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霜
秋季,随着冷空气南下,各地常出现霜。霜是近地面的最低气温低于0℃时,水汽在地面或植物等物体表面凝华而形成的白色冰晶。霜在秋、冬、春三季都会出现。霜和露的出现过程雷同,都是空气中的相对湿度达到100%时,水分从空气中析出的现象,其形成主要受气温和降水变化影响。古时,人们认为霜同雨、雪一样从天而降,也正因此,在二十四节气中有“霜降”一词。现在看来,这种对霜的认识,不过是当时条件下先人们的一种推断而已。
霜是水的一种固态表现形式,要形成霜,必须有足够的水汽。固相的水比液相和气相的水温度低,所以,形成霜需要较低的温度。另外,霜需要有附着物,植物叶片、栏杆乃至土壤都可以充当这样的物体。夜间,因为没有太阳辐射,气温逐渐降低,寒冷厚重的空气由于密度较大,会在地势低洼处聚集,使得近地层空气中的水汽直接在地面或近地面的物体上逐渐积聚,凝华成霜。
各种天气条件对霜的形成究竟会产生怎样的影响呢?云不利于霜的形成。霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。夜间出现的云会妨碍地面物体的辐射冷却作用,不利于霜的形成。因此,霜大都出现在晴朗的夜晚,也就是地面辐射冷却强烈的时候。
微风有利于霜的形成,强风则不利于霜的形成。这是因为,微风条件下,空气会缓慢流过较冷的物体表面,并且不断提供水汽,从而有利于霜的形成;但是,在大风天气条件下,空气流动速度加快,导致接触冷物体表面的时间变短,不易形成霜。此外,在大风天气条件下,上下层的空气容易混合,不利于近地面温度的降低,也会妨碍霜的形成。一般情况下,当风速达到3级以上时,不利于霜的形成。
除了云和风等气象条件,不同的地面物体对霜的形成也有不小的影响。草叶等表面积相对较大的物体表面容易形成霜。这是由于,在相同时间内,表面积较大的物体散热较多,冷却更快。土块等粗糙的物体表面要比光滑的物体表面更容易形成霜,这是因为粗糙的物体表面更有利于辐射散热。
本文节选自《百科知识》2024.10B
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