Для того чтобы вода или пар превратились в лед, необходимы ядра конденсации. Для пара такими ядрами конденсации могут служить пылинки, ионы и молекулы определенных газов.
При переохлаждении водяного пара, например, в облаке начинается превращение водяного пара в кристаллы льда. При этом образуются твердые осадки — град, крупа, снег. Не имея возможности рассказывать обо всех видах твердых осадков, мы остановимся на самом распространенном типе — снежинке.
Снежинки очень разнообразны по форме. Среди них различают десятки различных видов. Они могут иметь форму звездочек, пластинок, игл, ежей, столбиков, запонок и многих других. Известны коллекции снежинок, собранные рядом ученых. Сохранить снежинку невозможно, поэтому ее фотографируют под микроскопом на черном фоне. Коллекции таких фотографий насчитывают несколько тысяч снимков, причем среди них нет и двух совершенно похожих.
Размеры снежинок колеблются в довольно широких пределах. Например, звездочки имеют диаметр от 0,5 до 7 мм. Толщина такой звездочки колеблется от 0,005 до 0,06 мм. Вес ее 0,0001—0,0005 грамма. Иногда снежинки сцепляются между собой, образуя хлопья снега. Хлопья могут достигать размеров от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров. В таких гигантских хлопьях бывает 2000–3000 снежинок, и вес их иногда достигает 1,5 грамма.
Форма снежинок зависит от условий, в которых они образовались, от насыщенности пара, от температуры воздуха в облаке. Единственно, что общего имеют все снежинки, — это исходную форму кристалла — правильного тетраэдра, или четырехгранника, каждая грань которого равносторонний треугольник. Пожалуй, лучшая иллюстрация кристалла льда — упаковка молока в вощеные пакетики, которые тоже имеют форму четырехгранника. Любая снежинка — это комбинация таких четырехгранников, а поэтому все снежинки имеют шестилучевое строение, и лучи, грани, ребра всегда образуют углы между собой, кратные 60°. Иногда на рисунках художников можно увидеть восьмилучевые снежинки. При всем разнообразии снежинок в них не может образоваться восемь лучей. Конечно, художники не знают кристаллографии, но пусть они будут внимательнее, разглядывая снежинки. Ведь не изобразят же они человека на трех ногах.
Снежинка образуется в облаке, она кружится в воздушных потоках, растет, приобретая все более сложную форму, и, наконец, падает на землю. Если снегопад происходит в тихую погоду, снежинки падают на землю, образуя пушистый покров. Если дует сильный ветер, снежинка несется по поверхности, лучи ее обламываются, и она превращается в снежную пыль, из обломков снежинок возникают заносы, снег ложится плотнее. Но даже если снежинка и не будет сломана ветром, а мягко опустится на землю, то все равно она долго не удержится в той первоначальной форме, в которой она парила. Уже через несколько часов под влиянием процессов, протекающих в снежной толще, она приобретет новую форму.
