论文部分内容阅读
小xiǎo朋pénɡ友you们men见jiàn过ɡuò雪xuě花huā吗mɑ,你nǐ是shì否fǒu留liú意yì过ɡuò它tā的de形xínɡ状zhuànɡ?对duì于yú雪xuě花huā的de形xínɡ状zhuànɡ,古ɡǔ人rén有yǒu过ɡuò相xiānɡ关ɡuān描miáo述shù——凡fán草cǎo木mù之zhī花huā多duō五wǔ出chū,独dú雪xuě花huā六liù出chū,意yì思si就jiù是shì:草cǎo科kē、木mù科kē的de花huā朵duǒ一yì般bān是shì五wǔ瓣bàn,但dàn雪xuě花huā却què有yǒu六liù瓣bàn。如rú今jīn人rén们men也yě多duō认rèn为wéi雪xuě花huā为wéi六liù瓣bàn状zhuànɡ,那nà么me实shí际jì情qínɡ况kuànɡ是shì怎zěn样yànɡ的de呢ne?一yì起qǐ和hé小xiǎo飞fēi鱼yú走zǒu进jìn雪xuě花huā的de世shì界jiè吧bɑ!
雪xuě花huā美měi丽lì、晶jīnɡ莹yínɡ,是shì天tiān空kōnɡ的de信xìn使shǐ,也yě是shì冬dōnɡ日rì的de画huà师shī,很hěn多duō小xiǎo朋pénɡ友you都dōu很hěn喜xǐ欢huɑn它tā,那nà么me大dà家jiā知zhī道dào雪xuě花huā是shì从cónɡ哪nǎ里lǐ来lái的de吗mɑ?有yǒu人rén会huì说shuō,雪xuě花huā就jiù是shì由yóu水shuǐ汽qì凝nínɡ结jié’而ér成chénɡ的de,天tiān气qì寒hán冷lěnɡ了le就jiù会huì降jiànɡ雪xuě了le。其qí实shí没méi有yǒu那nà么me简jiǎn单dān。雪xuě花huā的de形xínɡ成chénɡ需xū要yào满mǎn足zú两liǎnɡ个ɡè必bì要yào条tiáo件jiàn:一yí个ɡè是shì要yào有yǒu水shuǐ汽qì饱bǎo和hé的de空kōnɡ气qì,这zhè样yànɡ当dānɡ温wēn度dù下xià降jiànɡ到dào露lù点diǎn温wēn度dù以yǐ下xià时shí,空kōnɡ气qì里lǐ才cái能nénɡ有yǒu多duō余yú的de水shuǐ汽qì变biàn成chénɡ水shuǐ滴dī或huò冰bīnɡ晶jīnɡ,这zhè样yànɡ,雪xuě晶jīnɡ才cái能nénɡ孕yùn育yù出chū来lái;另lìnɡ一yí个ɡè条tiáo件jiàn是shì空kōnɡ气qì里lǐ必bì须xū有yǒu凝nínɡ结jié核hé,凝nínɡ结jié核hé是shì一yì些xiē悬xuán浮fú在zài空kōnɡ中zhōnɡ的de固ɡù体tǐ微wēi粒lì。如rú果ɡuǒ空kōnɡ气qì中zhōnɡ的de凝nínɡ结jié核hé没méi有yǒu达dá到dào一yí定dìnɡ浓nónɡ度dù,即jí使shǐ有yǒu漫màn天tiān的de乌wū云yún,雪xuě也yě降jiànɡ不bú下xià来lái。
历lì史shǐ上shànɡ第dì一yī位wèi给ɡěi雪xuě花huā拍pāi照zhào的de人rén是shì1865年nián出chū生shēnɡ于yú美měi国ɡuó佛fó蒙měnɡ特tè州zhōu农nónɡ场chǎnɡ的deWilson Bentley,他tā从cónɡ小xiǎo就jiù对duì雪xuě花huā非fēi常chánɡ着zháo迷mí。不bú到dào19岁suì,他tā就jiù开kāi始shǐ用yònɡ镜jìnɡ头tóu记jì录lù自zì己jǐ深shēn爱’ài的de雪xuě花huā了le。他tā一yì生shēnɡ拍pāi过ɡuò的de雪xuě花huā数shù量liànɡ超chāo过ɡuò5 000朵duǒ,且qiě每měi一yì朵duǒ的de形xínɡ状zhuànɡ都dōu没méi有yǒu任rèn何hé地dì方fɑnɡ重chónɡ复fù。
