雪花为什么有各种形状（科普雪花形状的来源）

世界上没有两片完全相同的雪花，但它们基本上都有个六棱的“骨架”。想知道为什么会形成这样规律的结构就要追溯到雪花诞生之初。

让我们来到云端，这里有密集的小水滴和尘埃，当大气温度降低到-6~-15℃，水滴会凝结在尘埃周围形成一颗小晶核，这就是后来长成雪花的“种子”。就像种子吸收周围的养分，晶核也开始捕获附近的水分子。每个水分子都是由1个氧原子和2个夹角104.5°的氢原子构成，在液态或气态时原本在做着无序运动，但当温度降低，它们就开始变得遵守秩序，每个水分子都想尽可能多地牵住小伙伴，最后自然排列成六边形结构。这个六边形就像花盘，在随后的分支过程中还会长出“花瓣”。

在分支阶段，水蒸气会在小晶盘各处凝华，但水分子更容易附着在粗糙的地方，因此在边缘尤其是棱角上凝华更快，逐渐延伸出六个分支。这些大分支上也可能再形成小分支，而且基本都遵循60°的成角规律。当雪花变得足够大时，就会脱离云朵“苗床”，让我们得以欣赏到大自然的杰作。

不同湿度、温度条件下雪花的形状 | 图片来源 Researchgate

实际上，雪花并不只有平面的六角形，不同湿度、温度、气压等条件会将它们塑造成各种新奇模样。例如，在-5℃左右形成的雪花就可能是柱状的。另外还有三角形、不规则粒子等形状。通常空气湿度越大，雪花的生长就越快，分支也越精细。