雪花是如何形成形状的

雪可以是柔软蓬松的，也可以是刺骨冰冷的；适合滑雪，也容易融化。区别在于雪花的形状。它们并不都像表情符号中看到的那样。研究人员已经将雪分为 108 种类型，但加州理工学院物理学家肯尼斯·利布雷希特 (Kenneth Libbrecht) 认为，可以将它们归结为四大类：板状、柱状、针状和树枝状。

通过在实验室中重现雪花，利布雷希特和其他科学家发现，形成一种形状而非另一种形状的关键是温度和湿度。当湿度过高，空气无法再容纳水分时，雪晶就会形成。然后水蒸气凝结成水滴，水滴开始结冰。较高的湿度使晶体呈现出更复杂的形状——当空气较干燥时，雪花生长得更慢，形状也更简单。

片状雪花又轻又平，有六个面，是最常见的雪花类型之一。大多数降雪都包含小片状雪花和其他形状的雪花。Libbrecht 在两种条件下培育它们：低于 5°F 或略低于冰点。

柱状雪花落在袖子上时看起来就像白发，但近距离观察，你可以看到更精细的细节。这种类型的雪花往往在极冷的温度下形成，这使得它们不太可能粘在一起。你更容易在沙状降雪中找到它们。

尽管针状雪花外观简单，但实际上其结构比柱状雪花或板状雪花更复杂。在中等湿度下，它们会长成鱼骨状的树枝，形成细长的柱状。这种结构使雪花可以非常紧密地堆积在一起，因此当它们落地时，它们会形成一张完美的毯子，适合下坡滑雪或堆雪球。

这种复杂雪花的秘密成分是相对较高的湿度。空气中水分较多，水汽凝结得更快，冰晶分支更多。由于树枝状晶体分支众多，它们会将空气困在积雪中，从而形成最蓬松的雪。

本文为《大众科学》杂志2017年7-8月刊网络独家文章。