随suí后hòu,很hěn多duō对duì雪xuě花huā感ɡǎn兴xìnɡ趣qù的de科kē学xué家jiā和hé摄shè影yǐnɡ师shī都dōu加jiā入rù了le拍pāi摄shè雪xuě花huā的de队duì伍wu,拍pāi摄shè了le更ɡènɡ多duō形xínɡ状zhuànɡ的de雪xuě花huā。那nà么me,是shì什shén么me决jué定dìnɡ了le雪xuě花huā的de形xínɡ状zhuànɡ呢ne?雪xuě花huā的de形xínɡ状zhuànɡ很hěn大dà程chénɡ度dù上shànɡ取qǔ决jué于yú云yún层cénɡ中zhōnɡ的de温wēn度dù和hé湿shī度dù。日rì本běn物wù理lǐ学xué家jiā中zhōnɡ谷ɡǔ宇yǔ吉jí郎lánɡ,早zǎo在zài20世shì纪jì30年nián代dài就jiù通tōnɡ过ɡuò试shì验yàn室shì培péi育yù出chū雪xuě花huā,从cónɡ而’ér发fā现xiàn了le不bù同tónɡ形xínɡ状zhuànɡ的de雪xuě花huā的de形xínɡ成chénɡ规ɡuī律lǜ,并bìnɡ制zhì作zuò了le雪xuě花huā形xínɡ态tài图tú表biǎo。
从cónɡ图tú表biǎo中zhōnɡ,我wǒ们men可kě以yǐ看kàn出chū,最zuì大dà的de最zuì上shànɡ镜jìnɡ的de六liù瓣bàn星xīnɡ状zhuànɡ雪xuě花huā只zhǐ形xínɡ成chénɡ于yú温wēn度dù在zài-15℃左zuǒ右yòu的de云yún层cénɡ中zhōnɡ,针zhēn叶yè和hé柱zhù状zhuànɡ物wù形xínɡ状zhuànɡ的de雪xuě花huā最zuì常chánɡ形xínɡ成chénɡ于yú-6℃左zuǒ右yòu的de云yún层cénɡ中zhōnɡ。当dānɡ云yún层cénɡ湿shī度dù较jiào高ɡāo时shí,会huì出chū现xiàn更ɡènɡ精jīnɡ致zhì的de树shù枝zhī状zhuànɡ雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ;云yún层cénɡ湿shī度dù较jiào低dī时shí,则zé易yì形xínɡ成chénɡ简jiǎn单dān的de板bǎn状zhuànɡ或huò者zhě柱zhù状zhuànɡ晶jīnɡ体tǐ。目mù前qián,尽jǐn管ɡuǎn研yán究jiū人rén员yuán一yì直zhí在zài研yán究jiū能nénɡ预yù测cè出chū雪xuě花huā晶jīnɡ體tǐ形xínɡ状zhuànɡ的de理lǐ论lùn方fānɡ程chénɡ,但dàn仍rénɡ然rán有yǒu许xǔ多duō精jīnɡ确què变biàn量liánɡ不bù为wéi人rén所suǒ知zhī。 多duō年nián来lái,雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ的de种zhǒnɡ类lèi数shù量liànɡ一yì直zhí在zài稳wěn步bù增zēnɡ加jiā。在zài20世shì纪jì30年nián代dài早zǎo期qī,雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ基jī于yú形xínɡ状zhuànɡ被bèi分fēn为wéi21个ɡè类lèi别bié,到dào了le2013年nián,该ɡāi类lèi别bié数shù量liànɡ就jiù扩kuò大dà到dào了le121个ɡè。
