雪花

更新时间:2024-09-28 22:29

雪花也称银粟,玉龙,玉尘,是一种晶体,是天空中的水汽经凝华而来的固态降水,结构随温度的变化而变化,多呈六角形,像花。雪花并不总是“六出”,水结晶也可以直接形成立方冰。

简介

雪花,一种晶体,是天空中的水汽经凝华而来的固态降水,结构随温度的变化而变化,又名未央花和六出,一种美丽的结晶体,它在飘落过程中成团攀联在一起,就形成雪片。单个雪花的大小通常在0.05~4.6毫米之间。雪花很轻,单个重量只有0.2~0.5克。无论雪花怎样轻小,怎样奇妙万千,它的结晶体都是有规律的六角形。早在西汉年间,就有诗人韩婴发现“草木之花多五出,独雪花六出”,世界科学史著作中有记载是中国最早知道雪花的六角结构。

形成原因

雪花是由小冰晶增大变来的,而冰的分子以六角形的为最多,因而形成雪花多是六角形的,并且每一片雪花的形状没有一模一样的。雪花形状的多种多样,则与它形成时的水汽条件有密切的关系。

对于六角形片状冰晶来说,由于它面上、边上和角上的弯曲程度不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小。在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶的面、边、角上的饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同。如果云中水汽不太丰富,实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压,水汽只在面上凝华,这时形成的是柱状雪花;如果水汽稍多,实有水汽压大于边上的饱和水汽压,水汽在边上和面上都会发生凝华,由于凝华的速度还与弯曲程度有关,弯曲程度大的地方凝华较快,所以在冰晶边上凝华比面上快,这时多形成片状雪花;如果云中水汽非常丰富,实有水汽压大于角上的饱和水汽压,这样在面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出,水汽供应最充分,凝华增长得最快,所以多形成枝状或星状雪花,故又名六出。

再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就使得冰晶各种部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。

形成过程

胚胎

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。

上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位,不论形状或大小,都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中,它不能象上面说的那样有步骤地增大,所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着,而且有时在旋转着,各个枝叉接触水汽的多少有所不同,而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此,我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。

以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时,各个雪花也很容易互相攀附并合在一起,成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观:

(1)当温度低于0℃的时候,雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热,使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起,随后这些融化的水又立即冻结起来。这样,两个雪花就并合到一起了。

(2)在温度略高于0℃的时候,雪花上本来已覆有一层水膜,这时如果两个雪花相碰,便借着水的表面张力而沾合在一起。

(3)如果雪花的枝叉很复杂,则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。

当实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压时,水汽只在面上凝华,形成的是柱状雪花。

当实有水汽压大于边上的饱和水汽压时,边上和面上都会发生凝华。由于边上水汽供应较充分,故在冰晶边上凝华比面上快,多形成片状雪花。

当实有水汽压大于角上的饱和水汽压时,面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出,水汽供应最充分,凝华增长得最快,故多形成枝状或星状雪。

又由于冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这就使得冰晶各部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。

雪的应用

医学

本草纲目》早有记载,雪水能解毒,治瘟疫。民间有用雪水治疗火烫伤、冻伤的单方。经常用雪水洗澡,不仅能增强皮肤与身体的抵抗力,减小疾病,而且能促进血液循环,增强体质。如果长 期饮用洁净的雪水,可益寿延年。这是那些深山老林中长寿老人长寿的”秘诀”之一。因为雪水中所含的重水比普通水中重水的数量要少1/4。重水能严重地抑 制生物的生命过程。有人作过试验,鱼类在含重水30-50%的水中很快就会死亡。雨雪形成最基本的条件是大气中要有“凝结核”存在,而大气中的尘埃、煤粒、矿物质等固体杂质则是最理想的凝结核。如果空气中水汽、温度等气象要素到一定条件时,水汽就会在这些凝结核周围凝结成雪花。所以,雪花能大量清洗空气中的污染物质。故每当一次大雪过后空气就显得格外清新。据测定,一般新雪的密度每立方厘米为0.05-0.10克。所以,地面积雪对音波的反射率极低,能吸收大量音波,能为减少噪音作出贡献。

春汛

春暖时节积雪融化成水而汇流成的汛期,叫做春汛。由于积雪的消融需要消耗大量的热。因此,在春汛期间,大地上的气温还不能升高,将出现一段春寒时期。每年夏天我国长江黄河等大河流都要进行防洪抗洪,因为这时是这些大河流的汛期,河道里的水量最大。但是世界上有些河流,例如苏联的额尔齐斯河、鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河以及加拿大平原上的一些河流,它们的主汛期不在夏天而是在春天,春汛是全年最大的汛期,远远超过夏汛的规模。

