Un copo de nieve está formado por unas 10^19 moléculas de agua. Todas ellas se organizan en torno a un centro formando unos peculiares patrones. Las formas que pueden aparecer en un copo explican cómo se originó, y cómo era de húmeda y caliente la atmósfera en su trayecto hasta el suelo. Ni el nacimiento ni el viaje de dos copos son nunca iguales, así que se puede decir que cada copo de nieve es único, aunque compartan unos patrones similares.
La formación de la nieve comienza alrededor de gotas de agua superenfriada. Suelen medir en torno a 10 micras de tamaño (100 veces menos que un milímetro) y pueden estar a -7 grados centígrados de temperatura, pero aún así se mantienen en estado líquido. Cuando una de estas gotas se adhiere a una pequeña partícula, nace la semilla de la nieve, tal como explica la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA).
Si una de estas gotas superenfriadas contacta con un grano de polvo o un grano de polen se forma un pequeño cristal de hielo. El germen del copo acaba de nacer, pero aún le queda madurar y crecer. A medida que este cristal cae hasta el suelo, el vapor de agua de la atmósfera se va congelando sobre el cristal primario, y generando una estructura cristalina mayor, siempre con seis brazos.
Los cristales tienen una estructura muy organizada, porque las moléculas se colocan en el estado de mínima energía (en el más cómodo, por así decirlo). La forma básica que tendrá el cristal dependerá de la cantidad de humedad del aire en el momento de la congelación de la primera gota. Por ejemplo, si la temperatura era de -5 grados centígrados, el cristal será alargado. Pero si era de -15, será más aplanado.
Una vez formado esa semilla de cristal, los lugares por donde vaya cayendo le darán su forma final. Puede que al principio la humedad y la temperatura hagan que el hielo crezca de una forma, pero pasados unos metros, el cristal podrá crecer de un modo totalmente distinto. Eso sí, en todo momento mantendrá su simetría de los seis brazos, pero cada uno podrá ramificarse aún más. Como cada uno experimentará las mismas condiciones, los brazos serán idénticos.
Cuando los cristales crecen mucho chocan unos con otros y generan agregados. Estos son los llamados copos de nieve, que son las partículas que llegan hasta el suelo y que pueden acumularse en forma de nieve. Aunque el hielo es transparente, las caras de los cristales y las imperfecciones de los copos reflejan todas longitudes de onda (colores) de la luz. Por eso los copos, y la nieve, se ven blancos.
