00-1010高空气温很低,空气中的水汽凝结时,不是凝结成水滴,而是被水汽直接凝结成小雪花。这种不经过液体而从气体变成固体的过程叫做& quot升华& quot在气象学上。所以可以认为雪花是以特殊方式形成的冰。
当云中同时存在冰晶和过冷水滴(云中气流稳定、温度在-20摄氏度或更低时能保持在云中的水滴称为过冷水滴)时,就容易产生雪花。冷却的水滴比冰晶更容易蒸发。
当冰晶上的水蒸气达到饱和不再蒸发时,过冷水滴此时并不停止蒸发。蒸发出来的水蒸气在冰晶表面升华凝结,体积逐渐增大,变成一朵枝繁叶茂的六边形小冰花。这是雪。
00-1010雪花形成的主要过程是:雪花是空气中的水蒸气遇冷凝结而成的。一般水蒸气会先凝结成水才能成冰,但雪花是水蒸气直接凝结而成的。
水蒸气先凝结成小冰晶。这些冰晶相互碰撞,在这个过程中已经被热量融化,相互融合,重新冻结。反复之后,冰晶会增多。当它们大到足以克服空气的阻力和浮力时,就可以落到地面上,形成雪花。
1.降雪降雪的过程称为下雪或降雪量。云中许多温度低于0的小云滴在冰晶上相互碰撞凝结形成雪珠,雪珠由许多细小的白色冰粒组成。当冷空气逐渐前移,上升气流减弱,云中的水汽直接在冰晶上凝结成更大的形式,也就是我们看到的雪花。如果温度接近冰点,湿雪就会落下,形成更大的雪花,尤其是没有风的时候。大的星形雪花直径可达5至7厘米。大多数雪花在落地的过程中会融化成雨。只有当接近地面的空气足够冷时,雪花才能落到地面变成雪。
2.凡是能下雪的地方,降雪一般是在温带气旋周围和空气向上流动的地区形成的。在暖锋天气系统中,雪可能会落在极地方向。在气旋的逗号头和大湖效应的降水区可能出现雷电和降雪。在山区,上坡气流在上升过程中到达山坡迎风面的一个临界点。如果此时空气足够冷,可能会有降雪。在气候从中纬度到高纬度的地方(也就是大约北回归线以南/北回归线以北的地区),会有降雪的机会。如果在低纬度的地方有一些地势高于海拔2000米的高山或高原,也会有同样的机会。洋流也能间接影响这个地区下雪的几率。如果高纬度地区有更多的暖流,就会减少这个地区下雪的机会(比如日本的本州-九州地区)。
3.大湖效应降雪在水体相对温暖的地方(比如湖泊)很重要。五大湖区的降雪通常发生在温暖湖泊的下风处和温带气旋气流之后
物体表面温度很低,但物体表面附近的空气温度相对较高,所以空气和物体表面存在温差。如果物体表面与空气的温差主要是由物体表面的辐射冷却引起的,那么当较暖的空气与较冷的物体表面接触时,空气就会冷却,当水蒸气过饱和时就会析出多余的水蒸气。如果温度在0以下,多余的水蒸气会在物体表面凝结成冰晶,这就是霜。
霜的形成不仅与上述天气条件有关,还与地面物体的性质有关。霜是在辐射冷却的物体表面形成的,所以物体表面越容易辐射热量,冷却越快,就越容易在上面结霜。在相同的条件下,如果同类物体的质量相同,它们所含的热量也就相同。如果它们在夜间同时散热,表面积较大的物体会同时散发更多的热量。它冷却得越快,就越容易在上面结霜。也就是说,如果一个物体的表面积与其质量相比相对较大,就很容易在上面结霜。草叶轻但表面积大,容易在草叶上结霜。另外,表面粗糙的物体比表面光滑的物体更有利于散热和散热,所以粗糙的表面更容易结霜,比如土块。