關(guān)于雪是怎么形成的原因,雪是怎么形成的這個問題很多朋友還不知道,今天小六來為大家解答以上的問題,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
1、雪花形成的條件: 天空中的云是由無數(shù)的水蒸氣和小水點(diǎn)所組成。
2、在內(nèi)陸上的云層,大部分的小水點(diǎn)的直徑要比千分之四毫米還要少!可能很多人會認(rèn)為水是在攝氏零度時凝結(jié)成冰,但其實(shí)這個說法并不完全正確, 以下是大部分科家相信雪花形成的基本條件: 在一般的情況下,水點(diǎn)并不會互相黏在一起,它也需要一些基本條件配合。
3、首先,大氣里需要有著大量的水點(diǎn),是要令大氣飽和;同時,大氣溫度要徘徊在水凝結(jié)的溫度 ,也即是攝氏零度。
4、不過,純正的水點(diǎn)并不會在這溫度下凝固,這是因?yàn)樗c(diǎn)里沒有包含一種名為凝固核的粒子。
5、這種凝固核通常會在攝氏零下十度形成,并會被水點(diǎn)所包圍和凝固。
6、在天空中,水點(diǎn)需要黏附在一些物質(zhì)才能凝固,大氣里最容易找到的應(yīng)該是塵埃了,不過煙霧甚至細(xì)菌也可以作為所需的凝結(jié)粒子呢! 曾經(jīng)有一班蘇聯(lián)人對雪花進(jìn)行了研究,結(jié)果也支持了以上的說法。
7、他們使用飛機(jī)在天空中投放一些以塵埃做成的人工粒子,然后收集和量度冰核 (凝結(jié)核),證實(shí)了利用人工粒子形成的雪花比那些天然形成的更大。
8、 雪花形成的過程: 當(dāng)凝結(jié)核在攝氏零度以下時,水點(diǎn)便會開始凝結(jié)成冰晶。
9、由于那些水點(diǎn)是非常細(xì)小并且是看不到的,很多人誤以為這是升華作用。
10、升華作用是指水蒸氣沒有經(jīng)過液態(tài)的過程而直接變成冰。
11、 當(dāng)冰晶形成后,圍繞冰晶的水點(diǎn)會凝固并與冰晶黏在一起,細(xì)小的冰晶會吸引更多的水點(diǎn)而逐漸長成更大的冰晶,直至二至二百個冰晶連系在一起,形狀不同而且獨(dú)一無二的雪花便會根據(jù)大氣環(huán)境而形成。
12、 雪粒子由天上降至地上的度快慢各異,極小的晶體下降度近乎零,一般雪花則以每秒一米的速度,溶化中的雪還要快好幾倍。
13、每當(dāng)雪晶碰到過冷的水點(diǎn)時 ,它們會立刻凝固在一起,形成的軟粒子便是雪小球,而整個過程被稱為“蒙霜”。
14、在溫和的區(qū)域里,水分子的增加造就了冰晶的生長,從而形成了雪花。
15、它那巧奪天工的六角體成為了雪花生長的奧秘,每個雪花有著至少上億個水分子,冰晶就是從水平和垂直的方向,生長成更大更厚的晶體了。
16、不過 ,整個過程都是有著六角對稱的特性,確是不可思議呢! 雪花的生長: 雪花形成的時候,大氣里水氣是飽和的,溫度則在攝氏零度以下。
17、微細(xì)的冰晶會漸漸圍繞著凝結(jié)核。
18、然后,冰晶連結(jié)在一起而雪花亦隨之誕生。
19、這過程被稱為“結(jié)晶”。
20、在結(jié)晶過程中,水分子會以它們的基本排列方式從液態(tài)變成固態(tài)。
21、由于冰晶的基本模式是六角棱體,大部份冰晶的雛形都是六角形的。
22、當(dāng)更多的水分子與冰晶結(jié)合后,,他們會由第一個六角形開始保持冰晶的形狀繼續(xù)向外生長。
23、 雖然大部份冰晶形成時有著六邊對稱的特性,但是它們會因應(yīng)溫度的改變而做成很多不同形狀的變化。
24、若溫度低于攝氏零下三十度,六角柱體的冰晶便會形成,典型的六角形的扁平片狀雪花會在攝氏零下十五度左右時形成。
25、當(dāng)溫度上升至攝氏零下五度,無論針狀、柱狀抑或一些不能估計的形狀的雪花便會產(chǎn)生。
26、由于雪層越高,溫度越冷,因此六角柱狀的雪花通常會在高云形成。
