由液态水滴(包括过冷却水滴)所组成的云体称为水成云.水成云内如果具备了云滴增大为雨滴的条件,并使雨滴具有一定的下降速度,这时降落下来的就是雨或毛毛雨.由冰晶组成的云体称为冰成云,而由水滴(主要是过冷却水滴)和冰晶共同组成的云称为混合云.从冰成云或混合云中降下的冰晶或雪花,下落到0℃以上的气层内,融化以后也成为雨滴下落到地面,形成降雨.
如果我们知道蒸发、升华、凝结、凝华之后,我们就容易理解云是怎样形成的.海洋、湖面、植物表面、土壤里的水分,每时每刻都在蒸发,变成水汽,进入大气层.含有水汽的湿空气,由于某种原因向上升起.在上升过程中,由于周围空气越来越稀薄,气压越来越低,上升空气体积就要膨胀.膨胀的时候要耗去自身的热量,因此,上升空气的温度要降低.温度降低了,容纳水汽的本领越来越小,饱和水汽压减小,上升空气里的水汽很快达到饱和状态,温度再降低,多余的水汽就附在空气里悬浮的凝结核上,成为小水滴.如果温度比0℃低,多余的水汽就凝华成为冰晶或过冷却水滴.它们集中在一起,受上升气流的支托,飘浮在空中,成为我们能见到的云.
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
小雪
中雪
大雪
24小时降水量
2.5以下
2.6-5.0
大于5.0
12小时降水量
1.0以下
1.1-3.0
大于3.0
雪的形成和种类
