最美的雪花飘落吉林

在吉林省白山市，一场降雪出现了许多形态特殊的雪花。摄影／张超（点开大图，欣赏不同形态的雪花）

最美的雪花飘落吉林

“这些小小的薄冰片，是如此平整，如此光滑，如此透明。厚度比纸还薄，却有着完美的六边形结构，六边形当中的每一个边都是那么的平直，六个角的大小也完全一样……人类绝不可能制作出这样精细的东西。”1635年，法国数学家、哲学家笛卡尔对雪花发出了这样的赞叹。

我一直热衷寻找关于雪花的数据。在笛卡尔之前，约翰纳斯·开普勒（Johannes Kepler），也就是提出了开普勒三定律的那位德国天文学家，在1611年出版了《六边形雪花》，那是西方国家最早关于雪花的科学文献。到了17世纪中叶，显微镜的发明使雪花的观察研究成为可能；1885年，一位名叫威尔森•本特利的20岁青年拍出了第一张雪花显微照片。在之后的46年里，本特利运用老式的玻璃底片共拍摄了5000多张雪花照片。

威尔森•本特利拍摄的雪花显微照片。图源网络

我有幸看到了这些老照片，但它们的清晰度难以满足当下的审美要求。我有位志同道合的好友张超，他任职于中国科学院国家天文台，工作与光学以及天体物理有关。追逐雪花，并用显微镜记录和研究它们多样的结构，是张超热衷的事。

每逢冬季，张超会根据气象雷达图及天气预报关注降雪的地区，然后根据状况决定是否去拍摄雪花。一旦决定前往，他会通过微博等个人媒体在网上发布现场拍摄的雪花显微照片，粉丝们称他是“雪花猎人”。

纷飞的大雪中，“雪花猎人”张超耐心寻找着与众不同的雪花。摄影／赖宇宁

显微镜下白山市的雪花

航班由北京飞往长春，沿途张超的眼睛一直盯着舷窗外。他说，冬季的大地上有一条积雪的界线，就像高山上的雪线一样。果然，飞机驶过四平市再向东北，大地很快覆满了积雪。

“以前几年，我看到积雪的雪线位置大致在辽宁省昌图县至吉林省四平市之间，今年比以往更靠北了一点点。”有积雪的地区，一定程度上说明了那里降雪充沛且气温较低。根据冬季温度和降水统计，吉林省东南部常会出现适合雪花生成的温度与湿度条件。

吉林长白山。图源网络

根据气象雷达图，降雪的主要区域位于吉林省白山市至吉林市的范畴内。我们在长春没有停留，直接乘长途车一路向南，终于在夜幕降临时赶到了白山市，当晚入住紧邻浑江的一家旅店。

翌日清晨，雪簌簌地下起来。我们将显微镜放到住宿旅店门口的桌子上，拿出几块洁净的载玻片，收集雪花样本。显微镜由铸铁打造，上面接有照相机。待它们的温度降到与环境一致，不至于使雪花升华或融化时，拍摄正式开始。

显微摄影师张超正在使用质地细软的兔毛，将雪花剥离。摄影／高新宇

落在载玻片上的雪花交织错落，张超从工具盒中取出细刷以及一根纤细的兔毛，小心翼翼地将一枚枚雪花剥离开来。分离工作必须特别小心，动作大了容易破坏雪花的外观，但如果耽误的时间太长，温度升高又会让好不容易取得的雪花瞬间消融。

雪花经常会粘连、重叠，拍摄者需要使用兔毛、昆虫针、玻璃针等工具，将其逐一剥离。摄影／高新宇

雪花是大气中的水汽被冷冻之后飘落下来的，看起来好像只是个很简单的凝华过程。然而每一片雪花都包含无数精妙的细节，且每一片都有着与另一片不一样的形态。由此产生了一个问题：既然人们总是称赞雪花之美，那么中国各地的雪花是否可以一较高下，来次比美呢？

其实类似想法也早就盘桓在张超心中，挥之不去。多年追逐雪花的经历，在他头脑中埋下一个猜想：吉林省的东部地区是不是中国雪花种类最丰富、形态最完美的区域呢？这也是张超一遍遍来吉林拍摄雪花的动力，他要验证猜想。

现在张超正伏在显微镜上凝神查看：各不相同的雪花纷纷呈现出来：六边形的、星状的、星盘状的、树枝状的……

显微镜下的雪花结晶过程。图源网络

一枚雪花落下来后继续生长着。我看到那雪花的六个树枝状花瓣在显微镜视野中缓慢地延展，其主分支和次分支无一不是尖锐、细长。来自日本海的暖湿气流使当时空气湿度高达90%——如果环境干燥，雪花不仅不再生长，其锐利的棱角通常还会随水分升华而变得圆钝。