中国西部地方一些内流河,春汛也是那里最大的汛期,而且来势特别猛,有时造成水灾。可是这些地方一到夏天,河流里的水量反而迅速减少,进入枯水季节。像发源于准噶尔界山的额敏河,春天水量特别丰富,一到夏天,水量小到清澈见底,只有靠少量地下水渗入才不至于断流。这些河流主要发源于山区,在山区冬天降下的积雪没有融化,到春天时这些积雪受太阳辐射而融化形成了内陆河一年中难得一见的汛期。在一些高山地区,山顶常年存在积雪,但是这些积雪在一定高度以上常年不化,这个高度叫做雪线,只有在雪线以下的积雪春天才会融化。我国内陆河大多流经干旱区,水量少。但是在春汛期间河水来的特别猛烈集中,也要进行抗洪,所以在沙漠地区发生洪水也不是天方夜谭。在中国北方的绝大部分地区,春汛是灌溉农田的最宝贵的水源。冬天季节积雪的多少,融雪后形成的春汛的大小和迟早,都与北方地区的农牧业生产悠息相关。总的说来,我国的季节积雪是偏少的,属干少雪的国家,因而许多地方不是担心春汛过大,而是苦于春汛不足,发坐春旱现象。华北和西北的一些地方,春旱现象经常发生。相比之下,东北平原春旱极少出现,原因就在于那里冬天的季节积雪多,而且春天的汛期不太凶猛却又延续时间比较长。

保温

积雪,好像一条奇妙的地毯,铺盖在大地上,使地面温度不致因冬季的严寒而降得太低。积雪的这种 保温作用,是和它本身的特性分不开的。冬天穿棉袄很暖和,穿棉袄为什么暖和呢?这是因为棉花的孔隙度很高,棉花孔隙里充填着 许多空气,空气的导热性能很差,这层空气阻止了人体的热量向外扩散。覆盖在地球胸膛上的积雪很象棉花,雪花之间的孔隙度很高,就是钻进积雪孔隙里的这层空气,保护了地面温度不会降得很低。当然,积 雪的保温功能是随着它的密度而随时在变化着的。这很象穿着新棉袄特别暖和,旧棉袄就不太暖和的情况 一样。新雪的密度低,贮藏在里面的空气就多,保温作用就显得特别强。老雪呢,象旧棉袄似的,密度高, 贮藏在里面的空气少,保温作用就弱了。

其他相关信息

瑞雪兆丰年

瑞雪兆丰年”是中国广为流传的农谚。在北方,一层厚厚而疏松的积雪,像给小麦盖了一床御寒的棉被。 雪中所含的氮素,易被农作物吸收利用。雪水温度低,能冻死地表层越冬的害虫,也给农业生产带来好处。 所以又有一句农谚“冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡。” 雪的作用很广,但雪对人类有很大的好处。首先是有利于农作物的生长发育。因雪的导热本领很差,土壤 表面盖上一层雪被,可以减少土壤热量的外传,阻挡雪面上寒气的侵入,所以,受雪保护的庄稼可安全越 冬。积雪还能为农作物储蓄水分。此外,雪还能增强土壤肥力。据测定,每1升雪水里,约含氮化物7.5克。 雪水渗入土壤,就等于施了一次氮肥。用雪水喂养家畜家禽、灌溉庄稼都可收到明显的效益。 雪对人有利也有害处,在三四月份的仲春季节,如突然因寒潮侵袭而下了大雪。就会造成冻寒。所以农谚 说:“腊雪是宝,春雪不好。”

雪的农谚

修噶入冬头场雪大,入伏头场雨大(冀)

头场雪小一冬小,头场雪大一冬大(黑)

头场雪,雪花大,冬天雪大(吉)

头雪盖瓦,年岁不假(鄂)

头雪盖地,一粒收两粒(鄂)

雪应百日雨(贵)

初雪后一百二十天有雨(辽)

终雪过后一百二十天有一次大暴雨(闽)

雪子暴,百二十(长江中下游)

雪子暴(浙)

春雪年年有,腊雪隔年生(沪)春雪冷,秋雨暖(宁)

春雪寒冷,百日不空(冀)

春雪小,春温高(吉)

春雪迟,梅雨足(浙)

春雪是个鬼,不是天干就是大水(鄂)

来雪来一日,黄梅水一尺(浙)

春雪防雷涝,芒种无秧栽(川)

春雪一分,洪水一尺(浙)

春雪不一天(苏)

春雪如跑马(苏)

春雪眼前花(苏)

春雪不积地,雨水不用愁(浙)

春雪一朝融,春雨没稻场(浙)

春雪来一朝,河底光麻坼(浙)

春雪压断竹,螺丝蚌在器(浙)

一日春雪四日雨(苏)

一朝春雪一朝满,一朝腊雪一朝晴(鄂)

一稿(场)春雪一稿(次)旱,一篙腊雪一篙满(鄂)

一场春雪四日雨(苏)

一朝春雪一朝满,一朝腊雪一朝晴(鄂)

一篙(场)春雪一篙(次)旱,一篙腊雪一篙满(鄂)

一场春雪,九场大水(湘)

一场春雪一次寒(鄂)

十日春雪十日寒(害)(湘)

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