云雪雨霧冰是怎樣形成的
2019-01-21 21:18:30三好網(wǎng)
一、雪的形成
我們都知道,云是由許多小水滴和小冰晶組成的,雨滴和雪花是由這些小水滴和小冰晶增長變大而成的。那么,雪是怎么形成的呢?
在水云中,云滴都是小水滴。它們主要是靠繼續(xù)凝結(jié)和互相碰撞并合而增大成為雨滴的。
冰云是由微小的冰晶組成的。這些小冰晶在相互碰撞時,冰晶表面會增熱而有些融化,并且會互相沾合又重新凍結(jié)起來。這樣重復(fù)多次,冰晶便增大了。另外,在云內(nèi)也有水汽,所以冰晶也能靠凝華繼續(xù)增長。但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝華增長很慢,相互碰撞的機會也不多,所以不能增長到很大而形成降水。即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸發(fā)掉,很少能落到地面。
最有利于云滴增長的是混合云。混合云是由小冰晶和過冷卻水滴共同組成的。當(dāng)一團空氣對于冰晶說來已經(jīng)達到飽和的時候,對于水滴說來卻還沒有達到飽和。這時云中的水汽向冰晶表面上凝華,而過冷卻水滴卻在蒸發(fā),這時就產(chǎn)生了冰晶從過冷卻水滴上"吸附"水汽的現(xiàn)象。在這種情況下,冰晶增長得很快。另外,過冷卻水是很不穩(wěn)定的。一碰它,它就要凍結(jié)起來。所以,在混合云里,當(dāng)過冷卻水滴和冰晶相碰撞的時候,就會凍結(jié)沾附在冰晶表面上,使它迅速增大。當(dāng)小冰晶增大到能夠克服空氣的阻力和浮力時,便落到地面,這就是雪花。
在初春和秋末,靠近地面的空氣在0℃以上,但是這層空氣不厚,溫度也不很高,會使雪花沒有來得及完全融化就落到了地面。這叫做降"濕雪",或"雨雪并降"。這種現(xiàn)象在氣象學(xué)里叫“雨夾雪”。
同樣雪的大小也按降水量分類. 雪可分為小雪,中雪和大雪三類。
二、雨的形成
我們已經(jīng)知道,云是由許多小水滴和小冰晶組成的,雨滴和雪花就是由它們增長變大而成的。那么,小水滴和小冰晶在云內(nèi)是怎樣增長變大的呢?
在水云中,云滴都是小水滴。它們主要是靠繼續(xù)凝結(jié)和互相碰撞并合而增大的。因此,在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴濃密,含水量多,這樣,它才能繼續(xù)凝結(jié)增長;其次,在水云內(nèi)還需要存在較強的垂直運動,這樣才能增加多次碰撞并合的機會。而在比較薄的和比較穩(wěn)定的水云中,云滴沒有足夠的凝結(jié)和并合增長的機會,只能引起多云、陰天,不大會下雨。
在各種不同的云內(nèi),其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周圍空氣中水汽的轉(zhuǎn)移以及云滴的蒸發(fā)。使云滴增長的因素是凝結(jié)過程和碰撞并和過程,在只有凝結(jié)作用的情況下,云滴的大小是均勻的,但由于水汽的補充,使某些云滴有所增長,再加上并和作用的結(jié)果,就使較大的云滴繼續(xù)增長變大成為雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降,當(dāng)有上升氣流時,就會有一個向上的力加在雨滴上,使其下降的速度變慢,并且一些小雨滴還可能被帶上去。只有當(dāng)雨滴增大到一定的程度時,才能下降到地面,形成降雨。 °
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人們常?吹教炜沼袝r碧空無云,有時白云朵朵,有時又是烏云密布。為什么天上有時有云,有時又沒有云呢?云究竟是怎樣形成的呢? 它又是由有什么組成的?
