文／梅莉娟　

你看過漫天雪花，紛紛揚揚的形狀嗎？

古人曾說：「凡草木之花多五出，獨雪花六出」，意思是說，凡是草科、木科的花朵，一般是五個花瓣，唯獨雪花有六瓣。而歷史上第一位給雪花拍照的人，叫做Wilson Bentley，在1865年出生美國佛蒙特州農場，從小對雪花著迷，不到19歲就開始記錄深愛的雪花，終其一生拍過的雪花數量超過5000朵，且形狀未有任何重複，之後許多對雪花愛好的科學家和攝影師都加入了拍攝雪花的隊伍，那麼你現在有一點概念了嗎？實際上，雪花並非都是我們通常所認為的「六瓣狀」啦！

那麼雪是什麼？是結了冰的雨嗎？其實兩者差別很大，結了冰的雨稱為霜。水是一種很特別的化合物，它可以3種狀態存在：固體→液體→氣體。我們所熟悉的水是液體的，水在低溫下轉變成為固體。如果在大氣中的水分變為固體降下來，便成為霜。

但雪的形成卻並不是經過氣體→液體→固體的步驟，而是由水的氣體形狀直接變為固體。這是由於水的特徵。大氣中的水氣分子在零度下仍是液體，稱為超凍（supercooled），通常不會變為固體。但在某些情況下，例如被碰撞，便會立即結冰，所以飛機在上空以高速飛行時，機身表面會舖上一層雪。在大氣層300公尺上空的氣溫若下降至0℃至-4℃，水氣分子會與凝結核（它可能是一些微塵）相撞形成各種形狀的雪花，繼而降下地面。

雪通常是透明的，但偶然會看見紅色，綠色，藍色甚至黑色的雪，這是由於水內有真菌，綠藻孢子或空氣汙染物。雪花下降之後，會失去了它的結晶體結構，變成立體，在地上累積便結成冰。

雪花晶體 千姿百態



而美麗的雪花形狀，很大程度上是取決於雲層中的溫度和溼度。要知道溫溼度如何影響雪花的形狀，就得提日本的一個物理學家中谷宇吉郎（Ukichiro Nakaya），他早在20世紀30年代，就在試驗室培育雪花，因而發現了不同雪花形成的規律，還製作過雪花形態圖表。

他認為，雪花的主要類別，以看到在任何給定溫度和飽和條件下所形成。最美麗的六瓣星狀雪花，只生長在雲層溫度在-15℃左右的狹窄溫度範圍內，針葉和柱狀物雪花最常形成於-6℃左右的雲層中。當雲層溼度較高時，會長出更精緻的樹枝狀雪花晶體，溼度較低則易形成簡單的板狀或者柱狀晶體。

雪隨風飄 大如鵝毛



多年來的研究顯示，雪花晶體可以分類的種類數量一直在穩步增加，在20世紀30年代的早期研究中，它們被分為21種不同形狀的類別；在20世紀50年代，這個類別擴大到42個類別，在20世紀60年代擴大到80個類別，2013年擴大到驚人的121個類別。

不過，一片雪花究竟有多大呢？古人說明雪花大小的詩句也很多，如李白曾用「燕山雪花大如席」來形容燕山雪花之大，而白居易也在《雪夜喜李郎中見訪》中寫道「可憐今夜鵝毛雪，引得高情鶴氅人」，將雪花比作鵝毛，如今我們也常用鵝毛大雪來形容雪之大。

一般情況下，我們能夠看到的單個雪花直徑一般在0.05〜0.3公分之間，這樣微小的雪花只有在極精確的解析天平上才能稱出其重量，大約3000〜10000個雪花加在一起才有一公克重。科學家曾做了個粗略統計，一立方公尺的雪裡面約有60〜80億顆雪花。

在非常嚴寒時形成的雪花晶體很小，幾乎看不見，只有在陽光下閃爍時，人們才能發現它們象金剛石粉末似地存在著。一般氣溫愈高，雪花晶體會相對大些。通常我們看到的「鵝毛大雪」其實並不是一顆雪花，而是由許多雪花黏連在一起而形成的。這種情形一般發生在溫度相對較高的情況下，此時的雪花晶體很容易互相聯結起來，這種現象稱為雪花的併合。尤其當氣溫接近0℃，空氣比較潮溼的時候，雪花在下落過程中的併合能力特別大，往住成百上千朵雪花合成一片「鵝毛大雪」，它是許多雪花的聚合體而已。