一封来自天堂的信

随着气温一天天降低，冬天来临了。漂浮在大气中的水分子开始了复杂的变化，催生出冬日里最闪耀的精灵——雪花。

著名冰雪科学家中谷宇吉郎说：“雪晶是来自天堂的信。”

当水汽遇到尘埃

雪花的生命始于云的形成。

水从海洋、湖泊、河流中蒸发，成为水蒸气。水蒸气是气态的水分子。水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，由于吸收能量而活性增强，能够自由地在空气中飘浮。这些小小的水分子充满期待，不断上升到更高的空中。当空气温度变低，组成水蒸气的水分子聚集得越来越紧密，它们相互黏结，或者黏附在空气中的灰尘、花粉等微粒上，形成小水滴，聚积成云。云中的水滴非常小，直径可能只有10微米，也就是一根头发的十分之一粗细。

高空的气流会把云从一个地方带到另一个地方，变成雨落向地面，流向湖泊海洋，完成水循环。然而，云并不是都化成雨。当高空中的温度继续下降，云中的温度也越来越低，低到0℃以下。这时，一个水滴碰到了一个灰尘微粒，在这个小灰尘的依托下变成了一个冰晶，这就是雪的胚芽。

这时候，温度低于0℃,而且云区中过冷却水滴、冰晶、水汽三者共存，共存区中的水汽(也就是空气中的水分子)可以流动，流动的方向是从水汽压高的地方流向水汽压低的地方。

科学家告诉我们，在共存区中，冰晶表面的饱和水汽压低，水滴表面的饱和水汽压高。而水汽区的水汽压处于冰晶表面和水滴表面饱和值之间，水滴表面会蒸发出水汽(水分子)。水分子通过水汽区到达水汽压低的冰晶表面，并凝华在冰晶上，使冰晶生长变大。像这样，水滴不断蒸发水分子而变小或消失，冰晶让水分子凝华而长大的转化过程，称为“贝吉龙过程”。

另外，过冷却水并不稳定，当与冰晶相撞，也会冻结黏附在冰晶表面，让冰晶长大。当冰晶重到上升气流和空气阻力无法托住它的时候，就会慢慢长成雪花，落到地面。“大约需要10万个水滴的水汽才能形成一片雪花。”一直研究雪花的肯尼思·利伯瑞彻特(Kenneth Libbrecht)博士说。一片雪花从形成到落地需要15~45分钟。