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主题：【资料】大气科学之大气中的水汽==雨雪冰雹

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2011/10/24 14:49:51 31楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
雪的形成和种类

　　我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么，雪是怎么形成的呢?

　　在水云中，云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。

152　　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。
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2011/10/24 14:52:11 32楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
　　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.

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2011/10/24 14:53:34 33楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
雪花的形状

    雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,154连许多艺术家都赞叹不止。但是，各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有两种形状。一种呈六棱体状，长而细，叫柱晶，但有时它的两端是尖的，样子象一根针，叫针晶。别一种则呈六角形的薄片状，就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样，叫片晶。

　　如果周围的空气过饱和的程度比较低，冰晶便增长得很慢，并且各边都在均匀地增长。它增大下降时，仍然保持着原来的样子，分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶。

　　如果周围的空气呈高度过饱和状态，那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大，而且形状也会变化。最常见的是由片状变为星状。

　　原来，在冰晶增长的同时，冰晶附近的水汽会被消耗。所以，越靠近冰晶的地方，水汽越稀薄，过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方，因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了，所以刚刚达到饱和。这样，靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分，并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长，而逐渐成为枝叉状。以后，又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时，在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时，在这里甚至有升华过程，以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出，而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。
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2011/10/24 14:53:56 34楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊


　　上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位，不论形状或大小，都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中，它不能象上面说的那样有步骤地增大，所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着，而且有时在旋转着，各个枝叉接触水汽的多少有所不同，而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此，我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。

　　另外，雪花在云内下降的过程中，也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境，于是便出观了各种复杂的雪花形状。有的象袖扣，有的象刺猾。即使都是星状雪花，也有三个枝叉的、六个枝叉的，甚至有十二个枝叉、十八个枝又的。

　　以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时，各个雪花也很容易互相攀附并合在一起，成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候，雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热，使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起，随后这些融化的水又立即冻结起来。这样，两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候，雪花上本来已覆有一层水膜，这时如果两个雪花相碰，便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂，则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。

　　雪花从云中下降到地面，路途很长，在条件适合时，可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候，有时有一些鹅毛般的大雪片，就是经过多次并合而成的。

　　但是，有时雪花互碰时不是互相并合在一起，而是给碰破了，这时便产生一些畸形的雪花。例如，在降雪的时候，有时会见到一些单个的"星枝"，就属于这种情况。


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2011/10/24 14:55:43 35楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊


冰雹的简单介绍

　　冰雹是一种从强烈发展的积雨云(这种云也叫冰雹云)中降落下来的冰块或冰疙瘩，人们通常称它为“雹子”。

    冰雹俗称雹子，夏季或春夏之交最为常见,它是一些小如绿豆、黄豆，大似栗子、鸡蛋的冰粒，特大的冰雹比柚子还大。我国除广东、湖南、湖北、福建、江西等省冰雹较少外，各地每年都会受到不同程度的雹灾。尤其是北方的山区及丘陵地区，地形复杂，天气多变，冰雹多，受害重，对农业危害很大,猛烈的冰雹打毁庄稼，损坏房屋，人被砸伤、牲畜被打死的情况也常常发生。因此，冰雹是我国严重灾害之一。

　　冰雹是怎样形成的呢? 它的结构是怎么样的? 我们如何才能预防雹灾？我们要一一来分析。

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2011/10/24 14:57:15 36楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
　　从冰雹云中降落到地面的冰雹根据它的大小，软硬程度和结构等等大致可以分为如下四种：

冰雹：直径在5毫米以上的冰块，比较硬，落地会反跳；每个雹块都由一个不透明的核心和核心外面层层透明和不透明交替出现的冰层组成。这是一种危害性最大的冰雹。

软雹：结构松散，重量轻,着地容易破碎，这类冰雹叫软雹。这种冰雹造成的危害较小。软雹一般在较高纬度或者在高原上出现。有人认为，云中的冰雹由于受高空爆炸作用的影响有时会变成软雹。