白bái居jū易yì曾cénɡ在zài《雪xuě夜yè喜xǐ李lǐ郎lánɡ中zhōnɡ见jiàn访fǎnɡ》中zhōnɡ写xiě道dào,“可kě怜lián今jīn夜yè鹅’é毛máo雪xuě,引yǐn得dé高ɡāo情qínɡ鹤hè氅chǎnɡ人rén”,将jiānɡ雪xuě花huā比bǐ作zuò鹅’é毛máo,如rú今jīn我wǒ们men也yě常chánɡ用yònɡ“鹅é毛máo大dà雪xuě”来lái形xínɡ容rónɡ雪xuě之zhī大dà。然rán而’ér雪xuě花huā真zhēn的de有yǒu那nà么me大dà吗mɑ?事shì实shí上shànɡ,一yì般bān情qínɡ况kuànɡ下xià,我wǒ们men能nénɡ够ɡòu看kàn到dào的de单dān朵duǒ雪xuě花huā的de直zhí径jìnɡ一yì般bān在zài0.5毫háo米mǐ至zhì3毫háo米mǐ之zhī间jiān,这zhè样yànɡ微wēi小xiǎo的de雪xuě花huā只zhǐ有yǒu在zài極jí精jīnɡ确què的de分fēn析xī天tiān平pínɡ上shànɡ才cái能nénɡ称chēnɡ出chū其qí重zhònɡ量liànɡ,大dà约yuē3 000朵duǒ至zhì10 000朵duǒ雪xuě花huā加jiā在zài一yì起qǐ才cái能nénɡ达dá到dào一yí克kè的de重zhònɡ量liànɡ。科kē学xué家jiā曾cénɡ做zuò过ɡuò粗cū略lüè统tǒnɡ计jì,一yí立lì方fānɡ米mǐ的de雪xuě里lǐ面miàn约yuē有yǒu60亿yì至zhì80亿yì朵duǒ雪xuě花huā。
有yǒu研yán究jiū表biǎo明mínɡ,雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ的de大dà小xiǎo取qǔ决jué于yú水shuǐ汽qì凝nínɡ华huá结jié晶jīnɡ时shí的de温wēn度dù状zhuànɡ况kuànɡ,当dānɡ气qì温wēn为wéi-36℃时shí,雪xuě晶jīnɡ的de平pínɡ均jūn面miàn积jī是shì0.017平pínɡ方fānɡ毫háo米mǐ;气qì温wēn在zài-3℃时shí,雪xuě晶jīnɡ的de平pínɡ均jūn面miàn积jī增zēnɡ大dà到dào0.811平pínɡ方fānɡ毫háo米mǐ。因yīn此cǐ在zài非fēi常chánɡ严yán寒hán时shí形xínɡ成chénɡ的de雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ很hěn小xiǎo,几jī乎hū看kàn不bu见jiàn,只zhǐ有yǒu在zài阳yánɡ光ɡuānɡ的de照zhào耀yào下xià,人rén们men才cái能nénɡ发fā现xiàn像xiànɡ金jīn刚ɡānɡ石shí粉fěn末mò似shì的de雪xuě花huā。
通tōnɡ常chánɡ我wǒ们men看kàn到dào的de“鹅é毛máo大dà雪xuě”其qí实shí并bìnɡ不bú是shì一yì朵duǒ雪xuě花huā,而ér是shì由yóu许xǔ多duō朵duǒ雪xuě花huā粘zhān连lián在zài一yì起qǐ而’ér形xínɡ成chénɡ的de。这zhè种zhǒnɡ情qínɡ形xinɡ一yì般bān发fā生shēnɡ在zài温wēn度dù相xiānɡ对duì较jiào高ɡāo的de情qínɡ况kuànɡ下xià,此cǐ时shí的de雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ很hěn容rónɡ易yì联lián结jié起qǐ来lái,这zhè种zhǒnɡ雪xuě花huā联lián结jié的de现xiàn象xiànɡ被bèi称chēnɡ为wéi雪xuě花huā的de并bìnɡ合hé。尤yóu其qí当dānɡ气qì温wēn接jiē近jìn0℃,空kōnɡ气qì比bǐ较jiào潮cháo湿shī的de时shí候hou,雪xuě花huā在zài下xià落luò过ɡuò程chénɡ中zhōnɡ的de并bìnɡ合hé能nénɡ力lì特tè别bié强qiánɡ,成chénɡ百bǎi上shànɡ千qiān朵duǒ雪xuě花huā很hěn容rónɡ易yì就jiù合hé成chénɡ一yí片piàn“鹅é毛máo大dà雪xuě”了le。因yīn此cǐ,严yán格ɡé地de说shuō,“鹅é毛máo大dà雪xuě”并bìnɡ不bù能nénɡ称chēnɡ为wéi雪xuě花huā,它tā其qí实shí是shì由yóu许xǔ多duō朵duǒ雪xuě花huā凝nínɡ聚jù成chénɡ的de聚jù合hé体tǐ。
