雪花

雪是降水形式的一种，是从云中降落的结晶状固体冰，常以雪花的形式存在。雪是由小的冰颗粒物构成，是一种颗粒材料（英语：granular material），它的结构开放，因此显得柔软。因为气温和湿度不同，形成的雪花有多种的形状和大小。如果在降落过程中，雪融化后又重新冻结会形成球状降雪，此类降雪有霙、霰、冰雹。雪是从大气中的水蒸气直接凝结而成。云中的低温使得水蒸气结成冰晶，当气温够低时，冰晶落到地面仍是雪花时，就是下雪了。雪形成的条件是，大气中需含冷的冰晶核，充分的水汽，以及气温在0℃（冰点）以下。雪降落的过程被称为下雪或降雪。云中温度低于0℃的许多小云滴在冰晶上互相碰撞凝结形成雪珠，小雪珠是由许多细白的冰粒聚集而成的。当冷空气逐渐向前推移，上升气流减弱，云中水汽直接在冰晶上凝结成较大的形态，此即我们所见到的雪花。如果温度接近冰点，则会落下湿雪，形成较大的雪花，特别是无风的时候。大型的星形雪花直径可达5到7公分。多数的雪花在落下地面的途中会融化成雨，只有当接近地面的空气够冷，才能让雪花落到地面成雪。降雪一般形成于温带气旋周围、空气向上运动的区域中。雪可能会伴随着暖锋的天气系统里向极地方向降落。雷打雪可能发生在气旋的逗号头里和大湖效应的降水带里。在山区，上坡气流在上升过程中在山坡的迎风（英语：Windward and leeward）面达到临界点，如果这时空气够冷的话，也可能有降雪发生。气候区属中纬度至高纬度（即大约于南回归线以南／北回归线以北地区）的地方就会有降雪的机会，如果于低纬度地方中有些地势高于海拔2000米的高山或高原也有同样的机会。海洋气流也能间接影响该区下雪的机会率，如果在高纬度地区一带有较多暖流支配，会减低该区下雪的机会（例如日本本州至九州一带）。在有着相对温暖的水体存在的地方（比如湖泊），大湖效应降雪显得重要。大湖效应的降雪一般发生在暖湖的下风处、温带气旋后的寒冷的气旋气流中，可以在局部区域造成大量降雪。雪花是在云内由微小的冰晶互撞黏在一起后形成丰富多样的形状。没有两个雪花是完全相同的，但雪花仍然谨守着最初的冰晶基本的六角形对称标准结构。透过显微镜可以看见雪花错综复杂的构造大多都是六角形的，而雪花的中心一定呈现出对称的六角形，它之所以有这样的形状，是因为它要在平面上以最有效率的方式布置，它是结晶学的研究对象之一。威尔逊·班特利（英语：Wilson Bentley）是第一位的雪花拍摄者。开普勒曾写过一本研究雪花结构的书，叫《六角的雪花》（De Nive Sexangula）。科赫曲线形状很像雪花。天气非常寒冷时，雪呈细粉状，非常散落，稍有风就会被吹走，落在衣服上也不留湿痕。这种雪没有黏性，因为它们全是由冰晶构成的，里面没有水，所以是“干”的。而在冬末春初的降雪，由于气温较高，这种雪里面含有水滴，会形成“雨夹雪”。世界最高的季节降雪量有2,896 cm（1,140英寸），是于1998－1999降雪季节在美国华盛顿州贝灵厄姆附近的贝克山滑雪场（英语：Mount Baker Ski Area）处测得。此前的记录为2,850 cm（1,120英寸），是于1971－1972降雪季节在美国华盛顿州的瑞尼尔山测得。世界最高年平均降雪量有1,764 cm（694英寸），是于1981-2010年间在日本青森县的酸汤温泉（英语：Sukayu Onsen）处测得。北美最高的年降雪量为1,630 cm（641英寸），是在美国华盛顿州的瑞尼尔山测得。