还有枚雪花落在载玻片上并未停歇，而是像风车般转动。等它不转了，我们才发现这枚雪花只有3个分支，就像是发电风车的扇叶。

丝瓜瓤上的一枚星状雪花。摄影／张超

这些雪花太美了，但美是一个令人争论的问题。雪花的美，标准是什么呢？张超想起了日本北海道的物理学家中谷宇吉郎。1954年，中谷宇吉郎首次把雪花分成了41种形态类别，并用字母与数字的组合来将它们分别标示。为了能让公众看得明白，张超依据这个类别体系将雪花进行了形态描述，比如常见的雪花有六边形雪花、星状雪花、扇形雪花、星盘雪花、树枝雪花、蕨叶雪花、复合雪花、非六瓣雪花等，而每类雪花又能细分成很多种。

分类完成了，究竟哪种类型的雪花最美呢？这又是一个「仁者见仁，智者见智」的问题。张超想起了自己的微博。通过统计，“树枝状雪花”被转发和点赞的频次最高，张超自己也认为这类雪花更加符合大众审美。因为按照分形几何学来看，树枝状雪花的次级结构繁复多样，充满了逻辑美感。根据国际研究，此类雪花多在–10℃ 至–20℃ 的环境中形成，同时需要充裕的水汽补给以及较为漫长的生长时间。如果水汽或时间条件不够充分，雪花就可能发育成星状、扇形或者星盘状。

结构繁复多样的雪花。图源网络

当日，拍摄时的气温大约在–15℃ 至–16℃ 。张超在显微镜下看到多种形态的树枝状雪花：宽枝树枝雪花、细枝树枝雪花、中心带有六边形的复合型树枝雪花……他描述着每枚雪花的形态。树枝状雪花也不仅是六瓣，还有十瓣、十二瓣的……

张超仍然没有得出“吉林的雪花最美”这个结论。他还在犹豫，他准备再来一次吉林，再给自己一次验证猜想的机会。

–15℃以及水汽充裕，才能孕育出大而精美的雪花

因为温度和湿度的差异，各地降雪时雪花形态也千差万别。中国哪里的雪花最精彩？这是个迄今没有人认真解答过的问题。
按照国际研究，温度在–15℃左右，没有强风，且空中水汽充分时，飘落的雪花往往形态丰富，大而精美。

直径5毫米的大雪花，枝瓣如蕨叶。摄影／张超

中国之大，这样的地方还不好找吗？根据十年的追雪经历，张超总结了句：“细想起来这条件简直太苛刻了。”

华北平原、辽东半岛以及秦岭淮河以南的低海拔区域统统是不行的。即便降雪充沛，这些地方气温也难以降至–10℃ 以下。张超在西安、武汉、南京、杭州、大连等地拍到的雪花大多六个花瓣，形态简单，或呈细针状。

除了雾凇，长白山还有精美绝伦的雪花。摄影／朴龙国

青藏高原、内蒙古高原以及黄土高原的多数地区空气湿度不够。在西藏拉萨、内蒙古乌兰察布、陕西榆林以及河北张家口，张超拍的雪花主要是各种六边形以及六棱柱状——空心的、实心的、宽边的、薄边的……但很难见到具备明显花瓣结构的雪花。

喜马拉雅山、横断山、天山等高海拔山地会不会经常能看到美丽的雪花？答案同样不乐观。山地间的温湿度通常不稳定，而且强风对雪花的形成非常不利。

越冷的地方雪花越大？事实并非如此

“百度知道”上有个问题是“中国哪里的单片雪花最大？”被采纳的答案为“黑龙江漠河，理由是那里最北、最冷”。
难道不是越冷的地方雪花越大吗？现实中绝非如此。

我想起自己在内蒙古自治区呼伦贝尔市的一次经历，那天气温大约–30℃ 。雪悄然而至，行人小声嘟囔着：“下雪还是下冰呢？”落在手套上的雪粒细小，凭肉眼看不出任何结构。等到夜晚来临，路灯下雪如尘埃般在空中飘舞，晶莹闪烁，光华夺目。

钻石尘。图源网络

这种细小而闪亮的雪，在气象学中名为“钻石尘”。太阳初升时，它们会将阳光折射出华丽的日晕，这是其他类型雪花无法呈现的奇景。

我在张超的图库中看他以往在东北地区拍摄到的“钻石尘”：雪粒有的是六棱柱；有的是六棱柱带着两个帽子的纺轴状；有的是杯子状；还有的犹如一条布满花纹的法杖……它们没有“花”状结构，但都有明显的结晶面——结晶面如复杂的棱镜，可以将阳光呈现出特殊的光晕。