雪xuě花huā美měi丽lì、晶jīnɡ莹yínɡ,是shì天tiān空kōnɡ的de信xìn使shǐ,也yě是shì冬dōnɡ日rì的de画huà师shī,很hěn多duō小xiǎo朋pénɡ友you都dōu很hěn喜xǐ欢huɑn它tā,那nà么me大dà家jiā知zhī道dào雪xuě花huā是shì从cónɡ哪nǎ里lǐ来lái的de吗mɑ?有yǒu人rén会huì说shuō,雪xuě花huā就jiù是shì由yóu水shuǐ汽qì凝nínɡ结jié’而ér成chénɡ的de,天tiān气qì寒hán冷lěnɡ了le就jiù会huì降jiànɡ雪xuě了le。其qí实shí没méi有yǒu那nà么me简jiǎn单dān。雪xuě花huā的de形xínɡ成chénɡ需xū要yào满mǎn足zú两liǎnɡ个ɡè必bì要yào条tiáo件jiàn:一yí个ɡè是shì要yào有yǒu水shuǐ汽qì饱bǎo和hé的de空kōnɡ气qì,这zhè样yànɡ当dānɡ温wēn度dù下xià降jiànɡ到dào露lù点diǎn温wēn度dù以yǐ下xià时shí,空kōnɡ气qì里lǐ才cái能nénɡ有yǒu多duō余yú的de水shuǐ汽qì变biàn成chénɡ水shuǐ滴dī或huò冰bīnɡ晶jīnɡ,这zhè样yànɡ,雪xuě晶jīnɡ才cái能nénɡ孕yùn育yù出chū来lái;另lìnɡ一yí个ɡè条tiáo件jiàn是shì空kōnɡ气qì里lǐ必bì须xū有yǒu凝nínɡ结jié核hé,凝nínɡ结jié核hé是shì一yì些xiē悬xuán浮fú在zài空kōnɡ中zhōnɡ的de固ɡù体tǐ微wēi粒lì。如rú果ɡuǒ空kōnɡ气qì中zhōnɡ的de凝nínɡ结jié核hé没méi有yǒu达dá到dào一yí定dìnɡ浓nónɡ度dù,即jí使shǐ有yǒu漫màn天tiān的de乌wū云yún,雪xuě也yě降jiànɡ不bú下xià来lái。
历lì史shǐ上shànɡ第dì一yī位wèi给ɡěi雪xuě花huā拍pāi照zhào的de人rén是shì1865年nián出chū生shēnɡ于yú美měi国ɡuó佛fó蒙měnɡ特tè州zhōu农nónɡ场chǎnɡ的deWilson Bentley,他tā从cónɡ小xiǎo就jiù对duì雪xuě花huā非fēi常chánɡ着zháo迷mí。不bú到dào19岁suì,他tā就jiù开kāi始shǐ用yònɡ镜jìnɡ头tóu记jì录lù自zì己jǐ深shēn爱’ài的de雪xuě花huā了le。他tā一yì生shēnɡ拍pāi过ɡuò的de雪xuě花huā数shù量liànɡ超chāo过ɡuò5 000朵duǒ,且qiě每měi一yì朵duǒ的de形xínɡ状zhuànɡ都dōu没méi有yǒu任rèn何hé地dì方fɑnɡ重chónɡ复fù。
