為什麼雪花都是六邊形的?

很慢，並且各邊都在均勻地增長。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。

如果周圍的空氣呈高度過飽和狀態，那麼冰晶在增長過程中不僅體積會增大，而且形狀也會變化。最常見的是由片狀變為星狀。

原來，在冰晶增長的同時，冰晶附近的水汽會被消耗。所以，越靠近冰晶的地方，水汽越稀薄，過飽和程度越低。在緊靠冰晶表面的地方，因為多余的水汽都已凝華在冰晶上了，所以剛剛達到飽和。這樣，靠近冰晶處的水汽密度就要比離它遠的地方小。水汽就從冰晶周圍向冰晶所在處移動。水汽分子首先遇到冰晶的各個角稜和凸出部分，並在這裡凝華而使冰晶增長。於是冰晶的各個角稜和凸出部分將首先迅速地增長，而逐漸成為枝叉狀。以後，又因為同樣的原因在各個枝叉和角稜處長出新的小枝叉來。與此同時，在各個角稜和枝叉之間的凹陷處。空氣已經不再是飽和的了。有時，在這裡甚至有升華過程，以致水汽被輸送到其他地方去。這樣就使得角稜和枝叉更為突出，而慢慢地形成了我們熟悉的星狀雪花。

上面說的實際上是一個典型的星狀雪花的形成過程。它的相當部位，不論形狀或大小，都應當是相同的。這種典型的星狀雪花只有在一個理想的、平靜的環境中(譬如在實驗室內)才能形成。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。這是因為冰晶逐漸在下降著，而且有時在旋轉著，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。因此，我們平常所看到的雪花雖大體上一樣但又互不相同。

另外，雪花在雲內下降的過程中，也會從適宜於形成這種形狀的環境降到適宜於形成另一種形狀的環境，於是便出觀了各種復雜的雪花形狀。有的象袖扣，有的象刺猾。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。

以上所述都是單個雪花的情況。在雪花下降時，各個雪花也很容易互相攀附並合在一起，成為更大的雪片。雪花的並合大多在以下三種情況下出觀。(1)當溫度低於0℃的時候，雪花在緩慢下降的途中相撞。碰撞產生了壓力和熱，使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起，隨後這些融化的水又立即凍結起來。這樣，兩個雪花就並合到一起了。(2)在溫度略高於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。(3)如果雪花的枝叉很復雜，則兩個雪花也可以只因簡單的攀連而相掛在一起。

雪花從雲中下降到地面，路途很長，在條件適合時，可以經多次攀連並合而變得很大。在降大雪的時候，有時有一些鵝毛般的大雪片，就是經過多次並合而成的。

但是，有時雪花互碰時不是互相並合在一起，而是給碰破了，這時便產生一些畸形的雪花。例如，在降雪的時候，有時會見到一些單個的"星枝"，就屬於這種情況。

下雪時的景致美不勝收，但利學家和工藝美術師贊歎的還是小巧玲珑的雪花圖案。遠在一百多年前，冰川學家們已經開始詳細描述雪花的形態了。西方冰川學的鼻祖丁铎耳在他的古典冰川學著作裡，用生動優美的筆觸描寫了他在羅扎峰上看到的雪花；〃這些雪花……全是由小冰花組成的，每一朵小冰花都有六片花瓣，有些花瓣象山蘇花一樣放出芙麗的小側舌，有些是圓形的，有些又是箭形的，或是鋸齒形的，有些是完整的，有些又呈格狀，但都沒有超出六瓣型的范圍。，，丁铎耳的結論是正確的，所有的雪花都是六瓣形的。發現雪花六瓣形的，是我國人民。早在公元前一百多年的西漢文帝時代，有位名叫韓嬰的詩人，他寫了一本《韓詩外傳》，在書中明確指出，“凡草木花多五出，雪花獨六出。”二干年前就指出雪花是六角形的，的確很不簡單。在歐洲，直到l611年，才由德國天文學家刻卜勒記述雪花是六角的，比中國晚了一千七百年。雪花的基本形狀是六角形。但是，說來奇怪，大自然中幾乎找不出兩朵相同的雪花，就象地球上找不出兩個相同的人一樣。許多學者用顯微鏡觀測過成千上萬朵雪花，這些研究最後表明，形狀、大小完全一樣和各部分完全對稱的雪花，在自然界中是無法形成的。在已經被人們觀測過的這些雪花中，再規則勻稱的雪花，也有畸形的地方。為什麼雪花會有崎形呢?因為雪花周圍大氣裡的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一樣的，只要稍有差異，水汽含量多的一面總是要增長得快一些。

世界上有不少雪花圖案搜集者，他們象集郵愛好者一祥收集了各種各樣的雪花照片。有個名叫賓特萊的美國人，花了畢生精力拍攝了近六干張照片.蘇聯的攝影愛好者西格尚，也是一位雪花照片的攝影家，他的令人銷魂的作品經常被工藝美術師用來作為結構圖案的模型。收集雪花照片最著名的科學家，要數日本的中谷宇吉郎數授了。他和他的同事們，在日本北海道大學實驗室的冷房間裡，在日本北方雪原上的帳篷裡，含辛茹苦二十年，拍攝和研究了成萬成萬朵的雪花。後來，他在英國出版了一本名叫《雪的晶體—天然的和人工的》專門著作。在這本科學性正確、藝術性優芙和充滿幻想色彩的科學著作中，介紹了二於多張干姿百態的雪花照片。

但是，盡管雪花的形狀千姿百態，它們卻萬變不離其宗，所以科學家們才有可能把它們歸納為前面講過的七種形狀。在這七種形狀中，六角形雪片和六稜柱狀雪晶是雪花的最基本形態，其它五種不過是這兩種基本形態的發展、變態或組合。

為什麼雪花的基本形狀是六角形的片狀和柱狀呢?

這和水的結晶習性有關。天然水凍結的冰和大氣中水汽凝華結晶的雪，它們的結晶學特性，都屬於六方晶系。六方晶系具有四個結晶軸—一個主軸加上三個輔軸。三個輔軸分布在同一個平面上，互相以六十度的角度對稱相交。主晶軸呢，就從三個輔軸的交點上引仲出來，井垂直於輔軸所構成的平面。六方晶系最典型的代表就象是幾何學上的一個正六面柱體。當水汽凝華結晶的時候，如果主晶軸比其它三個輔軸發育緩慢，並且較短，那麼，雪的形狀就成為六角形雪片，要是主晶軸發育很快，延仲較長，那麼，雪的形狀就成為六稜柱狀。大氣層裡的溫度，對雪花的形狀起著很大的作用.溫度高，容易產生六角形雪片，溫度低，則往往容易產生柱狀雪晶。根據許多科學家的觀測研究，大氣層溫度在-25℃以下時，雪的形狀多數是主晶軸發育的六稜柱狀；溫度在-25℃～-15℃時，雪的晶體大多是六角形雪片；溫度在-15℃～0℃時，天空裡降落的則多數是美麗的六角星形的雪花

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