27、較低的云層通常會形成六角平面的片狀雪花,而不同形狀的結(jié)晶會在低云中產(chǎn)生。
28、不過現(xiàn)實(shí)的情形更加復(fù)雜、不為人所知呢! * 雪花的大小 很多人會把雪花想象成從天而降的雪,因此他們會假設(shè)雪花會和雪球差不多大小。
29、事實(shí)上,雪花一詞是指個別的雪晶,而從天空降下來的雪稱為雪球,它聚集了數(shù)百甚至數(shù)千個細(xì)小雪花黏在一起。
30、現(xiàn)在,你可以想象得到一個雪花有多大吧。
31、 一般來說,雪晶的直徑介乎半毫米至三毫米,而雪花的大小大概是十毫米,在一克里有著三千至一萬個這些雪花,有些較大的雪花直徑可能達(dá)到二厘米至四厘米(0.79英寸至1.57 英寸),但偶爾也有一些巨型的雪花,有些特別大的雪花的直徑能超過五厘米(2英寸)和包含在數(shù)百個晶體。
32、不過,要長出巨大的雪花是需要完美的條件配合的。
33、 周邊的溫度是影響雪晶大小的其中一個原因。
34、在攝氏零下三十六度,雪晶很小,只有0.017平方毫米,這時它們是看不見的。
35、在攝氏零下二十四度,雪晶的大小是0.034平方毫米;在攝氏零下十八度,雪花的大小增加至0.084平方毫米。
36、處于攝氏零下六度的溫度下,它們平均有0.256平方毫米。
37、在攝氏零下三度,雪花的大小增加至0.811平方毫米。
38、 * 雪花的六角形狀 我們知道雪晶的六角形狀能細(xì)分為兩大類,一是片狀,另一類是柱狀。
39、我們經(jīng)??吹奖容^美麗的雪花便是那些六邊對稱的片狀雪晶。
40、它們通常會在溫度介乎攝氏零下五度至零下二十度之間形成,柱狀雪花包括了針狀和中空柱狀,針狀雪晶在溫度介乎攝氏零度至攝氏零下五度形成,中空柱狀在是低于攝氏零下二十度形成。
41、 如果我們希望找出大部分冰晶是六角棱體的原因,我們或許應(yīng)該首先了解一下水分子。
42、水分子是由兩個氫原子以及一個氧原子(這便是我們常把水稱為H2O的原因),它們以一種很強(qiáng)的鍵——共價鍵, 黏合在一起。
43、 當(dāng)液態(tài)的水分子被冷卻至凝固點(diǎn),水分子會互相碰撞,形成固態(tài)冰晶,然后它們會利用氫鍵結(jié)合在一起。
44、若分子與分子之間結(jié)合,便會更穩(wěn)定。
45、相對來說,最穩(wěn)定的排列方式是以六角形狀把六個水分子黏在一起,這也是為什么大部份冰晶是六角形的。
46、 很多水分子從冰晶周圍黏在一起的時候,它們大部份會黏在六角形冰芯片的角上,這是由于六角形的角比邊更容易吸引水分子。
47、因此,角會是雪花生長的起步點(diǎn)呢! * 雪花的獨(dú)有性 很久以前,一位科學(xué)家曾作一個有關(guān)雪花的研究,他使用顯微鏡來觀察大約五千個雪花的形狀。
48、令他感到出奇的是,竟然找不到任何兩個形狀完全相同的雪花,每一個雪花都擁有自己的獨(dú)有圖案而從不重復(fù)的。
49、 科學(xué)家其后嘗試找出這個雪花的奧秘,結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)雪花對于大氣環(huán)境的改變是極度敏感的。
50、即使氣溫或水份子飽和度出現(xiàn)微小的改變,雪花生長的圖案也可能有很明顯的改變。
51、在大氣里,氣溫和飽和度是不斷改變的,因此我們很難找到兩個完全相同雪晶。
52、 事實(shí)上,雪花有多尖銳能反映其生長環(huán)境。
53、例如,我們能夠看到一個片狀主體時,溫度大約介乎攝氏零下五度至零下二十度,如果溫度變暖至介乎攝氏零度至五度,針狀分支便會形成。
54、 此外,雪花在空氣中飄浮的時間越長,圖案會越復(fù)雜。
55、 雪花的形狀極多,而且十分美麗.如果把雪花放在放大鏡下,可以發(fā)現(xiàn)每片雪花都是一幅極其精美的圖案,連許多藝術(shù)家都贊嘆不止。
