雪花的作用和形态
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/20 22:26:16
雪花的作用和形态
雪花的作用和形态
雪花的作用和形态
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.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,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.
“瑞雪兆丰年”是我国广为流传的农谚.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.雪中所寒的氮素,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.”
雪花不会自己凭空产生,它必须依托同温层以下空气中一颗颗肉眼看不到的微尘粒子做晶核,水蒸气的水分子在冷空气作用下围着它一层又一层地凝结,晶核就从中央向外长大.形成一颗雪晶体大约要用5分钟时间,在这段时间里,造雪环境中的气流始终升降浮沉,动荡不定,但水蒸气必须保持等量作用于晶核的周边.空中云层的厚度、湿度、温度对雪花的形态有极大的影响,星形雪花的形成要求较大的湿度,而湿度较小的云层易于形成片状、粉末状雪花.其实雪花的个体是极其微小的,直径在0.5-3mm之间,5000颗雪花放在精密天平上才不过1克,在显微镜下观察非常美丽.普通水的水质取决于重水含量,含量高水质差,相反水质较好,通常情况下7千克水含有1克重水,而7千克雪水只含0.25克重水,可见雪水生化性能要好得多.雪水丰足,开春麦田就长得好.春耕浸泡种子时,重水比例大发芽率低,如果用雪水浸湿种子就如鱼得水了.
云层是雪花孕育的地方,雪花产生于云层中的这些小晶核,晶核生长的形状有三种趋势：长而细的六棱柱形晶柱、两头尖尖有如一根针的晶针和很薄的六边形晶片.如果它们周围的水气浓度较低,冰晶的增长就很慢,而且各边均匀增长；如果周围水气浓度较大,那么增长过程中不仅体积会增大,形状也会改变,最常见的就是天空中飘落的六边形雪花.为什么都倾向于六边形呢?原来冰晶增长时要消耗附近的水气,所以,越靠近冰晶的地方水气越稀薄,稍远处的水气自然过来补充,它们首先遇到的就是正在向前伸展的尖角,于是,各个尖角迅速加长,逐渐成为树枝状.同样原因,这些“树枝”上又长出新小枝杈,周而复始就形成了我们所见到的六边形雪花.形成雪花之前的冰晶受周围环境的影响,位于底面上的正六边形和侧面长方体的晶体生长速度出现差异,形状也相应发生变化,比如气温会给结晶的表面带来微妙变化,接近0°C度时底面水平扩展成六边形,-5°C时形成针状,降到-5~-10°C时侧面上开始生成正六棱柱体及侧面镂空的六棱柱体,-15°C时形成树枝状,在降至-10~-21°C时,正六边形又开始扩展,继而再生成六棱柱体.
周围水蒸气含量较少时,生成过程也较慢,而且不易出现复杂形状.相反,水蒸气含量越大,生成速度越快形状也越复杂.被人们称做“雪花”的树枝状雪晶往往生成于-15°C左右、含有大量水蒸气的环境中.尽管晶体的形成速度取决于温度及水蒸气浓度,但空气中的其他气体也会影响它的形成.实验表明,在只有水蒸气的真空空间里形成的冰晶几乎都有单三棱柱体,而在天空中形成的晶体则呈现针状和六棱柱形状.经过计算机计算可以再现冰晶向六个方向延伸的形状,而中途分*,呈现树枝状的原因却始终无法解释,如照片所示,美妙无比的点对称的分枝方式,其产生机理,至今仍是一个难解之谜.