

雪可以柔软蓬松,也可以冰冷刺骨;适合滑雪,也容易融化。区别在于雪花的形状。它们不都像表情符号里那样。研究人员已将它们分为108种,但加州理工学院物理学家肯尼斯·利布雷希特(Kenneth Libbrecht)认为,可以将其归纳为四大类:板状、柱状、针状和星状。
通过在实验室中重现雪花,利布雷希特和其他科学家发现,形成某种形状而非另一种形状的关键在于温度和湿度。当湿度非常高,空气无法容纳更多水分时,雪晶就会形成。然后水蒸气凝结成液滴,开始结冰。较高的湿度会让晶体呈现更复杂的形状——当空气更干燥时,雪花生长得更慢,呈现出更简单的形式。

板状雪花轻盈平坦,有六个面,是最常见的雪花类型之一。大多数降雪都混合了小的板状雪花和其他形状。利布雷希特在两种条件下培养它们:低于5华氏度或刚结冰。

柱状雪花落在你的袖子上时,看起来像白色的毛发,但近看,你可以看到更精细的细节。这类雪花倾向于在非常低的温度下形成,这使得它们不太容易粘在一起。你更有可能发现它们像沙子一样的降雪。

尽管外表简单,针状雪花实际上比柱状或板状雪花拥有更复杂的结构。在中等湿度下,它们会像鱼骨一样生长出分支,形成细长的柱状。这种结构使得雪花可以非常紧密地堆积在一起,所以当它们落在地上时,就会形成一个适合高山滑雪或制作雪球的完美雪被。

这种精细雪花的秘诀在于相对较高的湿度。空气中有大量水分,水蒸气凝结得更快,冰晶分枝更多。由于星状雪花有许多分叉,它们会截留空气,从而产生最蓬松的雪。
本文是《Popular Science》2017年7-8月刊的网络独家内容。