雪花(自然现象) - 简单百科

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。

雪花的形状极多，每片雪花都是一幅极其精美的图案，连许多艺术家都赞叹不止。雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有两种形状。一种呈六棱体状，长而细，叫柱晶，但有时它的两端是尖的，样子像一根针，叫针晶。另一种则呈六角形的薄片状，就像从六棱铅笔上切下来的薄片那样，叫片晶。

由于雪花的晶体面会对光进行漫反射，所以导致雪的颜色看起来是白色的。

概述

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，所以古人有“草木之花多五出，独雪花六出”的说法，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

雪花的形状极多，而且十分美丽。如果把雪花放在放大镜下，可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是，各种各样的雪花形状是怎样形成的呢？雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有两种形状。一种呈六棱体状，长而细，叫柱晶，但有时它的两端是尖的，样子像一根针，叫针晶。另一种则呈六角形的薄片状，就像从六棱铅笔上切下来的薄片那样，叫片晶。

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。

雪花从云中下降到地面，路途很长，在条件适合时，可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候，有时有一些鹅毛般的大雪片，就是经过多次并合而成的。但是，有时雪花互碰时不是互相并合在一起，而是给碰破了，这时便产生一些畸形的雪花。例如，在降雪的时候，有时会见到一些单个的"星枝"，就属于这种情况。

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。

形成条件

水汽想要结晶，形成降雪必须具备两个条件：一个条件是水汽饱和。空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量，叫做饱和水汽量。空气达到饱和时的温度，叫做露点。饱和的空气冷却到露点以下的温度时，空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶。因为冰面饱和水汽含量比水面要低，所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低。也就是说，水滴必须在相对湿度（相对湿度是指空气中的实际水汽压与同温度下空气的饱和水汽压的比值）不小于100%时才能增长；而冰晶呢，往往相对湿度不足100%时也能增长。例如，空气温度为-20℃时，相对湿度只有80%，冰晶就能增长了。气温越低，冰晶增长所需要的湿度越小。因此，在高空低温环境里，冰晶比水滴更容易产生。另一个条件是空气里必须有凝结核。有人做过试验，如果没有凝结核，空气里的水汽，过饱和到相对湿度500%以上的程度，才有可能凝聚成水滴。但这样大的过饱和现象在自然大气里是不会存在的。所以没有凝结核的话，我们地球上就很难能见到雨雪。凝结核是一些悬浮在空中的很微小的固体微粒。最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒。比如说海盐、硫酸、氮和其它一些化学物质的微粒。所以我们有时才会见到天空中有云，却不见降雪，在这种情况下人们往往采用人工降雪。

雪花是一种美丽的结晶体，它在飘落过程中成团攀联在一起，就形成雪片。它的结晶体都是有规律的六角形，所以古人有“草木之花多五出，度雪花六出”的说法。雪花多么美丽而轻盈呀！我越来越喜欢雪花了，如果能够再次目睹大地白雪皑皑，绿树披银装，真是一件赏心悦目的趣事。

医学应用

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。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。

这个高度叫做雪线，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。

其他表现

夏天，在高山地区，天空里经常有许多过冷水滴围绕着结晶核冻结，形成了一种白色的没有光泽的圆团形颗粒，气象学上把这种东西叫做霰，许多地方口语称它为米雪或雪霰。霰的直径一般在0.3到2.5毫米之间，性质松脆，很容易压碎。霰不属于雪的范畴，但它也是一种大气固态降水。

冰粒和冰雹

夏天，在北方平原地区，常常会遇到另外两种大气固态降水，这就是冰粒和雹。冰粒和雹是比较大的能够流淌的水滴围绕着凝结核一层又一层地冻结而形成的半透明的冰珠。气象学上把粒径不超过5毫米的叫做冰粒，把粒径超过5毫米的叫做冰雹。冰雹给农业生产带来很大危害。据记载，世界上最大的冰雹，比拳头还大，直径超过十厘米，重量超过一公斤。

霜、雨凇和雾凇

除了大气固态降水之外，地面上还经常出现另一种所渭“地表生长型”的固态降水，这就是霜、雨凇和雾凇。这些固态降水，虽不属于大气固态降水，仅仅是水汽在地表凝华结晶和冻结而形成的。但这些固态降水，对人类的生产活动也影响较大。霜冻是大家比较熟悉的，它经常让农业减产。为了避免霜害，人们付出了艰巨的劳动。雨凇和雾凇对人类也并不是很友好的，它们一般在高山地带出现。在过冷天气里，微小的雨滴或雾滴碰到剧烈冷却的物体表面时，便在上面形成雨凇和雾凇。这类固态降水的强度和规模，有时是非常惊人的，往往在一二天之内，物体迎风面上能聚结上一层一米多厚的冰壳，景色十分神异，好像童话里的意境。

