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近日寒流來襲,許多人會趁著這個機會到山上賞雪,不過「雪、霰、霜、霧淞」如何分辨呢?中央氣象署指出,這些都是冰,但因為形成過程不同,因而出現不同名稱。
當水氣的空氣塊受到外力向上抬升,因外部壓力減少、空氣塊體積膨脹,導致溫度降至「露點」之下,使水氣凝結成水滴,「雲」因此形成。如果高度持續上升、溫度繼續下降至冰點以下,水滴便結成「冰晶」。當雲中水滴與冰晶共存時,因水面飽和水氣壓大於冰面飽和水氣壓,所以在同一溫度下,水滴雖已達100%的飽和狀態,但冰晶則為超過100%的過飽和狀態,使得鄰近冰晶的過冷水滴被迫蒸發成水氣,以供給冰晶持續成長,直至冰晶增大到一定大小後,便受重力作用向下墜落。這時若地表溫度高於零度,冰晶融化成水滴,形成降雨;地表溫度低於零度,冰晶緩慢飄落,則為降雪。
「雪」的基本形態為六角板狀、六角樹枝狀、六角柱狀、針狀等,產狀會根據結晶時的溫度與水氣的飽和程度,而生長出各種不同冰晶形狀,所以可從其形態反推當時大氣狀態為何。
而「霰」的形狀則為球粒狀或近圓錐狀,直徑約2至5mm,不如雪有結晶構造,故質地較雪來得鬆散而易裂解。如果雲中同時存在過冷水滴(低於零度但仍未結冰的液態水)、冰晶或塵埃,當過冷水滴接觸到冰晶或塵埃,會以冰晶或塵埃為凍結核,立即於表面結冰形成冰粒。當這類冰粒成長到一定大小後,便如同降雪一般墜落地面,我們稱這種現象為下霰,墜落速度比雪快。
「霜」的形成過程與露相同,均是含有水氣的空氣塊遇到低溫表面所產生的凝華現象。若接觸到的表面溫度高於零度、低於露點,則水氣便凝結成水,出現「露珠」;若低於零度也低於霜點,則水氣將凝華成冰,形成「霜」。可以呈片狀、樹枝狀等。通常在晴朗無風或微風的夜晚之時,地表岩石或植物葉面上所出現的結冰現象。
看起來與霜形狀相同的「霧淞」形成過程不同,兩者的差別在於霜為水氣遇到冷表面凝華而成,霧淞則是過冷水滴碰到可作為凝固的表面而結冰,因此只要達到此一形成要件後,霧淞便可在任何時間結晶出現,不過也因為結晶較快,冰柱體較易碎裂。