雪的艺术
如果你近距离观察雪，你可能会注意到它是由成千上万的细小雪花组成的，它们的设计非常复杂。
这些雪花实际上是冰晶。由于不同的因素和力量，它们在我们的大气层中形成，在云层的高处，并在到达地球的过程中发生变化。
我们看看雪花是如何形成的，以及什么大气条件促成了我们所了解的美丽错综复杂的事物。
如何制作雪花
雪花的设计实际上是受大气控制的结晶过程的产物。
大气中的水蒸气附着在自由漂浮的花粉或灰尘斑点上，并充当成核剂。这意味着它可以开始添加（即成核）更多的水分子并变大。当这种情况发生在寒冷的温度下时，水也会结冰并结晶。
尽管雪花有许多独特的样式，但它们都以完全相同的形状结晶——六边形。其原因与水在化学水平上的行为有关。在室温下，水分子在彼此周围随机流动，无休止地形成和破坏键。
然而，当温度降低时，它们开始失去动能并形成更稳定的键。到 0°C 时，它们会将自己重新定位到一个能量效率高的位置，这恰好是一个刚性的六边形配置。这是结冰的水，或冰。
所有雪花都以这种方式成核和结晶。随着更多的水分子在婴儿雪晶中成核，它们结晶出长臂和分枝卷须，形成独特的艺术设计。
这些设计如何实现只是水的可用性和温度的问题，这种关系在 Nakaya 雪花图中得到了最好的描述。
雪花的中谷图
在 1930 年代，日本物理学家 Ukichiro Nakaya 创造了第一个人造雪花，并研究了它们的生长，以此模拟天然雪晶的形成。 Snow Crystal Morphology Diagram 或Nakaya Diagram是他的方便图表，说明了雪花是如何形成的。
该图说明了在雪晶落到地面期间通过大气温度和湿度形成的雪花种类。
雪花的大小和复杂程度取决于大气的湿度。更多的水意味着更大、更复杂的雪花。
令人惊讶的是，随着温度降低，雪花在两类生长（板状与柱状）之间循环。
接近 100 周年纪念日，Nakaya 图的这一细节至今仍令研究人员感到困惑。许多人继续理论化并证明这种现象是如何可能的。
相同的开始，不同的结束
您可能想知道，如果两片雪花都具有六边形起始点并且只能形成柱状或盘状，那么怎么可能没有两片雪花是完全相同的。
答案在于大气的动态特性。
气氛在不断变化。随着每一秒的流逝，温度、湿度、风向和许多其他因素都会在雪晶落到地面时轰击它。
雪晶对这些变化中最微小的变化都很敏感。正在结晶的水蒸气对不同的曝光做出反应，最终形成新的图案。
由于没有两片雪花在同一时间沿着完全相同的路径行进，因此没有两片雪花看起来是一样的。一样的开始，不一样的结局。
Visualized: How Snowflakes are Formed首先出现在Visual Capitalist上。