一)雨的形成
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.
在雨的形成过程中,大水滴起着重要的作用.当水滴半径增大到2—3mm时,水分子间的引力难以维持这样大的水滴,在降落途中,就很容易受气流的冲击而分裂,通过“连锁反应”.使大水滴下降,小水滴继续存在,形成新的大水滴.这是上升气流较强的水成云和混合云中形成雨的重要原因.
(二)雪的形成
在混合云中,由于冰水共存使冰晶不断凝华增大,成为雪花.当云下气温低于0℃时,雪花可以一直落到地面而形成降雪.如果云下气温高于O℃时,则可能出现雨夹雪.雪花的形状极多,有星状、柱状、片状等等,但基本形状是六角形.
雪花之所以多呈六角形,花样之所以繁多,是因为冰的分子以六角形为最多,对于六角形片状冰晶来说,由于它的面上、边上和角上的曲率不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小.在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶各部分饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同.例如当实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压时,水汽只在面上凝华,形成的是柱状雪花.当实有水汽压大于边上的饱和水汽压时,边上和面上都会发生凝华.由于凝华的速度还与曲率有关,曲率大的地方凝华较快,故在冰晶边上凝华比面上快,多形成片状雪花.当实有水汽压大于角上的饱和水汽压时,虽然面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出.水汽供应最充分,凝华增长得最快,故多形成枝状或星状雪花.再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就使得冰晶各部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花.
