雨雪云露雾霜的形成和它们所经历的物态变化过程

Question

谢谢啊 我上初2的物理要用

Answer 1

一）雨的形成

我们已经知道，云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。那么，小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢?

在水云中，云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此，在水云里，云滴要增大到雨滴的大小，首先需要云很厚，云滴浓密，含水量多，这样，它才能继续凝结增长；其次，在水云内还需要存在较强的垂直运动，这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中，云滴没有足够的凝结和并合增长的机会，只能引起多云、阴天，不大会下雨。

在各种不同的云内，其云滴大小的分布是各不相同的，造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程，在只有凝结作用的情况下，云滴的大小是均匀的，但由于水汽的补充，使某些云滴有所增长，再加上并和作用的结果，就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降，当有上升气流时，就会有一个向上的力加在雨滴上，使其下降的速度变慢，并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时，才能下降到地面，形成降雨。

（二）雪的形成

我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么，雪是怎么形成的呢?

在水云中，云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。

冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时，冰晶表面会增热而有些融化，并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次，冰晶便增大了。另外，在云内也有水汽，所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是，冰云一般都很高，而且也不厚，在那里水汽不多，凝华增长很慢，相互碰撞的机会也不多，所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水，也往往在下降途中被蒸发掉，很少能落到地面。

最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候，对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华，而过冷却水滴却在蒸发，这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象。在这种情况下，冰晶增长得很快。另外，过冷却水是很不稳定的。一碰它，它就要冻结起来。所以，在混合云里，当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候，就会冻结沾附在冰晶表面上，使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时，便落到地面，这就是雪花。

在初春和秋末，靠近地面的空气在0℃以上，但是这层空气不厚，温度也不很高，会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪"，或"雨雪并降"。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。

同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.

表3. 各类雪的降水量标准

种类 大雪 中雪 小雪
24小时降水量 大于5.0 2.6-5.0 2.5以下
12小时降水量 大于3.0 1.1-3.0 1.0以下

（三）云的形成

人们常常看到天空有时碧空无云，有时白云朵朵，有时又是乌云密布。为什么天上有时有云，有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的？
漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的，有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒，云的底部不接触地面，并有一定厚度。

云的形成主要是由水汽凝结造成的。

我们都知道，从地面向上十几公里这层大气中，越靠近地面，温度越高，空气也越稠密；越往高空，温度越低，空气也越稀薄。

另一方面，江河湖海的水面，以及土壤和动、植物的水分，随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后，成云致雨，或凝聚为霜露，然后又返回地面，渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华)，再凝结(凝华)下降。周而复始，循环不已。

水汽从蒸发表面进入低层大气后，这里的温度高，所容纳的水汽较多，如果这些湿热的空气被抬升，温度就会逐渐降低，到了一定高度，空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升，就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C，则多余的水汽就凝结成小水滴；如果温度低于0°C，则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时，就是云了。

（四）雾的形成

雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物，只是雾生成在大气的近地面层中，而云生成在大气的较高层而已。雾既然是水汽凝结物，因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个：一是由于蒸发，增加了大气中的水汽；另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时，饱和空气如继续有水汽增加或继续冶却，便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到1千米以内时，雾就形成了。

另外，过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。

因此，凡是在有利于空气低层冷却的地区，如果水汽充分，风力微和，大气层结稳定，并有大量的凝结核存在，便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多，因为那里有丰富的凝结核存在。

（五）露的形成

在温暖季节的清晨，人们在路边的草，树叶及农作物上经常可以看到的露珠，露也不是从天空中降下来的。露的形成原因和过程与霜一样，只不过它形成时的温度在0°C以上罢了。

在0°C以上，空气因冷却而达到水汽饱和时的温度叫做"露点温度"。在温暖季节里，夜间地面物体强烈辐射冷却的时候，与物体表面相接触的空气温度下降，在它降到"露点"以后就有多余的水汽析出。因为这时温度在0°C以上，这些多余的水汽就凝结成水滴附着在地面物体上，这就是露。

露和霜一样，也大都出现于天气晴朗、无风或微风的夜晚。同时，容易有露形成的物体，也往往是表面积相对地大的、表面粗糙的、导热性不良的物体。有时，在上半夜形成了露，下半夜温度继续降低，使物体上的露珠冻结起来，这叫做冻露。有人把它归入霜的一类，但是它的形成过程是与霜不同的。

露一般在夜间形成，日出以后，温度升高，露就蒸发消失了。

在农作物生长的季节里，常有露出现。它对农业生产是有益的。在我国北方的夏季，蒸发很快，遇到缺雨干旱时，农作物的叶子有时白天被晒得卷缩发干，但是夜间有露，叶子就又恢复了原状。人们常把"雨露"并称，就是这个道理。

(六）霜的形成

在夜间，地面上的草、木、石块等物体由于向外辐射热量，它们的温度要降低，当温度降至露点时，地面物体附近空气中的水蒸气便达到饱和。若露点高于0摄氏度，水蒸气可在地面物体的表面上凝结成小水滴，这就是露。

若露点低于0摄氏度，水蒸气则要在地面物体的表面上直接凝结成水冰粒，这即是霜。

如果在夜间不仅地面上物体的温度降到了露点以下，而且地面以上稍远处的空气温度也降到了露点，那么空气中的水蒸气将以尘埃为核心凝结成细小的水滴，这便是雾。

当高空中空气的温度降到露点以下，若露点高于0度，空气中的水蒸气在尘埃上凝结成细小的水滴便是云，而凝结成较大的水滴即是雨。若露点低于0度，则空气中的水蒸气将在尘埃上直接凝结成雪。

由此可知，露、霜和雾都不是从天而降的，而是地面附近空气中的水蒸气达到饱和时直接凝结而成的。只有雪和雨才是从天而降的，即是高空中空气里的水蒸气达到饱和时凝结