雪花结构仍然令物理学家费解

雪花的最终形状取决于温度、湿度和风速等一系列变量

Triangular snowflake.

三角形雪花。当温度略低于冰点时,可能会出现这种几何形状,而且相对罕见——特别是如果核心三角形像这一个一样长出分支。

唐·科马雷奇卡

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多年前,唐·科马雷奇卡在一家平凡的广告公司工作,当时外面开始下雪。他碰巧带了一个新的相机镜头上班,这个镜头可以拍摄清晰的特写照片,所以他带着他的装备出去了。不久之后,科马雷奇卡开始每个冬天都去他的后院拍摄雪花照片,并将自然摄影作为他的全职工作。

科马雷奇卡捕捉到的雪花可以落在世界任何地方,尽管温度、湿度和风速等因素会改变降雪中占主导地位的设计。(例外是人工滑雪胜地的雪,他说。“一点都不漂亮,”他补充道。“它只是一团团冰。”)天然雪花始于水冻结成晶体围绕着一粒灰尘。当它在云层中翻滚,收集水蒸气时,形状会形成精细的分支。空气中不同的微环境以物理学家们仍在试图理解的方式决定了最终形状。科马雷奇卡的照片让研究人员看到了他们在自己的高科技雪花生产实验室中似乎无法生成的形态。

尽管他的工作很有价值,但科马雷奇卡很乐意向任何人介绍他的过程,并惊叹于其他摄影师记录的奇怪形状。“如果我能在我的后院找到这个,”他说,“任何人都能在他们的后院找到这个。”


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Plate-type crystal that developed treelike branches

图片来源:唐·科马雷奇卡

板状晶体,长出了树枝状或树状枝晶。随着中心板的生长,边缘的冰变得太厚,迫使材料向内移动,失去其 60 度角,并在中心形成近乎完美的圆形。

Star-shaped, flake with six-arms.

图片来源:唐·科马雷奇卡

恒星状或星形雪花,有六个臂,直径约八到九毫米。左下角的网状团块是粘在表面的较小雪花。它的大小与之前的雪花大致相同。

Column snowflake.

图片来源:唐·科马雷奇卡

柱状雪花。这种形状是在一个细长的雪花被叫做雾淞的冻结水滴击中时形成的。在这种情况下,每一滴雾淞都引发了一个新晶体的形成。

Column crystal is capped with plates.

图片来源:唐·科马雷奇卡

柱状晶体,顶部覆盖着板状物。照片的角度使这种形状看起来是扁平的,但中心的 X 形是一个板状物,而水平的延伸条是另一个。分隔两者的是柱状晶体,它在两端生长出这些星座。

Plate snowflake that started to grow branches.

图片来源:唐·科马雷奇卡

板状雪花,开始长出分支,融合了它的臂,然后再次分支,显示了微小结构如何随着时间推移发生巨大变化。周边周围的六个小三角形的空白空间显示了融合发生的位置。

Twelve-branched snowflake.

图片来源:唐·科马雷奇卡

十二分支雪花实际上是两个六臂版本粘在一起的。偶然的是,雪花在早期发育过程中以几乎 30 度的旋转角度碰撞。随着臂的生长和分支,形状在彼此周围导航。

Plate snowflake that turned into a stellar dendrite.

图片来源:唐·科马雷奇卡

板状雪花,变成了恒星枝晶。六个臂上的每个分支看起来几乎像羽毛,因为雪花已经开始升华,或从固态变为气态,并且失去了一些硬角。

Small hexagonal plate snowflake.

图片来源:唐·科马雷奇卡

小型六边形板状雪花。指向中心的冰柱和感叹号形状是气泡——一个很好的提醒,雪花是具有(有时难以察觉的)深度的 3D 结构。

Stellar dendrite snowflake.

图片来源:唐·科马雷奇卡

恒星枝晶雪花。最终形态非常平衡,几乎显得对称。当像这样的雪花直径约为一厘米时,两端的湿度和温度可能差异很大,足以扰乱和谐的生长。

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