雨、雪、云、雾、露、霜、冰雹的成因及他们和人类生活的关系,写出一篇科普短文

雨、雪、云、雾、露、霜、冰雹的成因及他们和人类生活的关系,写出一篇科普短文
雨、雪、云、雾、露、霜、冰雹的成因及他们和人类生活的关系,写出一篇科普短文

雨、雪、云、雾、露、霜、冰雹的成因及他们和人类生活的关系,写出一篇科普短文
雪花是怎样形成的
在天空中运动的水汽怎样才能形成降雪呢?是不是温度低于零度就可以了?不是的,水汽想要结晶,形成降雪必须具备两个条件：
一个条件是水汽饱和.空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量,叫做饱和水汽量.空气达到饱和时的温度,叫做露点.饱和的空气冷却到露点以下的温度时,空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶.因为冰面饱和水汽含量比水面要低,所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低.也就是说,水滴必须在相对湿度（相对湿度是指空气中的实际水汽压与同温度下空气的饱和水汽压的比值）不小于100%时才能增长；而冰晶呢,往往相对湿度不足100%时也能增长.例如,空气温度为-20℃时,相对湿度只有80%,冰晶就能增长了.气温越低,冰晶增长所需要的湿度越小.因此,在高空低温环境里,冰晶比水滴更容易产生.
另一个条件是空气里必须有凝结核.有人做过试验,如果没有凝结核,空气里的水汽,过饱和到相对湿度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴.但这样大的过饱和现象在自然大气里是不会存在的.所以没有凝结核的话,我们地球上就很难能见到雨雪.凝结核是一些悬浮在空中的很微小的固体微粒.最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒.比如说海盐、硫酸、氮和其它一些化学物质的微粒.所以我们有时才会见到天空中有云,却不见降雪,在这种情况下人们往往采用人工降雪.
不在天空里凝结的雪花
雪都是从天空中降落下来的,怎么会有不是在天空里凝结的雪花呢?
1773年冬天,俄国彼得堡的一家报纸,报导了一件十分有趣的新闻.这则新闻说,在一个舞会上,由于人多,又有成千上百支蜡烛的燃烧,使得舞厅里又热又闷,那些身体欠佳的夫人、小姐们几乎要在欢乐之神面前昏倒了.这时,有一个年轻男子跳上窗台,一拳打破了玻璃.于是,舞厅里意想不到地出现了奇迹,一朵朵美丽的雪花随着窗外寒冷的气流在大厅里翩翩起舞,飘落在闷热得发昏的人们的头发上和手上.有人好奇地冲出舞厅,想看看外面是不是下雪了.令人惊奇的是天空星光灿烂,新月银光如水.
那么,大厅里的雪花是从哪儿飞来的呢?这真是一个使人百思不解的问题.莫非有人在耍什么魔术?可是再高明的魔术师,也不可能在大厅里耍出雪花来.
后来,科学家才解开了这个迷.原来,舞厅里由于许多人的呼吸饱含了大量水汽,蜡烛的燃烧,又散布了很多凝结核.当窗外的冷空气破窗而入的时候,迫使大厅里的饱和水汽立即凝华结晶,变成雪花了.因此,只要具备下雪的条件,屋子里也会下雪的.
雪花的基本形状
下雪时的景致美不胜收,但科学家和工艺美术师赞叹的还是小巧玲珑的雪花图案.远在一百多年前,冰川学家们已经开始详细描述雪花的形态了.
西方冰川学的鼻祖丁铎耳在他的古典冰川学著作里,这样描述他在罗扎峰上看到的雪花：“这些雪花……全是由小冰花组成的,每一朵小冰花都有六片花瓣,有些花瓣象山苏花一样放出美丽的小侧舌,有些是圆形的,有些又是箭形的,或是锯齿形的,有些是完整的,有些又呈格状,但都没有超出六瓣型的范围.”
在我国,早在公元前一百多年的西汉文帝时代,有位名叫韩婴的诗人,他写了一本《韩诗外传》,在书中明确指出,“凡草木花多五出,雪花独六出.”
雪花的基本形状是六角形,但是大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花,就象地球上找不出两个完全相同的人一样.许多学者用显微镜观测过成千上万朵雪花,这些研究最后表明,形状、大小完全一样和各部分完全对称的雪花,在自然界中是无法形成的.
在已经被人们观测过的这些雪花中,再规则匀称的雪花,也有畸形的地方.为什么雪花会有畸形呢?因为雪花周围大气里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一样的,只要稍有差异,水汽含量多的一面总是要增长得快一些.
世界上有不少雪花图案搜集者,他们象集邮爱好者一样收集了各种各样的雪花照片.有个名叫宾特莱的美国人,花了毕生精力拍摄了近六千张照片.苏联的摄影爱好者西格尚,也是一位雪花照片的摄影家,他的令人销魂的作品经常被工艺美术师用来作为结构图案的模型.日本人中谷宇吉郎和他的同事们,在日本北海道大学实验室的冷房间里,在日本北方雪原上的帐篷里,含辛茹苦二十年,拍摄和研究了成千上万朵的雪花.
但是,尽管雪花的形状千姿百态,却万变不离其宗,所以科学家们才有可能把它们归纳为前面讲过的七种形状.在这七种形状中,六角形雪片和六棱柱状雪晶是雪花的最基本形态,其它五种不过是这两种基本形态的发展、变态或组合.
雪的保温作用
积雪,好象一条奇妙的地毯,铺盖在大地上,使地面温度不致因冬季的严寒而降得太低.积雪的这种保温作用,是和它本身的特性分不开的.
我们都知道,冬天穿棉袄很暖和,穿棉袄为什么暖和呢?这是因为棉花的孔隙度很高,棉花孔隙里充填着许多空气,空气的导热性能很差,这层空气阻止了人体的热量向外扩散.覆盖在地球胸膛上的积雪很象棉花,雪花之间的孔隙度很高,就是钻进积雪孔隙里的这层空气,保护了地面温度不会降得很低.当然,积雪的保温功能是随着它的密度而随时在变化着的.这很象穿着新棉袄特别暖和,旧棉袄就不太暖和的情况一样.新雪的密度低,贮藏在里面的空气就多,保温作用就显得特别强.老雪呢,象旧棉袄似的,密度高,贮藏在里面的空气少,保温作用就弱了.
为什么物体里贮藏的空气越多,保温效果越强呢?
这是因为空气是不良导体的缘故.我们知道,任何一个物体,它本身都能通过热量,这种能够通过热量的性能,称做物体的导热性.在自然界常见的几种物质中,空气的导热性最差.所以物体里容纳的空气越多,它的导热性就越差.由于积雪里所能容纳的空气量变化幅度较大,因此,积雪的导热系数变化幅度也较大.一般刚下的新雪孔隙大,保温效应最好