上的最低。当实际水蒸气压相同时，这些不同的饱和水蒸气压会导致冰晶的不同部分凝华增长速度不同。
如果云中的水蒸气含量较低，实际水蒸气压仅略高于平面的饱和水蒸气压，水蒸气只会在冰晶的表面上凝华，这时形成的雪花通常是柱状的。当水蒸气含量适中，实际水蒸气压超过边缘的饱和水蒸气压时，水蒸气会在边缘和表面上凝华。由于凝华速度与弯曲程度有关，冰晶边缘的凝华速度会比表面快，因此形成的雪花多为片状。
最后，如果云中的水蒸气非常丰富，实际水蒸气压会超过角落的饱和水蒸气压，导致冰晶的表面、边缘和角落都有水蒸气凝华。由于角落位置突出，水蒸气供应最为充足，因此凝华增长最快，形成的多是枝状或星状的雪花。
此外，冰晶在形成过程中不断运动，所处的温度和湿度条件也在不断变化，这导致冰晶不同部分的生长速度不一致，从而形成了多种多样的雪花形状。