雪的形成原理

雪是一种自然现象，水或冰在空气中凝结后落下，或者是雪花落下。雪是固态水的一种形式。雪只会在非常冷的温度和温带气旋的影响下出现，因此在亚热带和热带地区下雪的机会相对较小。

雪是由大量白色不透明冰晶(雪晶)及其聚合物(雪团)组成的降水。

水是地球上所有生物的基础。水的变化和运动造就了我们今天的世界。在地球上，水不断循环。海洋和地面上的水受热后蒸发到天空中。水蒸气随风移动到其他地方。当它们遇到冷空气时，降水形成并再次返回地球表面。这种降水分为两种类型:一种是液体降水，即雨；另一种是固体降水，即雪或冰雹。

降雪主要来自雨层云和雨层云，降雨强度变化缓慢。在寒冷的日子里，积雨云降雪的特点是爆发，称为雪爆发。

降雪由大量不同大小的雪晶组成，通常比大雪晶小。为了描述同时下落的雪晶体群的尺寸分布特征，通常使用雪晶体光谱或融化雪晶体后的溶液光谱。

雪晶主要在云中生长。首先，冰晶是由冷云中的冰核作用产生的。它们通过升华(冰晶过程)生长成雪晶。后来，它们也可以通过与冻结的过冷水滴碰撞而长大。当雪晶碰到许多冷的和过冷的水滴时，它们的形状会发生变化。雪晶有不同的形状，这与它们生长环境的温度和湿度有关。

像所有的降水一样，降雪量是由水层的厚度来衡量的，单位是毫米。实际上，降雪量有时是由平地上积雪的累积深度来衡量的，称为积雪深度。

所有事物都有几个别名，雪花有许多别名。这些绰号通常来源于古代诗人的名句，如“银粟”(银粟独来之地——宋杨万里的诗)、“玉尘”(东风散玉尘——唐白居易的诗)、“玉龙”(大南山一夜玉龙寒——唐吕燕的诗)、“六出”(六出飞花——唐高篇的诗)。在广东省，斯诺还有一个奇怪的别名——“疯狗”。那是因为雪在广东非常罕见。因此，杨万里曾说，“广东狗对雪吠叫，但还不错。”唐代作家柳宗元更详细地说:“大雪覆盖了群山，南越几个州和几个州的狗互相吠叫和撕咬。那些发疯的人都累了。”从此，“狗热”成了岭南雪的别称。

雪花是六角形的，这是中国最早的文字。西汉《韩石外传》说:“凡有五花以上的草木，只有六片雪花。”虽然雪花是六边形的，但它们被细分成20，000多种图案，略有不同。雪花大多是六边形的，形状各异，因为冰的分子大多是六边形的。对于六边形片状冰晶，由于其形状的表面、边缘和拐角处曲率不同，相应的饱和水汽压也不同，其中拐角处的饱和水汽压最大，边缘处的饱和水汽压最小，平面上的饱和水汽压最小。在相同的实际水汽压条件下，由于冰晶各部分的饱和水汽压不同，升华生长也不同。例如，当实际水蒸气压力仅大于飞机的饱和水蒸气压力时，水蒸气仅在飞机上凝结，形成柱状雪花。当实际蒸气压大于边缘的饱和蒸气压时，边缘和表面会发生冷凝。由于升华速度也与曲率有关，曲率大的地方升华速度更快，所以冰晶边缘的速度比表面快，形成片状雪花。当实际的水蒸气压力大于拐角处的饱和水蒸气压力时，尽管在表面、边缘和拐角处有冷凝，但是尖角是突出的。水蒸气供应是最充足的，而凝结增长最快，所以形成了许多树枝或星形雪花。加上冰晶的不断运动，它们所处的温度和湿度条件也在不断变化，从而使冰晶各部分的生长速度不一致，形成各种雪花。

