我国古人很早就注意到雪花为六角形，早在西汉时期的《韩诗外传》中就曾提道：“凡草木之花多五出，雪花独六出。”花分瓣叫作“出”，《韩诗外传》中的这句话明确指出了雪花与其他草木之花在花瓣数量上的不同，即雪花为六出，而水陆草木的花大多为五出。故人们常以“六出”代称雪花。
依照现在的大气科学来看，古人对雪花形状的认识并不完全正确，雪花的形状也不仅仅只有六边形。
雪花之所以呈现六边形，是因为水分子在特定温度和湿度条件下凝结形成的冰晶结构为六方晶系。 在物理学中，这种结构被称作“密排结构”，它占据了最小的体积和面积，能量最低，且最稳定。 水分子间的氢键作用力使得雪花在形成过程中自然选择了这种最优的结构，从而形成了六边形。
不过，雪花的形态并非一成不变。不同的温度和湿度等环境条件会影响雪花晶体的生长方式和最终形状，使得雪花表现出其他形态。此外，即便雪花在整体上都是六角星形，在细微形态上也有很多差别。有人专门收集过不同形状的雪花，竟然发现有6000多种不同细微形态的雪花。也有人认为，雪花有2万种形状。换句话说，每一片雪花都是独一无二的。
常见的雪花形状包括板状、星形、柱状以及针状等。其中，板状是最简单也最常见的雪花形状，它如同一块六角形薄片，有的整齐而对称，有的错综复杂，呈不规则堆叠的六角形。
星形雪花由多个细小的分支组成，每个分支都呈现出六角形的对称性，像一颗有六角光芒的星星。它们通常在温度接近冰点时形成，并且几乎可以在任何气象条件下产生。
高倍放大的柱状雪花
在非常寒冷的条件下，雪花可能会形成细长的针状结构，这些针状结构紧密排列在一起，形成类似羽毛的外观，它的两端有浑圆的，也有尖尖的，还有单根针状和数根针状合并而成的。柱状雪花的形状像细长的圆柱体。柱状雪花通常在温度更低、风力更强的情况下形成，因此经常出现在寒冷的冬季或高山地区。
在特定的气象条件下，雪花还会形成极其复杂的分支结构，这些结构可能包含多个层次的分支，每个分支都进一步细分为更小的分支。
本文节选自《百科知识》2024.12B
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