在各種天氣現(xiàn)象中，人們最熟悉和關(guān)注的，恐怕是云、雨、雪、冰雹現(xiàn)象了。因?yàn)檫@些現(xiàn)象直接影響到人們的生產(chǎn)、交通和日常生活。然而，它們產(chǎn)生的原因和物理過程是怎樣的呢？
這要先從云說起。我們知道，包圍我們地球表面的大氣，是由于凈空氣、水汽和固體雜質(zhì)（如灰塵）組成的。水汽是一種看不見的氣體，它在大氣中占的比例雖然很小，但卻是造成天氣變化的一個(gè)必要“角色”。含有水汽的潮濕空氣，在上升過程中，由于外界氣壓減小，體積就要膨脹。氣體膨脹時(shí)，它的溫度降低。由于溫度降低，空氣中容納水汽的本領(lǐng)變小了，于是出現(xiàn)了水汽“過剩”現(xiàn)象。過剩的水汽便以塵埃等小顆粒為核心，凝結(jié)成小水滴，當(dāng)高空的溫度低于某一溫度時(shí)，過剩的水汽便凝華成小冰晶。這些許許多多漂浮在高空的小水滴和小冰晶集聚在一起，便形成了云。
云中的小水滴和小冰晶體積都非常小，直徑平均只有幾微米，它們只能飄浮在高空，還不能下降形成雨和雪。只有當(dāng)它們?cè)龃蟮剿艿闹亓ψ阋钥朔諝獾母×团諝馍仙呐e力，又不會(huì)被蒸發(fā)掉時(shí)，才能降落到地面上，形成雨或雪。
那么，小云滴又是怎樣增大的呢？
一種方式是水汽以小云滴為核心繼續(xù)凝結(jié)和凝華，這種作用在云滴增大的初期起主要作用。另一種方式是云滴相互合并，這種方式在云滴增大的后期起主要作用。由于云滴的大小不同，它們下降的速度也不同。最小的云滴，下降速度只有1毫米／秒；的云滴，下降速度可達(dá)72厘米／秒。因此，在下落過程中，大云滴和小云滴經(jīng)常發(fā)生碰撞合并現(xiàn)象（圖3－1）。大云滴吞并了小云滴，壯大了自己。吞并的結(jié)果，會(huì)很快增大到空氣再也承托不住它的狀態(tài)。這時(shí)，它便會(huì)從高空掉下來，這就是我們經(jīng)?？梢钥吹降挠?。
增大到能夠降下來的云滴，并不一定都以雨的形式出現(xiàn)：當(dāng)云內(nèi)溫度較高時(shí)，云完全是由水滴組成的，降到地面上的便是雨；云滴開始下降時(shí)，如果是冰晶或是雪花，但是當(dāng)它們通過較暖的空氣層后，也會(huì)熔解成雨滴，或者形成雨加雪；只有當(dāng)云內(nèi)和云下空氣的溫度都低于0℃時(shí)，掉下來的才是雪。
產(chǎn)生冰雹的雖然也是云，但它和一般的云有些不同。這種云上升運(yùn)動(dòng)特別劇烈，常升高到幾千米甚至一、二萬米，云層也特別厚，人們把它叫做秋雨云。在秋雨云中，空氣的上升氣流挾帶著大量的水汽，急速地上升到高空，然后又很快地變冷。這時(shí)水汽立即凝華成小冰晶，又從高空掉下來，經(jīng)過一層溫度在0℃以下但還沒有凍結(jié)的冷水層，于是冷水便在冰晶上凝結(jié)，成為一層不透明的冰，這樣，小冰晶變成了較大的“雪珠”。由于雪珠比一般的冰晶重，一但上升氣流較弱時(shí)，便馬上下落，且表面開始熔解；但是，這時(shí)如果它又遇到強(qiáng)烈的上升氣流，又會(huì)使上述物理過程重新循環(huán)。這樣，在雪珠外面，不斷地裹上一層層“冰衣”，直到上升氣流再也承托不住它的時(shí)候，雪球便掉了下來，這就是我們常見的冰雹。
