雪花——从天而降的艺术品

说到给雪花照相,美国科学家魏金在全世界处于领先地位。他从天空中收集雪花,然后把它们安全地带回实验室。为了弄清压缩、凝结和融化会对雪花的结构产生什么样的影响,他还会从厚厚的积雪下面挖掘雪样。在美国农业研究机构一间舒适的实验室内,魏金凭借一台电子显微镜,就能万无一失地区分出各种类型的雪花。在他的摆弄下,雪花的玉照栩栩如生、美不胜收。

魏金的显微照片能帮助美国农业部预测冬雪中究竟含有多少水分,这对于水情预报是相当重要的信息:融化的雪水可以灌溉庄稼,蓄满水库,还能进行水力发电,但有时也会引起洪灾,预报不准就会造成难以估量的损失。农业部通过测量地球表面的微波辐射估算积雪的数量,据此猜测冬去春来时会融化出多少雪水。但是这种测算往往并不准确。魏金认为这是由于他们没有考虑到雪花的种类。不同的雪花有不同的堆积方式,散射的微波有差异,融化后的水量也不同。这就轮到魏金的显微照片大显身手了!通过分析积雪样本,他可以帮助农业部区分各种雪花散射的微波信号。

加州理工大学物理系的肯尼思,则一门心思想知道为什么雪花的形状无一相同。在过去几年里,他不断改进技艺,完善他的雪花孵化室。在孵化室里可以看到雪花“胚胎”在冰针的末端生长。这根冰针也是他的发明之一,它能在强大的电场中高速生长。只要对孵化室里的温度和水分进行调节,他就能制作出任何一种天然雪花的形状。