随suí后hòu,很hěn多duō对duì雪xuě花huā感ɡǎn兴xìnɡ趣qù的de科kē学xué家jiā和hé摄shè影yǐnɡ师shī都dōu加jiā入rù了le拍pāi摄shè雪xuě花huā的de队duì伍wu,拍pāi摄shè了le更ɡènɡ多duō形xínɡ状zhuànɡ的de雪xuě花huā。那nà么me,是shì什shén么me决jué定dìnɡ了le雪xuě花huā的de形xínɡ状zhuànɡ呢ne?雪xuě花huā的de形xínɡ状zhuànɡ很hěn大dà程chénɡ度dù上shànɡ取qǔ决jué于yú云yún层cénɡ中zhōnɡ的de温wēn度dù和hé湿shī度dù。日rì本běn物wù理lǐ学xué家jiā中zhōnɡ谷ɡǔ宇yǔ吉jí郎lánɡ,早zǎo在zài20世shì纪jì30年nián代dài就jiù通tōnɡ过ɡuò试shì验yàn室shì培péi育yù出chū雪xuě花huā,从cónɡ而’ér发fā现xiàn了le不bù同tónɡ形xínɡ状zhuànɡ的de雪xuě花huā的de形xínɡ成chénɡ规ɡuī律lǜ,并bìnɡ制zhì作zuò了le雪xuě花huā形xínɡ态tài图tú表biǎo。
从cónɡ图tú表biǎo中zhōnɡ,我wǒ们men可kě以yǐ看kàn出chū,最zuì大dà的de最zuì上shànɡ镜jìnɡ的de六liù瓣bàn星xīnɡ状zhuànɡ雪xuě花huā只zhǐ形xínɡ成chénɡ于yú温wēn度dù在zài-15℃左zuǒ右yòu的de云yún层cénɡ中zhōnɡ,针zhēn叶yè和hé柱zhù状zhuànɡ物wù形xínɡ状zhuànɡ的de雪xuě花huā最zuì常chánɡ形xínɡ成chénɡ于yú-6℃左zuǒ右yòu的de云yún层cénɡ中zhōnɡ。当dānɡ云yún层cénɡ湿shī度dù较jiào高ɡāo时shí,会huì出chū现xiàn更ɡènɡ精jīnɡ致zhì的de树shù枝zhī状zhuànɡ雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ;云yún层cénɡ湿shī度dù较jiào低dī时shí,则zé易yì形xínɡ成chénɡ简jiǎn单dān的de板bǎn状zhuànɡ或huò者zhě柱zhù状zhuànɡ晶jīnɡ体tǐ。目mù前qián,尽jǐn管ɡuǎn研yán究jiū人rén员yuán一yì直zhí在zài研yán究jiū能nénɡ预yù测cè出chū雪xuě花huā晶jīnɡ體tǐ形xínɡ状zhuànɡ的de理lǐ论lùn方fānɡ程chénɡ,但dàn仍rénɡ然rán有yǒu许xǔ多duō精jīnɡ确què变biàn量liánɡ不bù为wéi人rén所suǒ知zhī。 多duō年nián来lái,雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ的de种zhǒnɡ类lèi数shù量liànɡ一yì直zhí在zài稳wěn步bù增zēnɡ加jiā。在zài20世shì纪jì30年nián代dài早zǎo期qī,雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ基jī于yú形xínɡ状zhuànɡ被bèi分fēn为wéi21个ɡè类lèi别bié,到dào了le2013年nián,该ɡāi类lèi别bié数shù量liànɡ就jiù扩kuò大dà到dào了le121个ɡè。
白bái居jū易yì曾cénɡ在zài《雪xuě夜yè喜xǐ李lǐ郎lánɡ中zhōnɡ见jiàn访fǎnɡ》中zhōnɡ写xiě道dào,“可kě怜lián今jīn夜yè鹅’é毛máo雪xuě,引yǐn得dé高ɡāo情qínɡ鹤hè氅chǎnɡ人rén”,将jiānɡ雪xuě花huā比bǐ作zuò鹅’é毛máo,如rú今jīn我wǒ们men也yě常chánɡ用yònɡ“鹅é毛máo大dà雪xuě”来lái形xínɡ容rónɡ雪xuě之zhī大dà。然rán而’ér雪xuě花huā真zhēn的de有yǒu那nà么me大dà吗mɑ?