這要先從云說起。我們知道，包圍我們地球表面的大氣，是由于凈空氣、水汽和固體雜質(zhì)（如灰塵）組成的。水汽是一種看不見的氣體，它在大氣中占的比例雖然很小，但卻是造成天氣變化的一個(gè)必要“角色”。含有水汽的潮濕空氣，在上升過程中，由于外界氣壓減小，體積就要膨脹。氣體膨脹時(shí)，它的溫度降低。由于溫度降低，空氣中容納水汽的本領(lǐng)變小了，于是出現(xiàn)了水汽“過剩”現(xiàn)象。過剩的水汽便以塵埃等小顆粒為核心，凝結(jié)成小水滴，當(dāng)高空的溫度低于某一溫度時(shí)，過剩的水汽便凝華成小冰晶。這些許許多多漂浮在高空的小水滴和小冰晶集聚在一起，便形成了云。
云中的小水滴和小冰晶體積都非常小，直徑平均只有幾微米，它們只能飄浮在高空，還不能下降形成雨和雪。只有當(dāng)它們?cè)龃蟮剿艿闹亓ψ阋钥朔諝獾母×团諝馍仙呐e力，又不會(huì)被蒸發(fā)掉時(shí)，才能降落到地面上，形成雨或雪。
那么，小云滴又是怎樣增大的呢？
一種方式是水汽以小云滴為核心繼續(xù)凝結(jié)和凝華，這種作用在云滴增大的初期起主要作用。另一種方式是云滴相互合并，這種方式在云滴增大的后期起主要作用。由于云滴的大小不同，它們下降的速度也不同。最小的云滴，下降速度只有1毫米／秒；的云滴，下降速度可達(dá)72厘米／秒。因此，在下落過程中，大云滴和小云滴經(jīng)常發(fā)生碰撞合并現(xiàn)象（圖3－1）。大云滴吞并了小云滴，壯大了自己。吞并的結(jié)果，會(huì)很快增大到空氣再也承托不住它的狀態(tài)。這時(shí)，它便會(huì)從高空掉下來，這就是我們經(jīng)?？梢钥吹降挠?。
增大到能夠降下來的云滴，并不一定都以雨的形式出現(xiàn)：當(dāng)云內(nèi)溫度較高時(shí)，云完全是由水滴組成的，降到地面上的便是雨；云滴開始下降時(shí)，如果是冰晶或是雪花，但是當(dāng)它們通過較暖的空氣層后，也會(huì)熔解成雨滴，或者形成雨加雪；只有當(dāng)云內(nèi)和云下空氣的溫度都低于0℃時(shí)，掉下來的才是雪。
產(chǎn)生冰雹的雖然也是云，但它和一般的云有些不同。這種云上升運(yùn)動(dòng)特別劇烈，常升高到幾千米甚至一、二萬米，云層也特別厚，人們把它叫做秋雨云。在秋雨云中，空氣的上升氣流挾帶著大量的水汽，急速地上升到高空，然后又很快地變冷。這時(shí)水汽立即凝華成小冰晶，又從高空掉下來，經(jīng)過一層溫度在0℃以下但還沒有凍結(jié)的冷水層，于是冷水便在冰晶上凝結(jié)，成為一層不透明的冰，這樣，小冰晶變成了較大的“雪珠”。由于雪珠比一般的冰晶重，一但上升氣流較弱時(shí)，便馬上下落，且表面開始熔解；但是，這時(shí)如果它又遇到強(qiáng)烈的上升氣流，又會(huì)使上述物理過程重新循環(huán)。這樣，在雪珠外面，不斷地裹上一層層“冰衣”，直到上升氣流再也承托不住它的時(shí)候，雪球便掉了下來，這就是我們常見的冰雹。