雪花能有多大？
典型尺寸： 绝大多数雪花的直径在
0.5毫米到5毫米 之间。我们肉眼看到的“鹅毛大雪”通常是由多个雪花粘连在一起形成的雪团或雪簇。
巨型雪花： 历史上记录到的真正意义上的巨型
单朵雪花（更准确地说是
雪花聚合体）尺寸非常惊人：
- 最著名的记录： 1887年1月28日，在美国蒙大拿州基奥堡的一次暴风雪中，据记载观测到了直径达 15英寸（约38厘米） 的巨型雪花聚合体。这是最常被引用的记录，但需要指出，当时的测量方法（如目测、用尺子量落在深色表面的样本）可能不够严谨，其确切尺寸存在争议。
- 其他可靠记录： 现代更严谨的观测记录到的巨型雪花聚合体通常在 10厘米到20厘米（4英寸到8英寸） 之间。例如：
- 20世纪90年代，科学家在美国科罗拉多州博尔德附近测量到直径约12.7厘米（5英寸）的雪花聚合体。
- 日本科学家在实验室环境和野外观测中也记录到过直径超过10厘米的雪花聚合体。
物理极限： 理论上，雪花聚合体的大小受限于其结构强度。雪花本身非常脆弱，当聚合体变得太大太重时，在下落过程中遇到气流扰动就很容易破碎。因此，直径超过20厘米的雪花聚合体极其罕见，接近物理极限。
巨型雪花（雪花聚合体）形成的气象条件分析
巨型雪花并非一个巨大的单晶冰晶，而是由大量较小、结构松散的冰晶（通常是树枝状星形冰晶）在下降过程中相互碰撞粘连形成的聚合体。其形成需要极其特殊且短暂维持的气象条件组合：
接近0°C的温度：
- 关键层温度： 在雪花形成并下降的云层下方，需要有一个相对较厚（几百米到上千米）的气层，其温度非常接近0°C（通常在-1°C到+1°C之间）。
- 作用： 在这个温度范围内，冰晶表面会形成一层极薄的、几乎难以察觉的液态水膜（过冷水）。当冰晶相互碰撞时，这层水膜起到了“胶水”的作用，使它们能够牢固地粘连在一起，而不是弹开或破碎。温度过高（>1°C）雪花会融化；温度过低（<-5°C）冰晶表面过于干燥，粘连效率大大降低。
极高的相对湿度（接近饱和）：
- 云内和关键层： 云层内部以及下方接近0°C的关键气层都需要接近100%的相对湿度。
- 作用：
- 保证冰晶在生长和下降过程中不会因升华（冰直接变成水汽）而显著缩小或失去精细结构。
- 维持冰晶表面的那层薄水膜，促进粘连。干燥的空气会使水膜蒸发，失去粘性。
稳定、平静的大气层结：
- 微弱的垂直风切变： 垂直方向上风速和风向的变化要非常小。
- 作用： 强烈的风切变会撕裂正在形成的脆弱聚合体，或者使不同大小、速度的雪花分离，减少碰撞粘连的机会。平静的环境允许雪花以相似的速度缓慢下降，增加碰撞和粘连的时间窗口。
微弱的上升气流：
- 适度的抬升： 需要存在非常微弱的上升气流。
- 作用：
- 轻微减缓雪花的下落速度，延长它们在接近0°C、高湿的关键层中停留的时间，从而有更多机会相互碰撞粘连。
- 帮助支撑正在增大的聚合体的重量，防止其过早加速下落。但上升气流不能太强，否则会把雪花吹散或带回到更冷的云层中冻结得更硬，降低粘连性。
合适的冰晶类型：
- 树枝状星形冰晶： 形成巨型聚合体的最佳“原材料”是具有复杂分枝结构的大尺寸树枝状星形冰晶。
- 作用： 这种冰晶结构松散、密度低、表面积大、分枝多。它们在下落过程中容易相互交错、勾连，为碰撞粘连提供了巨大的接触面积和物理“抓手”，更容易形成大型的、蓬松的聚合体。针状、柱状或板状冰晶粘连形成大聚合体的效率较低。
云底高度适中：
- 云底不能太高，否则雪花在下落穿过较长的低于0°C的干燥气层时会因升华而缩小。云底也不能太低（接近地面），否则留给雪花在关键粘连层中增长的时间太短。
总结：巨型雪花形成的“完美风暴”
巨型雪花聚合体是多种苛刻气象条件在特定时间和空间上完美配合的产物：
云中产生大量优质“原料”： 云层中产生丰富的大尺寸树枝状星形冰晶。
关键粘连层： 云层下方存在一个深厚、温度非常接近0°C（-1°C至+1°C）、湿度接近饱和、大气稳定、垂直风切变极小、有微弱上升气流的“黄金粘连层”。
缓慢下降与粘连： 雪花在这个粘连层中缓慢下降，频繁碰撞，并依靠表面的薄水膜牢固粘连，像滚雪球一样越聚越大。
安全着陆（或观测）： 这个聚合体在形成后能相对完整地落到地面被观测到（落地时撞击也可能导致破碎）。
正因为这些条件同时满足非常困难且短暂，所以巨型雪花极其罕见。它们通常出现在温和的冬季风暴后期，当较冷的空气逐渐被较暖湿的空气取代，形成稳定的、接近融点的近地面层时。历史上那些超大尺寸的记录（如38厘米）虽然存在，但受限于当时的观测条件，其精确性和普遍性需要谨慎看待。现代观测证实，直径10-20厘米的雪花聚合体在特定条件下确实可以形成，已是自然界中雪花尺寸的极限。