雪蚀作用

冰缘气候条件下积雪场频繁的消融和冻胀所产生的一种侵蚀作用。产生雪蚀作用的地区分布在没有冰盖的极地和亚极地以及雪线以下、树线以上的高山带。那里年均气温为0℃左右，属于永久冻土带。雪场边缘的交替冻融，一方面通过冰劈作用使地表物质破碎；一方面雪融水将粉碎的细粒物质带走，故雪蚀作用包括剥蚀和搬运两种作用。随着雪场底部加深，周边扩大，山坡上逐渐形成周边坡度小的宽浅盆状凹地，即雪融凹地。其形态、成因和空间分布均不同于冰斗，但两者又有联系。当气候进一步变冷、雪线下降时，雪蚀凹地可发育成冰斗；反之，气候转暖、冰川消退时，冰斗可退化为雪融凹地。不同自然地理条件下的雪蚀作用方式和速度各不相同。在纬度较低、降水量大、年冻融日数多的地方，雪蚀作用速率较快，雪蚀凹地深、面积大。如东北地区小兴安岭地区，雪蚀凹地十分普遍。反之，在纬度高、降水量少、夏温低的地方，雪蚀作用就弱。地面坡度的影响是：坡陡＞40°，雪场不易存在；平地上雪蚀作用极慢；30°左右的坡地上，雪蚀作用最为活跃。春暖时节积雪融化成水而汇流成的汛期，叫做春汛。

融雪天比下雪天冷，这主是因为积雪的消融需要消耗大量的热。雪的融化潜热比较大，把l克零度的雪融化成为零度的水，需要热量79.67卡。换句话说，这些热量可以把同样重量的零度的水，升温到79.67℃。由于融雪需要消耗一定的热量，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。

这些河流流经的平原地区有很厚的积雪，并且这些地区春季暖气团活动频繁，暖气团过境时水汽遇到积雪表面便降温发生凝结现象，l克水汽凝结时释放出来的潜热有597卡，能使7.5克的积雪消融。因此，平原地区有些地方尽管积雪很深，却能在几天里就被暖气团消融得干干净净，融化的雪水流入大量河道，这是造成春汛泛滥的主要原因。

中国西部地方一些内陆河，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。像发源于准噶尔汗国界山的额敏河，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。

雪崩的危害

雪崩的破坏力十分强大，这主要和它的速度有关。高速运动的物体会产生强大的冲击力。一颗子弹，当你用手拿着它碰到人体时，一点也看不出它有什么危险。但是当它从枪筒里高速飞射出来时，能够把人置于死地。飞机最怕在空中与益鸟相撞，那是因为高速飞行的飞机常常会被小鸟撞破前舱的玻璃。

雪崩的冲击力量是非常惊人的。运动速度大的雪崩，能使每平方米的被打物体表面，承受40～50吨的力量。世界上根本就没有哪些物体，能够经受得住这样巨大的冲击力。即使是郁郁葱葱的森林，遇到高速运动的大雪崩，也会象理发推子推过我们的头顶一样，一扫而光。

雪崩造成灾害的另一个原因是雪崩引起的气浪。雪崩体在高速运动过程中，能够引起空气剧烈的振荡，在雪崩龙头前方造成强大的气浪。这种气浪有些类似于原子弹爆炸时的冲击波，力量是很大的。秘鲁1970年的大雪崩所引起的气浪，把地面上的岩石碎屑卷扬起来，竟使附近地方下了一场稀奇的“石雨”。在陡岩或者河谷急转弯的地方，雪崩体很可能被阻停留下来。而雪崩气浪却很难停止，它会继续沿着雪崩运动的方向爬山越岭。因此，雪崩气浪的作用范围要比雪崩体大得多。雪崩气浪也能摧毁森林、房屋和其他工程设施。它越过交通线路时，甚至能倾覆车辆。人遇到它，即使刮不走，也会被它窒息而死。

雪崩同战争一样，带给人们的都是无穷的灾难，它们之间好似有不解之缘。历史上有很多与雪崩有关的战争。古代非洲北部曾经有一个非常著名的军事强国，叫迦太基帝国。后来，这个帝国由于利害冲突，与地中海北岸的罗马帝国发生了多次战争。公元前218年，迦太基名将汉尼拔马奉命远征罗马帝国，他统率步兵三万八千，骑兵八千和大象三十七头，绕道西班牙和法国，在10月底翻越积雪的阿尔卑斯山脉。因为汉尼拔马缺乏积雪和雪崩的起码常识，他的部队在阿尔卑斯山上被雪崩打得晕头转向，损失惨重，共牺牲兵士一万八千名，战马二千匹，有几头非洲大象也葬身在雪海之中。

到了近代，法国皇帝拿破仑·波拿巴准备侵略意大利，中间隔着白雪皑皑的阿尔卑斯山。拿破仑比汉尼拔·莱克特要高明得多，他先派出探子到山上去侦察。探子回来战战兢兢地说，“也许可能通过，但是……”。拿跛仑立即阻止探子说下去：“只要可能，便没有但是，马上向意大利进发！”1796年，拿破仑亲自率领军队四万，排成三十公里的长蛇队形，浩浩荡荡，从西北向东南横越积雪的阿尔卑斯山脉。尽管拿破仑事先作了充分的准备，但是，阿尔卑斯山的雪崩，还是掩埋掉他的兵士近千人。

第一次世界大战的时候，意大利和奥地利在阿尔卑斯山的特罗尔地区打仗，双方死于雪崩的人数不少于四万。双方经常有意用火炮轰击积雪的山坡，制造人工雪崩来杀伤敌人。后来有个奥地利军官在回忆录里感叹地说，“冬天的阿尔卑斯山，是比意大利军队更危险的敌人。”

雪的谚语

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(长江中下游平原)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(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)。