56、但是,各種各樣的雪花形狀是怎樣形成的呢?雪花大都是六角形的,這是因?yàn)檠┗▽儆诹骄怠?/p>
57、云中雪花"胚胎"的小冰晶,主要有兩種形狀。
58、一種呈六棱體狀,長而細(xì),叫柱晶,但有時它的兩端是尖的,樣子象一根針,叫針晶。
59、別一種則呈六角形的薄片狀,就象從六棱鉛筆上切下來的薄片那樣,叫片晶。
60、 如果周圍的空氣過飽和的程度比較低,冰晶便增長得很慢,并且各邊都在均勻地增長。
61、它增大下降時,仍然保持著原來的樣子,分別被叫做柱狀、針狀和片狀的雪晶。
62、 如果周圍的空氣呈高度過飽和狀態(tài),那么冰晶在增長過程中不僅體積會增大,而且形狀也會變化。
63、最常見的是由片狀變?yōu)樾菭睢?/p>
64、 在冰晶增長的同時,冰晶附近的水汽會被消耗。
65、所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,過飽和程度越低。
66、在緊靠冰晶表面的地方,因?yàn)槎嘤嗟乃家涯A在冰晶上了,所以剛剛達(dá)到飽和。
67、這樣,靠近冰晶處的水汽密度就要比離它遠(yuǎn)的地方小。
68、水汽就從冰晶周圍向冰晶所在處移動。
69、水汽分子首先遇到冰晶的各個角棱和凸出部分,并在這里凝華而使冰晶增長。
70、于是冰晶的各個角棱和凸出部分將首先迅速地增長,而逐漸成為枝叉狀。
71、以后,又因?yàn)橥瑯拥脑蛟诟鱾€枝叉和角棱處長出新的小枝叉來。
72、與此同時,在各個角棱和枝叉之間的凹陷處。
73、空氣已經(jīng)不再是飽和的了。
74、有時,在這里甚至有升華過程,以致水汽被輸送到其他地方去。
75、這樣就使得角棱和枝叉更為突出,而慢慢地形成了我們熟悉的星狀雪花。
76、 上面說的實(shí)際上是一個典型的星狀雪花的形成過程。
77、它的相當(dāng)部位,不論形狀或大小,都應(yīng)當(dāng)是相同的。
78、這種典型的星狀雪花只有在一個理想的、平靜的環(huán)境中(譬如在實(shí)驗(yàn)室內(nèi))才能形成。
79、在大氣中,它不能象上面說的那樣有步驟地增大,所形成的形狀也就不能那樣典型。
80、這是因?yàn)楸е饾u在下降著,而且有時在旋轉(zhuǎn)著,各個枝叉接觸水汽的多少有所不同,而那些接觸水汽較多的枝又便增長得較多。
81、因此,我們平常所看到的雪花雖大體上一樣但又互不相同。
82、 另外,雪花在云內(nèi)下降的過程中,也會從適宜于形成這種形狀的環(huán)境降到適宜于形成另一種形狀的環(huán)境,于是便出觀了各種復(fù)雜的雪花形狀。
83、有的象袖扣,有的象刺猾。
84、即使都是星狀雪花,也有三個枝叉的、六個枝叉的,甚至有十二個枝叉、十八個枝又的。
85、 以上所述都是單個雪花的情況。
86、在雪花下降時,各個雪花也很容易互相攀附并合在一起,成為更大的雪片。
87、雪花的并合大多在以下三種情況下出觀。
88、(1)當(dāng)溫度低于0℃的時候,雪花在緩慢下降的途中相撞。
89、碰撞產(chǎn)生了壓力和熱,使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起,隨后這些融化的水又立即凍結(jié)起來。
90、這樣,兩個雪花就并合到一起了。
91、(2)在溫度略高于0℃的時候,雪花上本來已覆有一層水膜,這時如果兩個雪花相碰,便借著水的表面張力而沾合在一起。
92、(3)如果雪花的枝叉很復(fù)雜,則兩個雪花也可以只因簡單的攀連而相掛在一起。
93、 雪花從云中下降到地面,路途很長,在條件適合時,可以經(jīng)多次攀連并合而變得很大。
94、在降大雪的時候,有時有一些鵝毛般的大雪片,就是經(jīng)過多次并合而成的。
95、 但是,有時雪花互碰時不是互相并合在一起,而是給碰破了,這時便產(chǎn)生一些畸形的雪花。
96、例如,在降雪的時候,有時會見到一些單個的"星枝",就屬于這種情況。
