雪為何都是白色的? 雪花的顏色來自太陽光

白雪茫茫

雪花的形成
雪花的形成需要三個條件:空氣中懸浮著足夠多的水分子;空氣的溫度要足夠低;還要有一個凝結核,就是一些同樣懸浮在空中的很微小的固體微粒,如海鹽、硫酸、氮或其他化學物質的微粒。

當這三個條件滿足,水分子就會圍繞凝結核,凝結成為一個個極其細小的小冰晶。隨著水分子不斷地凝結,小冰晶也不斷地“長大”,當小冰晶的重量大到無法再維持懸浮狀態,在重力的影響下落向地面時,它就變成了一片美麗的雪花。單片雪花的直徑一般不超過2毫米,而我們看到的“鵝毛大雪”,往往是在降落過程中,許多片雪花粘結在一起的結果。

可見,雪花其實由兩部分組成——凝結核,以及凝結在它周圍的冰晶。雪花的顏色自然也就由這兩部分來決定。先看凝結核,凝結核是極其微小的固體微粒,小到人的肉眼幾乎無法辨認,需要借助高倍顯微鏡才能觀察,所以它的顏色可以忽略不計;另一方面,我們知道純凈的水是無色透明的,由水凝結成的冰晶當然也就是無色透明的。所以,單片雪花的顏色其實是無色透明的。

雪花的顏色來自太陽光
如果放大來看,每一片無色透明的雪花就像是一顆晶瑩剔透的六角形寶石,它有很多個表面,每一個表面都像是一面小鏡子。當陽光照在雪花上,光線便會在這些小鏡面之間不斷地折射和反射,最後進入我們的眼睛。因此,我們看到的雪的顏色,其實就是無數片雪花一起反射的太陽光的顏色。

太陽是一顆不斷燃燒著的恒星,它可以發出從紅外線到伽馬射線等各種不同波長、不同顏色的光波和射線,但我們人類的眼睛只能看到其中的可見光部分。透過一個三棱鏡我們可以發現,太陽的可見光其實包含紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色。當這7種顏色混合交叉後就是白色。所以我們平時看到的陽光是白色的,雪花也是白色的。

帶顏色的雪
雪花不全是白色的,世界上還真有的地方曾經下過帶顏色的雪。

話說1969年平安夜這天,位於北歐斯堪的納維亞半島上的瓦騰湖附近下起了雪。到了傍晚,雪越下越大,而且顏色也有點不像白色的了,但因為到了晚上,也就沒有引起人們特別的注意。第二天大清早,當人們高高興興地起床,跑到屋外準備堆聖誕雪人時,卻全都瞠目結舌地呆立在當場——他們看到的是一片烏壓壓的黑雪!那雪既黑又油膩,就像糖炒栗子鍋裏那炒黑了的砂子一般!

耶誕節突降黑雪,這給當地人們帶來了不小的恐慌,很快,就連瑞典首都斯德哥爾摩生態中心的科學家們也被驚動了。經過生態中心科學家們的現場調查,發現黑雪裏包含有許多種工業污染物質,特別是含有大量的殺蟲劑。原來,這些污染物質就是“染色劑”,把雪花染成了漆黑的顏色。

無獨有偶,早在19世紀,英國蘇格蘭曾經下過幾次“黑雪”。因為那時候蘇格蘭的工廠裏,燒的都是黑煙沖天的煙煤,大量的煤煙塵粒聚集在空中,有時就會粘附在雪花上把雪染黑。更誇張的是1897年11月俄國彼得堡下的一次“黑雪”,這次雪花上粘附的既不是殺蟲劑,也不是煤煙,而竟然是像小螞蟻一樣的黑色小昆蟲!

除了黑色的雪以外,中國西藏東南部地區曾下過紅色的雪。這是因為印度洋西南季風有時帶來很多非常細小的紅色水藻,這些紅藻粘附在雪花上降落下來,把雪映得紅艷艷的,就好像天女撒落的紅色花瓣。另外還有“黃雪”、“綠雪”、“藍雪”等,都是雪花上粘附了沙漠裏的沙塵、海裏的水藻等不同的“染色劑”,從而形成了各種不同顏色的降雪。