■徐仁吉
形成「幹雪」和「溼雪」,是由降雪時的空氣溫度所決定的。雪花是由冰晶構成的,只有空氣溫度在0℃以下的時候,冰晶才不會融化。
這個冬天,北京似乎有些「安靜」,沒有太多霾的困擾,同時也少了雪花的問候。不過,天氣預報稱,近期北京的西部山區,甚至城區都不排除飄雪花的可能性。
雪花是在冰晶的基礎上,由水汽不斷凝華而形成的。最原始最細小的冰胚是多個水分子的聚合體,因為它們的結構都是六角形的,所以就形成了六角形結晶的雪花。
雖然它們的形狀有千萬種,結構細緻而複雜,但都排列在出奇妙動人的六角形姿態:有的像一塊六角形的薄板,有的像一把向六個方向張開的扇子,有的像一段六角形的鉛筆,有的像一根縫衣的鋼針等等。
這些也只不過是雪花結晶最基本的形狀,就每一朵雪花的具體形態,又往往是由很多種基本形狀不同的雪晶聚合而成的。它增長的過程是由於六角形冰晶的尖端位置特別突出,水汽供應最充分,凝華增長的速度也最快。因此,就在冰晶的基礎上沿著稜角方向越長越大,最後便生成六個花瓣樣的、形態各異的雪花了。
幹雪與溼雪
通常雪花的直徑,一般都在1至3毫米之間,而我們往往見到在空中飄舞著的大雪片,則是雪花在降落過程中,互相融合、互相附著而形成的。這是由於雪花的形體大、空隙多,而密度小。因此受空氣的阻力比較大,所以在降落時常呈輕飄曼舞、緩緩下落的狀態,碰上其他雪花時彼此就附著在一起了,成為像棉絮一樣的雪團,這便是鵝毛大雪的成因。如果在降雪的過程中伴有大風,將落地的雪片又捲起來,也有時風雪交加造成道路瀰漫,這就是人們所說的「暴風雪」了。
不過,談到「幹雪」「溼雪」「雨淞」,恐怕很多人並不了解。
難道雪還有幹、溼之分嗎?其實只要你留心觀察,就會不難見到這種極普通的現象了。每當降雪的時候,我們經常看到落在院子裡、田野上的雪非常散落,稍有風吹即飄走;掉在衣服和帽子上的雪花,也是一抖即落下。這種雪沒有黏性,地面和衣服上不留溼痕,因為它們全是由「冰」構成的,裡面沒有水,所以是「幹」的。天氣越冷,雪花越小,這種現象也就越明顯。
而在春末冬初之際降雪的時候,有時落在道路上和田野裡的大雪片,就不容易被風吹走,掉在衣服和帽子上的雪花,也不容易抖掉,有黏性;用笤帚掃去地上和衣服上的雪,在地面和衣服上都留有溼痕,這種雪就不全是「冰」了,裡面含有水滴,因此是「溼」的,人們通常又叫它「雨夾雪」。
這種「幹雪」和「溼雪」的現象是怎麼形成的呢?簡言之,就是由降雪時的空氣溫度所決定的。雪花是由冰晶構成的,只有空氣溫度在0℃以下的時候,冰晶才不會融化。
但有的雪花在降落的途中,氣層的溫度始終在0℃以下,這就使得它們能夠以雪花的姿態,降落到地面而成為「幹雪」;而當氣層的溫度高於0℃時,它們就不得不變換雪花的姿態,融為水滴而降落,這就是雨;也有的時候,高空的溫度在0℃以下,但到接近地面時,卻遇到一層不很厚的稍高於0℃的氣層,雪花落入後還未來得及全部融化便落到地面了,於是就成為半融狀態的「溼雪」或「雨夾雪」了。而若高空的溫度較高,降下來的是雨滴,但在近地層氣溫又低於0℃時,落下來的則是凍雨,這種凍雨在地面上結成的冰粒便是「雨淞」了。
五顏六色的雪
雪花,是自然界的一種極為美麗、無色的結晶體。之所以平時人們所見到的雪花呈白色,是因為雪花在低溫條件下,由水汽直接凝華而成。因為雪花的表面非常粗糙,又形狀各異,所以引起光線的漫反射,而不同角度的稜角幾乎能反射掉所有來自太陽光中各種不同波長的單色可見光,這些光波匯集在一起便成為白光,因此人們用肉眼所看到的雪好像是白色的。
不過,天空中有時會降落彩色的雪花。比如在靠近格陵蘭的海岸和我國珠穆朗瑪峰及察隅地區就曾下過殷紅的雪,在奧地利和我國陝西省與沙漠相鄰的地區也曾下過黃色的雪,在歐洲阿爾卑斯山、西伯利亞以及北極地區還曾下過綠色的雪和青色的雪,在瑞士曾發現褐色的雪,英國的一個城市還曾發現過黑色的雪。
這是為什麼呢?原來有一些帶色澤的單細胞藻類植物,既不怕寒冷,又繁殖迅速,能夠在大雪中繁殖生長,風雪把這些藻類植物卷到空中,由於水汽在凝結成雪花時,就把這些紅藻、黃澡、綠藻、褐澡的胚芽以及空氣中的灰塵混雜在雪花裡,當降落到地面時,雪就變成了不同的顏色,便出現了彩雪紛呈的景觀。
(作者系中國科普作家協會會員)