97、 雪花有多種多樣的形態(tài),但每一片雪花都是六角形的,這是大自然呈現(xiàn)給我們的美麗,也是給我們出的一道課題。
98、 雪花的形狀,涉及到水在大氣中的結(jié)晶過程。
99、大氣中的水分子在冷卻到冰點(diǎn)以下時,就開始凝華,而形成水的晶體,即冰晶。
100、冰晶和其他一切晶體一樣,其最基本的性質(zhì)就是具有自己的規(guī)則的幾何外形。
101、冰晶屬六方晶系,六方晶系具有四個結(jié)晶軸,其中三個輔軸在一個平面上,互相以六十度角相交;另一主軸與這三個輔軸組成的平面垂直。
102、六方晶系的最典型形狀是六棱柱體。
103、但是,當(dāng)結(jié)晶過程中主軸方向晶體發(fā)育很慢,而輔軸方向發(fā)育較快時,晶體就呈現(xiàn)出六邊形片狀。
104、 大氣中的水汽在結(jié)晶過程中,往往是晶體在主晶軸方向生長速度慢,而三個輔軸方向則快得多,冰晶多為六邊片狀。
105、當(dāng)大氣中的水汽十分豐富的時候,周圍的水分子不斷地向最初形成的晶片上結(jié)合,其中,雪片的六個頂角首當(dāng)其沖,這樣,頂角上會出現(xiàn)一些突出物和枝杈。
106、這些枝叉增長到一定程度,又會分叉。
107、次級分又與母枝均保持六十度的角度.這樣,就形成了一朵六角星形的雪花。
108、每片雪花在整體上雖然都是六角星形的,但在細(xì)微形態(tài)上卻有很多差別。
109、有人專門收集過不同形狀的雪花,竟發(fā)現(xiàn)有六千多種不同的細(xì)微形態(tài)的雪花。
110、 雪花從空中飄落時,為什么能保持六角形的形態(tài)呢?科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),雪花在空中飄浮時,本身還會振動,而這種振動是環(huán)繞對稱點(diǎn)進(jìn)行的,而這個對稱點(diǎn)正是最初形成的冰晶,這就是保持雪花形態(tài)在飄落過程中不發(fā)生變化的原因。
111、 不過,在極地,有時由于大氣中的水汽不足,濕度極低,水汽結(jié)晶過程十分充裕,冰晶最終能形成六棱柱狀的標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)。
112、因此,在極地區(qū),有時就能看到降下來的雪不是片狀的雪花,而是一些六棱柱形的雪晶!當(dāng)小水滴自身的重量與它受到的空氣浮力相等時,它就在那里飄浮。
113、大氣層是不均勻的,越往上空氣的浮力越小,所以當(dāng)這些小水滴的直徑越小時,云就飄得越高,直徑越大時,云就會飄得越低。
114、)遇冷后凝結(jié)而成的。
115、不管是雨還是雪它形成的初期都需要一個核。
116、這個核一般來說是由空氣中的塵埃充當(dāng)?shù)摹?/p>
117、當(dāng)氣溫變冷后,塵埃的溫度比水滴的溫度下降得更快,這時小水滴就會聚集并依附在小塵埃上,形成更大的水滴,當(dāng)它大到比空氣重時,它就會降落下來,它越降就會越大,這樣就形成了雨。
118、而當(dāng)空氣非常冷時,云就不是小水滴了而是小冰晶了。
119、雪在形成的初期也需要一個核,小冰晶也會依附在這個核上形成更大的冰晶,當(dāng)它大到比空氣重時就會降落下來,它在降落的過程中不斷的有新的小冰晶粘附在上面,到達(dá)地面時就形成了漂亮的雪花了。
120、有時天空中上面一層的氣溫比較高,只有形成雨的溫度,而下層比上一層要冷得多,并能立刻使雨點(diǎn)凝結(jié)成冰,此種情況就下起了顆粒狀的雪或者冰雹了,如果只能使部分的雨凝結(jié)成雪,就會下雨夾雪。
本文分享完畢,希望對大家有所幫助。
標(biāo)簽:
免責(zé)聲明:本文由用戶上傳,如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除!