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霜是怎么形成的? 霜降是怎么一回事?
时间:2016-12-18 14:35   来源:新华网科普频道   责任编辑:沫朵
  原标题:霜是怎么形成的? 霜降是怎么一回事?

  在冬季的早晨,土块上、草叶上经常会覆盖着一层白色的晶体,这就是我们经常说的霜。这些在朝阳照射下闪闪发光的晶体,会在太阳升高后慢慢地消融掉,人们将这种现象称为“下霜”。其实霜并不像雪和雨那样从天而降,而是在临近地面的空气中形成的,再加上其一般都形成于深夜或者凌晨,所以很多人都看到过下雪,也看到过下雨,却很少有人看到“下霜”。


 
  那么霜是怎么形成的呢?关于这个问题,很多人的第一就是气温要低。是的,低气温是霜形成的重要条件,但不是唯一条件。科学研究发现,霜的形成不仅和当时的天气条件有关,而且还和所附着物体的属性有很大关系。物体表面温度,其附近空气温度却比较高,这样在物体表面和空气之间就会形成一个温度差。假如这个温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的,那么在较冷的物体表面就会冷却周围较暖的空气,达到水汽过饱和的时候就会有多余的水汽从空气中析出。假如这个时候物体表面的温度低于0°C,那么析出的水汽便会在其上凝为冰晶,霜也就形成了。所以霜总是会在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。
 
  另外,虽然霜不是从云中掉落下来的,其形成却也在一定程度上受到云彩的影响。因为云会妨碍地面物体夜间的辐射冷却,天空有云的时候不利于霜的形成。所以很多时候霜都会出现在晴朗的寒夜,因为这个时候地面辐射冷却最强烈,更有利于霜的形成。
 
  此外,在霜的形成过程中,风也是一个不可忽视的因素。有微风的时候,空气会缓慢地流经物体表面,这样一来就能不间断地供应水汽,有利于霜的形成。但是假如风很大,导致空气流动的速度非常快,就会导致水汽和物体冰冷的表面接触时间变短;同时,风速过大的时候,上下层的空气很容易混合,这样一来不利于降温,最终也会阻碍霜的形成。研究发现,当风速达到3级或者3级以上的时候,形成霜的几率就会大大下降。
 
  所以,寒冷季节里的晴朗、微风或者无风的夜晚才会出现霜的踪迹。
 

 
  其实霜的形成不仅和上述天气天气条件有关,其也和地面物体的属性有着千丝万缕的联系。前面我们已经说过,霜是在辐射冷却的物体表面上形成的,也就是说,当一个物体表面越容易辐射散热和迅速地冷却下来,那么在其表面就越容易形成霜。同类物体,在同样的条件下,假如质量相同,那么其内部含有的热量也就相同。假如在夜间这些物体同时向外辐射热量,那么在同一时间内,表面面积越大的物体其散发的热量就越多,自身冷却的速度也就越快,那么它的表面也就越容易形成霜。草的叶子很轻,但是表面积却比较大,所以我们经常会在寒冷的早晨发现草叶上的有霜。另外,表面粗糙的物体要比表面光滑的物体更容易向外辐射散热,所以很多表面比较粗造的物体上更容易形成霜,比如土块。
 
  霜形成以后,一般会通过两种方式消失:一是融化成水,二是升华为水汽。我们经常会见到霜在日出之后因为气温回升而融化消失。
 
  值得注意的是,霜的出现意味着当地夜间天气寒冷并晴朗,局部大气相对比较稳定,地面辐射降温比较强烈。而这种情况一般出现在冷气团笼罩的时候,所以霜出现后的几天天气往往比较晴好。中国民间有“霜重见晴天”的谚语,说得就是这个道理。

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