唐代詩人李白的《北風(fēng)行》中有一名句“燕山雪花大如席”，勾起了我們對燕山雪花的濃厚興趣，雪花真的會有席子那么大嗎？燕山這個地方為什么會出現(xiàn)大雪呢？

雪花到底有多大

眾所周知，“燕山雪花大如席”只是一種藝術(shù)夸張，并不是對現(xiàn)實的實際描述。那么，雪花到底能有多大呢？

世界上最大雪花的紀(jì)錄，出現(xiàn)于1887年美國蒙大拿州的一場暴風(fēng)雪中，人們在這場風(fēng)雪中觀測到一片直達(dá)38厘米、厚約20厘米的雪花，其尺寸堪比奶鍋。這種巨型雪花并非由單一雪晶組成，而是由數(shù)百甚至數(shù)千個雪晶在降落過程中相互粘連形成的聚合體。人們觀察到的由單個雪晶組成的雪花，也就是狹義的最大尺寸的雪花為10毫米，由物理學(xué)家肯尼斯·利布雷希特于2003 年在實驗室中培育并測量確認(rèn)。自然界中普通雪花的直徑通常小于3毫米。

既然小雪花可以通過粘連形成較大的雪花，為什么我們在現(xiàn)實中見不到如席子一樣大的雪花呢？主要原因有以下幾點。

第一，雪晶結(jié)構(gòu)的天然脆弱性。從本質(zhì)上說，雪花是水分子在冰核上凝華形成的六邊形晶體。其微觀結(jié)構(gòu)呈枝杈狀（樹突形），密度僅為水的十分之一，內(nèi)部充滿了空隙。這種多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致雪花的機械強度非常低，只要受到氣流、碰撞等輕微的外力作用就會斷裂。如果強行讓雪花擴大“生長”成席子那么大，其自身的重量足以讓這片雪花在空中解體。

第二，水汽供給的物理極限。雪花的生長依賴空氣中過飽和水汽的凝華作用。雪花越大，其微觀結(jié)構(gòu)中外圍“枝杈”獲取水汽的效率越低，導(dǎo)致在實驗室中人工培育的最大單晶雪花直徑僅有10毫米。此外，大型雪花表面會因凝華釋放潛熱而升溫，加速局部融化，破壞整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。換句話說，水汽擴散速率和熱力學(xué)都在一定程度上限制了雪花的成長。

第三，雪花在下落過程中遭遇的機械和熱力損壞。在下落過程中，達(dá)到一定尺寸后的雪花所受到的空氣阻力遠(yuǎn)超其骨架的承受力，導(dǎo)致自身結(jié)構(gòu)遭到破壞；而且，與其他雪花、雪晶或水滴發(fā)生的碰撞，也會導(dǎo)致雪花破碎。此外，下落中的雪花經(jīng)過溫度較高的低空時，表面發(fā)生融化，致使自身結(jié)構(gòu)解離的速度加快。

氣象學(xué)模擬表明，若要形成直徑1米的“席子雪”，需同時滿足三個條件：一是氣溫長期穩(wěn)定在-2～0℃，這種溫度條件有利于雪花粘連，但不易使其破碎；二是濕度無限接近 100% 且無任何氣流擾動； 三是雪花從云層到地面的下落時間趨近于零，以免與其他物體發(fā)生碰撞。這是一種極其理想的假設(shè)條件，在自然界中根本不可能出現(xiàn)。

燕山緣何多大雪

燕山是華北地區(qū)降雪比較多的地區(qū)，暴雪多集中出現(xiàn)在每年11月至次年3月。為什么燕山容易出現(xiàn)大雪呢？

燕山呈東西走向，與太行山共同構(gòu)成“北京灣”地形屏障。當(dāng)來自東南方向的暖濕氣流向西北推進(jìn)時，受燕山山脈阻擋，暖濕空氣被迫抬升，并因此發(fā)生絕熱冷卻，水汽凝結(jié)成云，所以當(dāng)?shù)厝菀壮霈F(xiàn)降雪，甚至形成地形性的大雪乃至暴雪。

特殊的水汽通道也可能為燕山的降雪提供充足的水汽條件。就大氣環(huán)流而言，冷空氣自蒙古高原南下后，有部分冷空氣從遼東半島經(jīng)渤海侵入華北平原。此時的渤海相當(dāng)于巨型的“加濕器”，使入侵到華北地區(qū)的冷空氣攜帶大量水汽，成為“冷流降雪”的源頭。冷暖空氣在燕山南麓交匯后，當(dāng)?shù)氐乃靠蛇_(dá)日常的2～3倍，為降雪提供源源不斷的水汽。

西伯利亞或蒙古高壓等強冷空氣南下時，在燕山北側(cè)形成冷墊，冷空氣使附近氣溫在短時間內(nèi)驟降，為降雪提供低溫條件。與此同時，當(dāng)副熱帶高壓位置偏北時，其邊緣西南急流會將來自南海和東海的水汽輸送至燕山地區(qū)，為降雪提供適宜的水汽條件。如果暖濕氣流在山前持續(xù)抬升，不斷生成降水云團(tuán)，可能導(dǎo)致降雪長時間滯留。此外，當(dāng)冷空氣楔入暖濕氣流下方時，大氣層結(jié)極不穩(wěn)定，可能觸發(fā)對流雪。這類雪具有強度大、粒徑粗的特點，很有可能在視覺上形成“大如席”的雪花。

（文內(nèi)配圖均已獲得圖蟲創(chuàng)意授權(quán)）

本文節(jié)選自《百科知識》2025.11B

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