水的变化和流动造就了我们今天的世界。液化成非常小的液滴，即水蒸气；以固体形式落在地球表面的大气降水称为大气固体降水。雪是大气固体降水的最重要形式之一。

在冬天，中国许多地方的降水以雪的形式出现。大气中有许多种固体降水，除了雪花，还有会造成巨大危害的冰雹，以及我们很少看到的雨夹雪和冰粒。

由于气象条件和天空生长环境的不同，导致了各种大气固体降水。这些大气固态降水的名称因地而异，因人而异，有不同的名称和极其不同的定义。为方便起见，国际水文协会下属的国际冰雪委员会在征求各国专家意见的基础上，于1949年召开了一次特别国际会议。会议通过了一项关于大气固体降水简明分类的建议。这一简明分类将大气固体降水分为十种类型:雪花、星形雪花、柱状雪花、针状雪花、多分支雪花、轴向雪花、不规则雪花、霰、冰粒和冰雹。前七个物种统称为雪。

从气态水蒸气到固态水有两个过程。一个是水蒸气首先液化成水，然后水凝固成冰晶。另一个是水蒸气不通过水直接变成冰晶。这个过程叫做水的凝结。因此，雪是天空中凝结水蒸气的固体沉淀。

原则

冰云由微小的冰晶组成。当这些小冰晶相互碰撞时，冰晶的表面会变热并有所融化，然后会粘在一起并再次冻结。这样重复多次，冰晶会增加。此外，云中有水蒸气，所以冰晶也可以通过冷凝继续生长。然而，冰云一般都很高且不厚，在那里没有太多的水蒸气，凝结增长很慢，而且相互碰撞的机会也不大，所以它不能在很大程度上增长而形成降水。即使它引起降水，它也经常在下降过程中蒸发，很少落到地面。

雪景最有利于云滴生长的是混合云。混合云由小冰晶和过冷水滴组成。当一团空气对冰晶饱和时，它对水滴不饱和。此时，云中的水蒸气凝结在冰晶的表面，而过冷水滴正在蒸发，从而产生冰晶从过冷水滴中“吸收”水蒸气的现象。在这种情况下，冰晶生长非常快。此外，过冷水非常不稳定。当你触摸它时，它会结冰。因此，在混合云中，当过冷水滴与冰晶碰撞时，它们会冻结并附着在冰晶表面，导致冰晶快速生长。当小冰晶增加以克服空气阻力和浮力时，它们就会落到地面上，这就是雪花。

当地面附近的空气温度高于0℃时，但这层空气并不厚，温度也不是很高，雪花在完全融化之前就会落到地面上。这被称为“湿雪”或“雨和雪一起落下”。这种现象在气象学中被称为“雨夹雪”。

水蒸气饱和度

空气在一定温度下所能容纳的最大水蒸气量被称为饱和水蒸气。空气达到饱和的温度称为露点。当饱和空气冷却到露点以下时，空气中多余的水蒸气会变成水滴或冰晶。因为冰表面的饱和水蒸气含量低于水表面的饱和水蒸气含量，所以冰晶生长所需的水蒸气饱和度低于水滴。换句话说，只有当相对湿度(相对湿度是指在相同温度下空气中的实际水蒸气压力与空气中的饱和水蒸气压力之比)不小于100%时，水滴才能生长。另一方面，即使相对湿度低于100%，冰晶也会生长。例如，当气温为-20℃时，相对湿度仅为80%，冰晶可以生长。温度越低，冰晶生长所需的湿度越小。因此，在高海拔和低温环境中，冰晶比水滴更容易产生。

空气中有凝结核。

有些人做过实验。如果没有凝结核，空气中的水蒸气在凝结成水滴之前会过饱和到相对湿度超过500%的程度。然而，这样大的过饱和不会存在于自然大气中。所以如果没有凝结核，我们将很难看到地球上的雨雪。凝结核是悬浮在空气中的微小固体颗粒。理想的凝结核是那些吸收最多水分的粒子。例如，海盐、硫酸、氮气和其他化学物质的微粒。这就是为什么我们有时会看到天空中有云，但没有雪。在这种情况下，人们经常使用人工降雪。