漂浮在天空中的云彩是由許多細小的水滴或冰晶組成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起組成的。有時也包含一些較大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接觸地面,并有一定厚度。
云的形成主要是由水汽凝結(jié)造成的。
我們都知道,從地面向上十幾公里這層大氣中,越靠近地面,溫度越高,空氣也越稠密;越往高空,溫度越低,空氣也越稀薄。
另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和動、植物的水分,隨時蒸發(fā)到空中變成水汽。水汽進入大氣后,成云致雨,或凝聚為霜露,然后又返回地面,滲入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸發(fā)(升華),再凝結(jié)(凝華)下降。周而復(fù)始,循環(huán)不已。
水汽從蒸發(fā)表面進入低層大氣后,這里的溫度高,所容納的水汽較多,如果這些濕熱的空氣被抬升,溫度就會逐漸降低,到了一定高度,空氣中的水汽就會達到飽和。如果空氣繼續(xù)被抬升,就會有多余的水汽析出。如果那里的溫度高于0°C,則多余的水汽就凝結(jié)成小水滴;如果溫度低于0°C,則多余的水汽就凝化為小冰晶。在這些小水滴和小冰晶逐漸增多并達到人眼能辨認的程度時,就是云了。
。ㄋ模╈F的形成
霧和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶組成的水汽凝結(jié)物,只是霧生成在大氣的近地面層中,而云生成在大氣的較高層而已。霧既然是水汽凝結(jié)物,因此應(yīng)從造成水汽凝結(jié)的條件中尋找它的成因。大氣中水汽達到飽和的原因不外兩個:一是由于蒸發(fā),增加了大氣中的水汽;另一是由于空氣自身的冷卻。對于霧來說冷卻更重要。當(dāng)空氣中有凝結(jié)核時,飽和空氣如繼續(xù)有水汽增加或繼續(xù)冶卻,便會發(fā)生凝結(jié)。凝結(jié)的水滴如使水平能見度降低到1千米以內(nèi)時,霧就形成了。
另外,過大的風(fēng)速和強烈的擾動不利于霧的生成。
因此,凡是在有利于空氣低層冷卻的地區(qū),如果水汽充分,風(fēng)力微和,大氣層結(jié)穩(wěn)定,并有大量的凝結(jié)核存在,便最容易生成霧。一般在工業(yè)區(qū)和城市中心形成霧的機會更多,因為那里有豐富的凝結(jié)核存在。
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在溫暖季節(jié)的清晨,人們在路邊的草,樹葉及農(nóng)作物上經(jīng)?梢钥吹降穆吨,露也不是從天空中降下來的。露的形成原因和過程與霜一樣,只不過它形成時的溫度在0°C以上罷了。
在0°C以上,空氣因冷卻而達到水汽飽和時的溫度叫做"露點溫度"。在溫暖季節(jié)里,夜間地面物體強烈輻射冷卻的時候,與物體表面相接觸的空氣溫度下降,在它降到"露點"以后就有多余的水汽析出。因為這時溫度在0°C以上,這些多余的水汽就凝結(jié)成水滴附著在地面物體上,這就是露。
露和霜一樣,也大都出現(xiàn)于天氣晴朗、無風(fēng)或微風(fēng)的夜晚。同時,容易有露形成的物體,也往往是表面積相對地大的、表面粗糙的、導(dǎo)熱性不良的物體。有時,在上半夜形成了露,下半夜溫度繼續(xù)降低,使物體上的露珠凍結(jié)起來,這叫做凍露。有人把它歸入霜的一類,但是它的形成過程是與霜不同的。
露一般在夜間形成,日出以后,溫度升高,露就蒸發(fā)消失了。
在農(nóng)作物生長的季節(jié)里,常有露出現(xiàn)。它對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是有益的。在我國北方的夏季,蒸發(fā)很快,遇到缺雨干旱時,農(nóng)作物的葉子有時白天被曬得卷縮發(fā)干,但是夜間有露,葉子就又恢復(fù)了原狀。人們常把"雨露"并稱,就是這個道理。