相信北方的朋友都有看到過雪花，但是大多數的人不清楚雪花是如何產生的。下面為您精心推薦了雪花產生的科學原理，希望對您有所幫助。
下雪是一種自然現象，空中的水汽凝華後，又重新落到地面上的過程，水是地球上各種生靈存在的根本，水的變化和運動造就了我們今天的世界。在地球上，水是不斷循環運動的，海洋和地面上的水受熱蒸發到天空中，這些水汽又隨着風運動到別的地方，當它們遇到冷空氣，形成降水又重新回到地球表面。這種降水分為兩種：一種是液態降水，這就是下雨;另一種是固態降水，這就是下雪或下冰雹等。
大氣裏以固態形式落到地球表面上的降水，叫做大氣固態降水。雪是大氣固態降水中的一種最廣泛、最普遍、最主要的形式。大氣固態降水是多種多樣的，除了美麗的雪花以外，還包括能造成很大危害的冰雹，還有我們不經常見到的雪霰和冰粒。
大氣固態降水分為十種：雪片、星形雪花、柱狀雪晶、針狀雪晶、多枝狀雪晶、軸狀雪晶、不規則雪晶、霰、冰粒和雹。前面的七種統稱為雪。為什麼後面三種不能叫做雪呢?原來由氣態的水汽變成固態的水有兩個過程，一個是水汽先變成水，然後水再凝結成冰晶;還有一種是水汽不經過水，直接變成冰晶，這種過程叫做水的凝華。所以説雪是天空中的水汽經凝華而來的固態降水。
雪花形成條件一個條件是水汽飽和。空氣在某一個温度下所能包含的最大水汽量，叫做飽和水汽量。空氣達到飽和時的温度，叫做露點。飽和的空氣冷卻到露點以下的温度時，空氣裏就有多餘的水汽變成水滴或冰晶。因為冰面飽和水汽含量比水面要低，所以冰晶生長所要求的水汽飽和程度比水滴要低。也就是説，水滴必須在相對濕度(相對濕度是指空氣中的實際水汽壓與同温度下空氣的'飽和水汽壓的比值)不小於100%時才能增長;而冰晶呢，往往相對濕度不足100%時也能增長。例如，空氣温度為-20℃時，相對濕度只有80%，冰晶就能增長了。氣温越低，冰晶增長所需要的濕度越小。因此，在高空低温環境裏，冰晶比水滴更容易產生。
另一個條件是空氣裏必須有凝結核。有人做過試驗，如果沒有凝結核，空氣裏的水汽，過飽和到相對濕度500%以上的程度，才有可能凝聚成水滴。但這樣大的過飽和現象在自然大氣裏是不會存在的。所以沒有凝結核的話，我們地球上就很難能見到雨雪。凝結核是一些懸浮在空中的很微小的固體微粒。最理想的凝結核是那些吸收水分最強的物質微粒。比如説海鹽、硫酸、氮和其它一些化學物質的微粒。所以我們有時才會見到天空中有云，卻不見降雪，在這種情況下人們往往採用人工降雪。
雪花形成過程雪花的形狀極多,而且十分美麗.如果把雪花放在放大鏡下,可以發現每片雪花都是一幅極其精美的圖案,連許多藝術家都讚歎不止。但是，各種各樣的雪花形狀是怎樣形成的呢?雪花大都是六角形的，這是因為雪花屬於六方晶系。雲中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有兩種形狀。一種呈六稜體狀，長而細，叫柱晶，但有時它的兩端是尖的，樣子像一根針，叫針晶。另一種則呈六角形的薄片狀，就像從六稜鉛筆上切下來的薄片那樣，叫片晶。
原來，在冰晶增長的同時，冰晶附近的水汽會被消耗。所以，越靠近冰晶的地方，水汽越稀薄，過飽和程度越低。在緊靠冰晶表面的地方，因為多餘的水汽都已凝華在冰晶上了，所以剛剛達到飽和。這樣，靠近冰晶處的水汽密度就要比離它遠的地方小。水汽就從冰晶周圍向冰晶所在處移動。水汽分子首先遇到冰晶的各個角稜和凸出部分，並在這裏凝華而使冰晶增長。於是冰晶的各個角稜和凸出部分將首先迅速地增長，而逐漸成為枝叉狀。以後，又因為同樣的原因在各個枝叉和角稜處長出新的小枝叉來。與此同時，在各個角稜和枝叉之間的凹陷處。空氣已經不再是飽和的了。有時，在這裏甚至有昇華過程，以致水汽被輸送到其他地方去。這樣就使得角稜和枝叉更為突出，而慢慢地形成了我們熟悉的星狀雪花。
上面説的實際上是一個典型的星狀雪花的形成過程。它的相當部位，不論形狀或大小，都應當是相同的。這種典型的星狀雪花只有在一個理想的、平靜的環境中(譬如在實驗室內)才能形成。在大氣中，它不能象上面説的那樣有步驟地增大，所形成的形狀也就不能那樣典型。這是因為冰晶逐漸在下降着，而且有時在旋轉着，各個枝叉接觸水汽的多少有所不同，而那些接觸水汽較多的枝又便增長得較多。因此，我們平常所看到的雪花雖大體上一樣但又互不相同。
以上所述都是單個雪花的情況。在雪花下降時，各個雪花也很容易互相攀附併合在一起，成為更大的雪片。雪花的併合大多在以下三種情況下出觀：(1)當温度低於0℃的時候，雪花在緩慢下降的途中相撞。碰撞產生了壓力和熱，使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起，隨後這些融化的水又立即凍結起來。這樣，兩個雪花就併合到一起了。(2)在温度略高於0℃的時候，雪花上本來已覆有一層水膜，這時如果兩個雪花相碰，便藉着水的表面張力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很複雜，則兩個雪花也可以只因簡單的攀連而相掛在一起。
雪花從雲中下降到地面，路途很長，在條件適合時，可以經多次攀連併合而變得很大。在降大雪的時候，有時有一些鵝毛般的大雪片，就是經過多次併合而成的。但是，有時雪花互碰時不是互相併合在一起，而是給碰破了，這時便產生一些畸形的雪花。例如，在降雪的時候，有時會見到一些單個的"星枝"，就屬於這種情況。
當實有水汽壓僅大於平面的飽和水汽壓時，水汽只在面上凝華，形成的是柱狀雪花。
當實有水汽壓大於邊上的飽和水汽壓時，邊上和麪上都會發生凝華。由於邊上水汽供應較充分，故在冰晶邊上凝華比面上快，多形成片狀雪花。
當實有水汽壓大於角上的飽和水汽壓時，面上、邊上、角上都有水汽凝華，但尖角處位置突出，水汽供應最充分，凝華增長得最快，故多形成枝狀或星狀雪。
又由於冰晶不停地運動，它所處的温度和濕度條件也不斷變化，這就使得冰晶各部分增長的速度不一致，形成多種多樣的雪花。