我曾以为呼伦贝尔地区空气湿度不够，故而不常出现形态繁复的雪花。可张超从较湿润的哈尔滨松花江畔以及小兴安岭拍回的雪也大多形态简单。他道明其中原因：“气温低到–20℃ 之下，空气中的水饱和度就会明显下降。无论水汽是否充裕，雪花都无法发育得足够宽大。”

大如鹅毛的雪片，细节往往乏善可陈

按照全国1月等温线地图、降水量图以及湿度数据，新疆伊犁河谷的冬季似乎比较符合“–15℃ 以及水汽充裕”的要求。

雪花形态与温度、湿度的关系坐标图。绘图/苏超

所谓“燕山雪花大如席”。然而张超告诉我说，国内真正经常出现鹅毛大雪的地方绝对不是燕山所在的华北地区，而是在空气湿润的伊犁河谷。来自北大西洋的潮湿空气在天山两麓的夹击下形成充沛降水，使得伊犁的冬天经常大雪纷飞。

鹅毛大雪。图源网络

去年正月初三，张超订机票飞往新疆维吾尔自治区的伊宁市，当地朋友拉着他奔向位于西天山山麓的库尔德宁镇。当晚库尔德宁便迎来一次强降雪天气。张超发来照片，暖暖的暮光下，鹅毛般的雪将路边杨树裹成了淡金色；沿途村庄的墙头上很快蓄起了圆润蓬松的积雪；两个卖煤的哈萨克族小伙子在雪中驾着马车，神情潇洒俊朗。

“风景不错，但情况不乐观。山麓的气温也只有–3℃ ，不够冷；海拔稍高的地方风又太大，落下来的雪花都是残缺的——它们在空中就被风撕扯碎了。”张超像白居易笔下“心忧炭贱愿天寒”的卖炭翁，整夜祈祷着气温能再降低些，可惜终未如愿。

温度和湿度是影响雪花形态的重要因素。图源网络

但他当晚拍的照片让我第一次看清了鹅毛雪片的结构——那其实是几十枚雪花以细长花瓣勾连在一起而形成的组合；但如果细看每枚雪花，你会发现它们的形态大多不够精致、完整。

鹅毛大雪将冬季的伊犁河谷装点得充满童话氛围，可惜雪花细节难言精彩。空气湿度确实够大。遗憾的是，降雪时河谷中的气温往往不够寒冷，这是张超计划行程时未料到的。

领略雪花之美，吉林省东南部享有天时地利

2017年2月18日，吉林省东南部及中部地区迎来了又一场中到大雪。我再次与张超前往吉林，整整一昼夜的时间，拍摄收获颇丰。

19日凌晨，气温大约–10℃至–15℃ ，树枝状雪花接连不断地出现，其中较大的直径达8—10毫米，用肉眼便可以看见它们的细微结构。张超还拍摄到多个之前从未见过的特殊雪花类别，为他正在筹建的“中国雪花图库”增添了新成员。

美丽纷呈的雪晶就象是来自云端的明信片。摄影／张超（点开大图，欣赏不同形态的雪花）

2月21日，我们回到北京，恰巧北京也在下雪。显微镜下，一些雪花的表面沾满了冰珠，好像穿了一件珍珠衫。冰让原本轻盈的雪花变得沉重，甚至形态模糊。张超告诉我，这种雪被称作“霰”，城市中经常会见到。

冰珠是雪花在空中通过逆温层时液化，之后重新冻结而成的。在冬季，大城市上空更容易出现逆温层。它们不仅不利于污染物的扩散，也会对雪花形态产生影响。

“要说雪花形态的丰富和精彩，真就数吉林省东南部最棒。”经过多年的观测与总结，张超终于说出了憋藏已久的结论。

我国冬季温度适宜“最美雪花”生长的地区分布示意图。

从日本海北上的暖湿气流为吉林省东南部带来了频繁降雪以及充沛的水汽，那边1月份平均气温通常在–14℃ 至–18℃ 之间。另外重要的是，逆温层对雪花干扰较弱；长白山地区的空气质量更是无与伦比。

吉林省年均降雪量分布示意图。

除了白山市，张超在二道白河镇、吉林市乃至长春市也都拥有美好而值得铭记的拍摄经历。我问他：“国内有没有其他地方能和吉林的雪相媲美？”张超回答：“新疆北部的阿尔泰地区或许值得期待，但去那边毕竟太周折了。还是来吉林拍雪花最畅快惬意。”

略显遗憾的是，尽管近几十年来我国一直有关于雪花的研究，但其成果大多深奥晦涩，难以引起公众的关注。热衷于雪花显微摄影的人，国内更是寥寥无几。吉林雪花的结构之美，又有多少人注视、观察过呢？

每枚雪花都有独一无二的微观结构。图源网络

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撰文丨韩烁

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