宋朝大詩人陸遊以「山前千頃誰種玉,座上六時天散花」來形容雪天的美景。
果真如此。冬天當你欣賞瑞雪紛飛時,你會發現,那漫天風雪,像鵝毛,像棉絮,像蘆花,飛飛舞舞,呼朋結伴撲向大地的懷抱,飄落在江河裡,田野上,山林間。瞬息間,河成玉帶,山如玉簇,樹掛梨花,地鋪銀裝,把大地打扮得分外妖嬈。
極目遠眺那老天爺玉砌的世界,你不禁會想到古代的一則趣聞。那是在1600多年前的東晉時代,一個大雪紛飛的日子。宰相謝安和幾個孩子在宰相府客廳裡一邊烤火,一邊欣賞屋外的雪景。謝安觸景生情,靈機一動,向孩子們發問:「白雪紛紛何所似?」一個男孩不假思索接口說:「撒鹽空中差可擬?」宰相笑而不語。這時,一個十來歲的女孩說:「未若柳絮因風起。」回答得太確切了,宰相非常滿意地點了點頭。這個女孩就是後來成為晉代女詩人、謝安的侄女謝道蘊。好個「柳絮因風起」,把雪花潔白的顏色和輕盈飄逸的姿態形容得維妙維肖。
儘管謝道蘊將雪花說得活靈活現,然而這只是宏觀的表面現象。如果你將一片片雪花放在放大鏡下,你將會發現:在這些雪花中,有的像六角形的薄板(稱為片狀雪花),有的如同一截鉛筆(稱為柱狀雪花),有的像向六個方向張開去的六把小扇子(稱為扇狀雪花),有的細得像一根繡花針(稱為針狀雪花),還有光芒閃耀的星狀雪花、枝杈叢生的樹枝狀雪花。更有人形容它像盛開的牡丹,或像傲霜的臘梅,或像分出枝杈的鹿角,真是形形色色,儀態萬千。
據載,人們已經找到了二萬多種不同的雪花圖案,但還不能包括所有的雪花,而且很難找到兩朵圖案完全相同的雪花。儘管如此,卻是萬變不離其宗。放大鏡下,仔細觀察表明,它們都有一個共同的特點:基本形狀是六角形。
最早發現雪花呈六角形的人是中國人。大約在公元前2世紀西漢文帝時期,有個叫韓嬰的人,在他的《韓詩外傳》中明確指出:「凡草木之花多五出,雪花獨六出。」,所謂「六出」,就是說雪花有六個花瓣。他的發現比1611年德國天文學家刻卜勒記述雪花是六角形的要早1700多年。
那末,雪花為什麼是六角形呢?這得從物理學中水的形態變化說起。眾所周知,一般情況下,水的形態變化,總是先由水蒸汽凝結為水,再由水凍結為冰。雲中水汽遇冷凝結成雨滴,再冷則凍結為冰雹。而雪則不同,大多數是由水汽直接形成冰晶的,這種跳越了液體階段,由氣體直接變成固體的過程,不叫凝結,而叫凝華。在常溫常壓下,由水汽凝華而成的冰晶,都是六方晶體形的。這六方晶體具有四個結晶軸,其中三個叫輔軸,排列在同一個平面上,相互以60度角相交,另一個軸叫主軸,與三個輔軸構成的平面垂直。水汽的繼續凝華常沿這些軸進行,成為雪花形成的主要物理過程。如果主軸增長快,常形成六角柱狀,反之,則形成片狀、扇狀。
室內試驗和野外觀測表明,雪花的形成與雲中溫度和溼度有關。當溫度為0℃至-3℃及-8℃至-25℃時,輔軸增長快,多呈片狀;當溫度在-3℃至-8℃和-25℃至-40℃之間時,主軸增長快,多呈柱狀。溼度主要影響雪晶邊角的生長情況。溼度大,即水汽數量多時,邊角生長較快,有利於星狀,樹枝狀,針狀的形成;溼度小即水汽數量少時,邊角生長較慢,有利於片狀、柱狀的形成。正因為冰晶在產生和增長過程中遇到的溫度、溼度以及氣流條件千差萬別,因而雪花的六角形基本形狀也就變成為千姿百態的了。
其實,雪花很小,最大直徑也很少超過2毫米,那末,鵝毛大雪又是怎麼一回事呢?這是因為雪花在飄落途中,特別是當溫度上升到-10℃左右時,雪花就會粘連在一起成為鵝毛大雪,更有甚者,有的如白色的碟子,有的成為足球般的雪球,從天而降。唐代大詩人李白的「燕山雪花大如席」詠雪名句雖有藝術誇張之意,卻形象地形容了北國的大雪。據載,前蘇聯西伯利亞曾經發現過直徑30釐米的大雪片,簡直就像一頂大草帽。 (來源於2001年12月31日《中國氣象報》 作者:汪勤模)