世界最深的雪深有1,182 cm（465英寸），是于1927年2月14日在日本伊吹山的高度为1,200米（3,900 ft）处的山坡上测得。北美最大的雪深为1,150 cm（451英寸），是于1911年3月在美国加州塔马拉克（英语：Tamarack, California）2,100米（7,000 ft）高度处测得。世界上人口超过百万的大城市中降雪最多的城市是日本的札幌市，年平均降雪为595 cm（234英寸）。降雪量以及对应的雪水当量降水量可以由各种雨量计测得。当有能量输入的时候，积雪会由固态转变为其他形态。使积雪融化的能量可能来自下列途径：辐射（太阳发出的短波辐射或者长波热辐射）、热传导（当气温高于0℃时），或者通过落入积雪的，温度超过0℃的雨滴。积雪的融化速度，不仅取决于所输入的能量的多少，也取决于当时的气温和湿度。具体说来，空气越干燥，积雪融化的速度越慢，因为此时雪更容易升华——即固体不经由液体，直接转变为气体的过程——而升华需要较多的能量，这使得周围的积雪被冷却，从而减缓了融化的速度。通过“湿球温度”和“露点温度”，我们可以界定积雪融化过程的三个状态。“湿球温度”指的是从干湿计的湿球温度计上读出的温度，该温度始终低于大气温度——即使大气相对湿度为100%的时候也不例外。而“露点温度”指的是，空气中所含的气态水达到饱和，从而凝结成液态水所需要的温度。露点温度又总是低于湿球温度。举例来说，在相对湿度为50%的时候，当气温低于3.5℃时，积雪升华；当气温介于3.5－10℃之间时，积雪熔解；当气温高于10℃，则积雪融解。降雪有可能会对农业有利，比如中国就有“瑞雪兆丰年”之说。积雪可以成为隔热层，保持土壤的热量，使得农作物不被低于冰点的天气伤害。雪融下去的水留在土壤里，给庄稼积蓄了很多水，对春耕播种以及庄稼的生长发育都很有利。雪中含有很多氮化物，在融雪时被融雪水带到土壤中，成为最好的肥料。雪还能消灭害虫，减少虫害的发生。用雪水浇灌作物可以增加产量，提高品质。雪与冰在中国文化内象征纯洁，如成语“冰清玉洁”。有很多种冬季运动和娱乐方式都依赖于雪，比如滑雪、单板滑雪、雪地摩托、踏雪健行、滚雪球，堆雪人等。雪还可以被用于雪雕，是在严寒国家盛行的户外艺术之一。雪雕主要就是将雪当做塑形的材料，把它捏成固定的形状，再组合起来并修整细节，跟沙雕的原理颇为相近。很多寒冷地区城市都会在冬季举办冰雪节（英语：List of ice and snow sculpture events）或冬季狂欢节（英语：Winter carnival），雪雕和冰雕都是冰雪节的重要组成部分。比如在中国东北地区是雪雕艺术发达的地区，特别是哈尔滨市太阳岛风景区每年都会举办规模盛大的雪雕艺术博览会。在芬兰北部城市凯米每年都会搭建凯米冰雪城堡（英语：SnowCastle of Kemi），并吸引超过50个国家的游客到此访问。已知在火星的高纬度地区有很少量的雪。在土星的卫星土卫六上，有可能存在一种由碳氢化合物构成的“雪”。虽然在金星上几乎没有水，但也存在一种与雪非常类似的自然现象。麦哲伦号探测器在金星最高的山峰上拍到了高反射的物质，它和地球上的雪非常类似。这种物质的形成过程可能与雪的形成类似，但要求的温度很高。因为其高挥发性，它不能在地表凝结，因此成为气体上升到较冷的高地，然后在那里凝结并降落。这种物质的成分还不能确定，有可能是元素碲或硫化铅（方铅矿）。