冰丸：直径5毫米以下的固体小冰球或小冰块，结构坚硬，落到地面会反跳，所以有人也叫它为小冰雹。其危害较冰雹轻。

霰：直径2-5毫米的白色或乳白色不透明颗粒状固体降水物，结构松软，着地易破碎，常呈球形或圆锥形，有点像米雪,不过米雪的直径一般都在1毫米以下。

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2011/10/24 14:58:29 Last edit by hhx050
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2011/10/24 14:58:56 37楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
冰雹的结构

　　如果把冰雹切成薄片，放到显微镜下观察，可以看到冰雹内部构造很不均匀，冰雹的中间有一个核，叫雹核，主要是由霰粒或软雹构成，也有由大水滴缓慢冻结而成透明冰核的。雹核的外面交替地包裹着几层透明和不透明的冰层，有人见过十多层甚至三十层的冰雹，在冰层中还夹杂着大小不同的气泡。


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2011/10/24 14:59:31 38楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
冰雹是怎样形成的

　　冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云，而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。

　　积雨云和各种云一样都是由地面附近空气上升凝结形成的。空气从地面上升，在上升过程中气压降低，体积膨胀，如果上升空气与周围没有热量交换，由于膨胀消耗能量，空气温度就要降低，这种温度变化称为绝热冷却。根据计算，在大气中空气每上升100米，因绝热变化会使温度降低1度左右。我们知道在-定温度下，空气中容纳水汽有一个限度，达到这个限度就称为“饱和”，温度降低后，空气中可能容纳的水汽量就要降低。因此，原来没有饱和的空气在上升运动中由于绝热冷却可能达到饱和，空气达到饱和之后过剩的水汽便附着在飘浮于空中的凝结核上，形成水滴。当温度低于摄氏零度时，过剩的水汽便会凝华成细小的冰晶。这些水滴和冰晶聚集在一起，飘浮于空中便成了云。

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2011/10/24 15:13:05 39楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
　　大气中有各种不同形式的空气运动，形成了不同形态的云。因对流运动而形成的云有淡积云、浓积云和积雨云等。人们把它们统称为积状云。它们都是一块块孤立向上发展的云块，因为在对流运动中有上升运动和下沉运动，往往在上升气流区形成了云块，而在下沉气流区就成了云的间隙，有时可见蓝天。

230　　积状云因对流强弱不同出一辙形成各种不同云状，它们的云体大小悬殊很大。如果云内对流运动很弱，上升气流达不到凝结高度，就不会形成云，只有干对流。如果对流较强，可以发展形成浓积云，浓积云的顶部像椰菜，由许多轮廓清晰的凸起云泡构成，云厚可以达4-5公里。如果对流运动很猛烈，就可以形成积雨云，云底黑沉沉，云顶发展很高，可达10公里左右，云顶边缘变得模糊起来，云顶还常扩展开来，形成砧状。一般积雨云可能产生雷阵雨，而只有发展特别强盛的积雨云，云体十分高大,云中有强烈的上升气体，云内有充沛的水分，才会产生冰雹,这种云通常也称为冰雹云。
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180

　　冰雹云是由水滴、冰晶和雪花组成的。一般为三层：最下面一层温度在0℃以上，由水滴组成；中间温度为0℃至-20℃，由过冷却水滴、冰晶和雪花组成；最上面一层温度在-20℃以下，基本上由冰晶和雪花组成。

180　　在冰雹云中气流是很强盛的，通常在云的前进方向，有一股十分强大的上升气流从云底进入又从云的上部流出。还有一股下沉气流从云后方中层流入，从云底流出。这里也就是通常出现冰雹的降水区。这两股有组织上升与下沉气流与环境气流连通，所以一般强雹云中气流结构比较持续。强烈的上升气流不仅给雹云输送了充分的水汽，并且支撑冰雹粒子停留在云中，使它长到相当大才降落下来。
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