雪是怎么形成的原因

雪对许多人来说是生活中的一个事实，但它仍保持着某种神秘感。

最近的寒冷和降雪大多可归咎于不受约束的极地涡旋和大气中过量的水分，这两个问题因气候变化而加剧。然而，对于这样一种常见的自然现象来说，雪仍然有一种诡异的神秘感——没有多少天气事件能如此无声无息地抚慰人心，同时又充满凶险。

长久以来，雪一直是冬天本身的象征，体现了这个季节的宁静、和平的气氛，并且比雨夹雪产生的任何东西都更有趣。

但这些从雪泥到绒毛再到粉末的白色物质是什么呢?它是如何形成的?是什么让它如此迷人？

雪是如何形成的

白色物质背后的科学研究有很多。

引发暴风雪的诀窍是“大气升力”，指的是任何导致温暖潮湿的空气从地球表面上升到天空，并在那里形成云的东西。这通常发生在两个气团碰撞时——迫使较热的空气在较冷的“圆顶”上——但也可能发生在温暖的空气从山的一侧滑动时。在另一种常见的过程中，被称为“湖效应雪”，一团寒冷干燥的空气在湖面上移动，造成温度不稳定，将温暖的水蒸气向上推。

无论什么东西把水蒸气举起来，上升的水蒸气最终都会冷却到变回液体。由此产生的水滴可以形成云，但首先它们需要凝结在某些东西上，就像露水凝结在草地上或水凝结在玻璃杯外面一样。大气层似乎是一个稀疏而孤独的地方，但它并不是空的:远程风将各种微小的碎片带到那里，主要是灰尘和盐。这些漂浮的花絮在天空中循环，甚至横跨大陆和海洋，它们给云滴提供了依附的东西。当你用舌头接住一片雪花时，你吃的可能是撒哈拉沙漠的沙子，中亚大草原的土壤，甚至是自己汽车排气管的烟尘。

风暴云往往会随着它们的增长而滚滚而上，高耸入天空中越来越冷的区域。即使在寒冷的冬天，大多数云仍然是由液态水滴组成的，但一旦降至约14华氏度以下，它们最终会开始结冰。单个的云滴一个接一个地凝固成冰粒，然后冰粒可能会吸引其他水蒸气和水滴到它们的表面。这导致了微小但快速增长的“雪晶”，一旦它们变得足够重，就会突然掉落。

雪花是如何形成独特形状的

雪晶根据云的温度和湿度生长出著名的不同形状(详情见下图)。当它们穿过云层落下时，会聚集越来越多的冰粒，当结晶般的细雨演变成暴风雪时，它们往往会聚集在一起。当这些掉落的晶体离开云的底部时，它们通常已经成长为我们称之为“雪花”的复杂的格子状星暴。

在空中变形的雪

如果空气一直低于冰点，这些雪花就会保持其独特的图案，并以雪的形式堆积在地面上。然而，在下降的过程中，它们经常会经历各种其他的变化，从而产生一些其他不太常见的降水形式。飘落时融化的雪花会变成雨，但有时它们在着陆前会重新冻结，在这种情况下，它们被称为“雨夹雪”。然而，如果它们直到着陆后才重新冻结，就被称为“冻雨”——这是一种看似危险的天气事件，看起来像正常的降雨，但却给道路和人行道涂上了一层光滑的冰光泽。

冬季天气的危险

降雪显然会对交通造成严重影响

除了冻伤和体温过低等与温度有关的威胁外，暴风雪还会对人类社会造成严重破坏，造成通勤者滞留、机场关闭、物资运输受阻、紧急和医疗服务中断。大量的积雪还会倒树木，折断电线，导致屋顶倒塌，有时会导致人、宠物和牲畜连续几天被隔离。1993年的暴风雪就是一个典型的例子——它关闭了亚特兰大以北所有的州际高速公路，使东海岸的城市陷入瘫痪，造成了超过60亿美元的损失。

继2009年底的两场大暴风雪给许多州带来超过一英尺的积雪之后，几周后的另一场暴风雪在美国范围内造成至少20人死亡，大范围的道路封闭和航班取消，甚至在德克萨斯州和附近的州出现了大约二十多场龙卷风。2010年12月，罕见的大雪导致伦敦希思罗机场关闭，欧洲大部分地区也陷入瘫痪。根据最近的一项研究，欧洲降雪增加至少在一定程度上与气候变化有关，因为北极海冰的消失让更多的冷空气向南流动。

大雪对家庭和企业是严重威胁，但对司机来说尤其危险。根据美国国家海洋和大气管理局的数据，在冰雪造成的所有伤害中，约70%来自交通事故，其中四分之一发生在暴风雪中。但危险并没有随着风暴而结束，因为融化的雪经常会导致黑冰、湿滑的道路，甚至春天的洪水，比如冰塞和大量的融雪经常导致北达科他州和明尼苏达州红河沿岸的洪水。