试析雨、露、霜、雾的形成

在我们的生活中经常看到自然界中的雨、露、霜和雾，它们是怎样形成的呢？下面作一个简要的介绍.

雨――我们知道，云是离散形式的液态水（小水滴）或固态水（小冰晶）形成的.其形成是由于大气层中的水蒸气遇到0℃以下的冷气流时放出热量，以尘埃为核心凝结（凝华）成数目巨大、直径很小的小水滴（小冰晶）.可见，无论是朵朵白云还是满天乌云，均不是水蒸气的集合，而是水蒸气在一定条件下液化或者凝华后的产物，由液态水滴为主所组成的云体称为水成云，由小冰晶为主组成的云体称为冰成云，而由水滴和冰晶共同组成的云称为混合云.

在一定的温度、气压的条件下，水成云内小水滴由于水蒸气的不断液化而逐渐增大，当增大到不能在空中悬浮时就会下落到地面，这就成了雨.而对冰成云和混合云来说，是由于在一定条件下，大气中的水蒸气不断凝华使冰成云或混合云中的小冰晶不断增大，从而形成冰晶或雪花下落，在下落过程中遇到较高温度的气流后又熔化为水滴下落到地面，从而形成降雨.

雨滴的直径在0.1~7mm之间，按其大小和降落缓急可分为毛毛雨、小雨、中雨、大雨、阵雨、暴雨.适时适量的降雨能够解除旱情，有利于农作物生长，所以自古以来人们都把降雨过程称为“天降甘霖”、“及时喜雨”，并把“风调雨顺”与“五谷丰登”、“国泰民安”联系起来，可见雨水在人们心目中多么重要.

了解了雨滴的成因，就可以实施人工降雨以解除干旱，其方法是利用高射炮、小火箭或飞机把食盐、碘化银或干冰（故态二氧化碳）粉末播撒到云层中，作为凝结核和降温剂，促使水蒸气液化为小雨滴以及加速小雨滴变大直至下落为雨.

露――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℃以上罢了.

在0℃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℃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较大的、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.

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.

霜――在寒冷季节的清晨，草叶上、土块上常常会覆盖着一层白色的结晶.它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光，待太阳升高后就熔化了.人们常常把这种现象叫“下霜”.翻翻日历，每年10月下旬，总有“霜降”这个节气.我们看到过降雪，也看到过降雨，可是谁也没有看到过降霜.其实，霜不是从天空降下来的，而是在近地面层的空气里形成的.

霜是一种白色的冰晶，多形成于夜间.少数情况下，在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成.通常，日出后不久霜就熔化了，但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方，霜也能终日不消.

霜的形成不仅和当时的天气条件有关，而且与所附着的物体的属性也有关.当物体表面的温度很低，而物体表面附近的空气温度却比较高，那么在空气和物体表面之间有一个温度差，如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的，则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却，达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出.如果温度在0℃以下，则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶，这就是霜.因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成.此外，风对于霜的形成也有影响.有微风的时候，空气缓慢地流过冷物体表面，不断地供应着水汽，有利于霜的形成.但是，风大的时候，由于空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时风大的时候，上下层的空气容易互相混合，不利于温度降低，从而也会妨碍霜的形成.大致说来，当风速达到3级或3级以上时，霜就不容易形成了.因此，霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚.

霜的形成，不仅和上述天气条件有关，而且和地面物体的属性有关.霜是在辐射冷却的物体表面上形成的，所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却，在它上面就越容易形成霜.同类物体，在同样条件下，假如质量相同，夜间它们同时辐射散热，那么，在同一时间内表面积较大的物体散热较多，冷却得较快，在它上面就更容易有霜形成.这就是说，一种物体，如果与其质量相比，表面积相对大的，那么在它上面就容易形成霜.草叶很轻，表面积却较大，所以草叶上就容易形成霜.另外，物体表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于辐射散热，所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜，如土块等.

霜本身对植物本没有害处，通常人们所说的“霜害”，实际上是在形成霜的同时产生的“冻害”.

雾――凡是大气中因悬浮的水汽凝结，能见度低于1km时，气象学称这种天气现象为雾.一般来说，秋冬早晨雾特别多，为什么呢？我们知道，当空气容纳的水汽达到最大限度时，就达到了饱和.而气温愈高，空气中所能容纳的水汽也愈多.1m3的空气，气温在4℃时，最多能容纳的水汽量是6.36g；而气温在20℃时，1m3的空气中最多可以含水汽量是17.30g.如果空气中所含的水汽多于一定温度条件下的饱和水汽量，多余的水汽就会凝结出来，并与空气中微小的灰尘颗粒结合在一起，悬浮在空气中，这就形成了雾.

白天温度比较高，空气中可容纳较多的水汽.但是到了夜间，温度下降了，空气中能容纳的水汽的能力减少了，因此，一部分水汽会凝结成为雾.特别在秋冬季节，由于夜长，而且出现无云、风小的机会较多，地面散热较夏天更迅速，以致使地面温度急剧下降，这样就使得近地面空气中的水汽，容易在后半夜到早晨达到饱和而凝结成小水珠，形成雾.秋冬的清晨气温最低，便是雾最浓的时刻.

城市中的烟雾是另一种原因所造成的，那就是人类的活动.早晨和晚上正是供暖锅炉的高峰期，大量排放的烟尘悬浮物和汽车尾气等污染物在低气压、风小的条件下，不易扩散，与低层空气中的水汽相结合，比较容易形成烟尘（雾），而这种烟尘（雾）持续时间往往较长.另外，我们还可以看到一种蒸发雾，即冷空气流经温暖水面，如果气温与水温相差很大，则因水面蒸发大量水汽，在水面附近的冷空气便会使水汽凝结成雾.这时雾层上往往有逆温层存在，否则对流会使雾消散.所以蒸发雾范围小，强度弱，一般发生在下半年的水塘周围.