气象的秘密
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SECRET 28 为什么雪花是六角形的?

雪花的形状,涉及水在大气中的结晶过程。大气中的水分子在冷却到冰点以下时,就开始凝华而形成水的晶体,即冰晶。冰晶和其他一切晶体一样,其最基本的性质就是具有自己的规则的几何外形。冰晶属六方晶系,六方晶系具有四个结晶轴,其中三个副轴在一个平面上,互相以60°角相交,第四轴(主晶轴)与三个副轴所形成的基面垂直。六方晶系的最典型形状是六棱柱体。但是,当结晶过程中主轴方向晶体发育很慢,而副轴方向发育较快时,晶体就呈现出片状六边形。

大气中的水汽在结晶过程中,往往是晶体在主晶轴方向生长速度慢,而三个副轴方向则快得多,冰晶多为六边片状。当大气中的水汽十分丰富时,周围的水分子不断地与最初形成的晶片结合,其中,雪片的6个顶角首当其冲,这样,顶角上会出现一些突出物和枝杈。这些枝杈增长到一定程度,又会分叉。而次级分叉又与母枝均保持60°的角。这样,就形成了一朵六角星形的雪花。每片雪花在整体上虽然都是六角星形的,但在细微形态上却有很大差别。有人专门收集过不同形状的雪花,竟发现有6000多种不同的细微形态。