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气象科普:寒冷为何改变了雪花的模样

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(原标题:【气象科普】寒冷为何改变了雪花的模样)

在冬天,遇上一场雪

我们总有一种说不出的喜爱

喜欢它的洁白无瑕

喜欢下雪时的气氛

当你在雪地里“嗨”时

是否留意过它的形状呢?

对于雪花的形状

很多人可能会脱口而出“六边形”

那么实际情况是这样吗?

雪花都是六瓣状吗?

要想知道雪花的形状,我们不得提历史上第一位给雪花拍照的人Wilson Bentley,他1865年出生于美国佛蒙特州农场,从小对雪花着迷,不到19岁就开始记录深爱的雪花,终其一生拍过的雪花数量超过5000朵,且形状未有任何重复,可以说是当之无愧的“雪花人”。

1902年Wilson Bentley拍摄的雪花形状。

随后,很多对雪花感兴趣的科学家和摄影师都加入了拍摄雪花的队伍,下面的动图便是各个艺术家们拍摄的真实雪花,可以看到,雪花并非都是我们通常认为的六瓣状。

摄影师镜头下千姿百态的雪花。

千姿百态的雪花是如何形成的?

雪花的形状很大程度上取决于云层中的温度和湿度。要知道温湿度如何影响雪花的形状,就不得不提日本的一个物理学家中谷宇吉郎(Ukichiro Nakaya),他早在20世纪30年代就通过试验室培育雪花发现了不同雪花形成的规律,并制作了雪花形态图表。

资料来源http://www.snowcrystals.com.丁茜 制图

从图中可以看到在任何给定温度和饱和水平条件下形成雪花的主要类型。最大的最上镜的六瓣星状雪花只生长在云层温度在-15℃左右的狭窄温度范围内,针叶和柱状物雪花最常形成于-6℃左右的云层中。当云层湿度较高时,会长出更精致的树枝状雪花晶体,湿度较低则易形成简单的板状或者柱状晶体。

目前,尽管研究人员一直在研究预测雪花晶体形状的理论方程,但我们仍然不知道形成特定形状背后的精确变量。多年来,雪花晶体可以分类的种类数量一直在稳步增加,在20世纪30年代的早期研究中,它们被分为21个不同的基于形状的类别;在20世纪50年代,这个类别扩大到42个类别,在20世纪60年代扩大到80个类别,2013年扩大到惊人的121个类别。

简单来说

每一片雪花都不尽相同

在雪花刚开始形成的时候

你也许会找到一些极其相似的雪花

但雪花完全成型之后

每一片的结构都有所不同

尽管有些只是极其细微的角度差别而已

下面我们看看放大以后不同形状雪花

蕨类状雪花

柱状雪花

彩虹雪花

六角板雪花

两朵雪花碰撞而成的十二瓣雪花

其中一片对另一片进行了30°旋转

极其罕见的三角雪花

像花瓣一样的雪花

钻石一样闪亮的霜晶状雪花

怎么样

看了上面这些美丽的雪花

是不是大开眼界?

原来雪花不仅是我们认知中那样千篇一律的

它还有着让人意想不到的美丽

而这种美丽是需要一双发现美的眼睛去挖掘的


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