雪花的形成是一箇複雜的過程,主要涉及水蒸氣在冷空氣中凝結成小冰晶,然後這些冰晶在大氣中增長,最終形成雪花。以下是雪花形成的詳細步驟:
初始形成:
當大氣中的水蒸氣遇到冷空氣時,會形成小冰晶。這些冰晶可能是由空氣中的灰塵、花粉或其他微粒作爲凝結核。
增長過程:
這些小冰晶隨着空氣流動,在雲中不斷吸附水蒸氣,使得冰晶逐漸增大。這一過程可能涉及冰晶表面的融化與重新凍結,以及冰晶之間的相互碰撞和粘附。
在混合雲中,由小冰晶和過冷卻水滴共同組成,水汽在冰晶表面凝華,而過冷卻水滴則蒸發,導致冰晶從過冷卻水滴上吸附更多的水汽,進一步增大。
降落至地面:
當冰晶增大到一定程度,能夠克服空氣的阻力和浮力時,便開始向地面降落。這個過程中,冰晶可能還會吸附更多的水分子,直到形成我們看到的雪花。
形態多樣性:
由於冰晶的增長受到完美力學的控制,因此在顯微鏡下的冰晶會展現出各種各樣的形態。這也是爲什麼我們在顯微鏡下看到的雪花形態各異。
總結來說,雪花的形成是一箇由水蒸氣凝結成小冰晶,這些冰晶在雲中通過吸附更多的水蒸氣而逐漸增大,最終克服空氣阻力落到地面的過程。這一過程中,冰晶的形態受到完美力學的控制,因此雪花具有多樣的形態。