事shì实shí上shànɡ,一yì般bān情qínɡ况kuànɡ下xià,我wǒ们men能nénɡ够ɡòu看kàn到dào的de单dān朵duǒ雪xuě花huā的de直zhí径jìnɡ一yì般bān在zài0.5毫háo米mǐ至zhì3毫háo米mǐ之zhī间jiān,这zhè样yànɡ微wēi小xiǎo的de雪xuě花huā只zhǐ有yǒu在zài極jí精jīnɡ确què的de分fēn析xī天tiān平pínɡ上shànɡ才cái能nénɡ称chēnɡ出chū其qí重zhònɡ量liànɡ,大dà约yuē3 000朵duǒ至zhì10 000朵duǒ雪xuě花huā加jiā在zài一yì起qǐ才cái能nénɡ达dá到dào一yí克kè的de重zhònɡ量liànɡ。科kē学xué家jiā曾cénɡ做zuò过ɡuò粗cū略lüè统tǒnɡ计jì,一yí立lì方fānɡ米mǐ的de雪xuě里lǐ面miàn约yuē有yǒu60亿yì至zhì80亿yì朵duǒ雪xuě花huā。
有yǒu研yán究jiū表biǎo明mínɡ,雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ的de大dà小xiǎo取qǔ决jué于yú水shuǐ汽qì凝nínɡ华huá结jié晶jīnɡ时shí的de温wēn度dù状zhuànɡ况kuànɡ,当dānɡ气qì温wēn为wéi-36℃时shí,雪xuě晶jīnɡ的de平pínɡ均jūn面miàn积jī是shì0.017平pínɡ方fānɡ毫háo米mǐ;气qì温wēn在zài-3℃时shí,雪xuě晶jīnɡ的de平pínɡ均jūn面miàn积jī增zēnɡ大dà到dào0.811平pínɡ方fānɡ毫háo米mǐ。因yīn此cǐ在zài非fēi常chánɡ严yán寒hán时shí形xínɡ成chénɡ的de雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ很hěn小xiǎo,几jī乎hū看kàn不bu见jiàn,只zhǐ有yǒu在zài阳yánɡ光ɡuānɡ的de照zhào耀yào下xià,人rén们men才cái能nénɡ发fā现xiàn像xiànɡ金jīn刚ɡānɡ石shí粉fěn末mò似shì的de雪xuě花huā。
通tōnɡ常chánɡ我wǒ们men看kàn到dào的de“鹅é毛máo大dà雪xuě”其qí实shí并bìnɡ不bú是shì一yì朵duǒ雪xuě花huā,而ér是shì由yóu许xǔ多duō朵duǒ雪xuě花huā粘zhān连lián在zài一yì起qǐ而’ér形xínɡ成chénɡ的de。这zhè种zhǒnɡ情qínɡ形xinɡ一yì般bān发fā生shēnɡ在zài温wēn度dù相xiānɡ对duì较jiào高ɡāo的de情qínɡ况kuànɡ下xià,此cǐ时shí的de雪xuě花huā晶jīnɡ体tǐ很hěn容rónɡ易yì联lián结jié起qǐ来lái,这zhè种zhǒnɡ雪xuě花huā联lián结jié的de现xiàn象xiànɡ被bèi称chēnɡ为wéi雪xuě花huā的de并bìnɡ合hé。尤yóu其qí当dānɡ气qì温wēn接jiē近jìn0℃,空kōnɡ气qì比bǐ较jiào潮cháo湿shī的de时shí候hou,雪xuě花huā在zài下xià落luò过ɡuò程chénɡ中zhōnɡ的de并bìnɡ合hé能nénɡ力lì特tè别bié强qiánɡ,成chénɡ百bǎi上shànɡ千qiān朵duǒ雪xuě花huā很hěn容rónɡ易yì就jiù合hé成chénɡ一yí片piàn“鹅é毛máo大dà雪xuě”了le。因yīn此cǐ,严yán格ɡé地de说shuō,“鹅é毛máo大dà雪xuě”并bìnɡ不bù能nénɡ称chēnɡ为wéi雪xuě花huā,它tā其qí实shí是shì由yóu许xǔ多duō朵duǒ雪xuě花huā凝nínɡ聚jù成chénɡ的de聚jù合hé体tǐ。