霜和雨的形成

霜和雨都是自然現象，它們的形成都跟水有關，也就是說都是由水發生的相應的物態變化而形成的自然現象.

霜從狀態上來看，屬于固體，形狀不規則，是一種白色冰晶，一般附著在物體表面，如草、樹葉、屋頂、土塊等.觸摸時感覺松軟，不像冰那樣堅硬，冰是水凝固而來，霜則是由水蒸氣直接凝華而來.

霜一般發生在秋冬季節，二十四節氣里有個“霜降”，到了這個節氣，就意味著要下霜了，天將轉冷，快要進入冬季了.

我們通常說下霜，其實霜不是同雪和雨一樣從天上落下來的.它多形成于夜間，因為夜間空氣溫度降低，空氣中有大量的水蒸氣，迅速降溫時，水蒸氣就凝華成小冰晶附著在不同的物體上，這就是霜.下霜的夜晚，必然是溫度較低的夜晚，霜本身對植物既沒有害處，也沒有益處.通常人們所說的“霜害”，實際上是在形成霜的同時產生的“凍害”.因此要做好防寒防凍準備.

霜的形成不僅和當時的天氣條件有關，而且與所附著的物體的屬性也有關.當物體表面的溫度很低，而物體表面附近的空氣溫度卻比較高，那么在空氣和物體表面之間有一個溫度差，如果物體表面與空氣之間的溫度差主要是由物體表面輻射冷卻造成的，則在較暖的空氣和較冷的物體表面相接觸時空氣就會冷卻，當滿足一定的條件（如水蒸氣較多，溫度較低）時，水汽就在物體表面上凝華成霜.因此，霜總是在有利于物體表面輻射冷卻的天氣條件下形成的.

此外，風對于霜的形成也有影響.有微風的時候，空氣緩慢地流過冷的物體表面，不斷地供應著水汽，有利于霜的形成.但是，風大的時候，由于空氣流動得很快，接觸冷物體表面的時間太短，同時風大的時候，上下層的空氣容易互相混合，不利于溫度降低，從而也會妨礙霜的形成.大致說來，當風速達到3級或3級以上時，霜就不容易形成了.因此，霜一般形成在寒冷季節里晴朗、微風或無風的夜晚.

霜的形成，不僅和上述天氣條件有關，而且和地面物體的屬性有關.霜是在較冷的物體表面上形成的，所以物體表面越容易輻射散熱并迅速冷卻，在它上面就越容易形成霜.同類物體，在同樣條件下，散熱越快，溫度越低，就越容易形成霜.如花草樹葉，質量較輕，表面積相對較大，散熱快，溫度降低得也快，所以它的表面就容易形成霜.另外，物體表面粗糙的要比表面光滑的更有利于輻射散熱，溫度也降低得快，所以在表面粗糙的物體上更容易形成霜，如土塊.

雨的形成與霜不一樣，它來自于云，從天而降.

地面的水蒸發變為水蒸氣升到天空，當大量的水蒸氣在高空遇冷時，這些水蒸氣有的液化成小水滴浮在空中，有時遇到強冷氣流，就會凝華成小冰晶.這些小水滴與小冰晶匯聚在一起就成了云.由水滴形成的云體稱為水成云，由小冰晶形成的云體稱為冰成云，由小水滴和小冰晶共同組成的云體叫混合云.云中的這些小微粒，它們的個頭很小，大多數直徑還不到1毫米的百分之一，在1立方米的空間中，可以密集地存在幾千萬甚至幾億個.它們高懸在空中不往下掉，是由于空氣中有上升氣流在下面頂托，水滴或冰晶個頭很小，重量很輕，下降的速度非常緩慢.一個直徑20微米的云滴若從1000米的高空掉下來，需要整整6個小時.何況云滴在下降過程中還要連闖兩個大關：一是沖過上升氣流的頂托，另一個是經受住被再一次蒸發掉的危險.當水蒸氣繼續液化或凝華，以及云滴間相互碰并，大水滴（冰晶）不斷“吃掉”小水滴（冰晶），使得體積越來越大，以至大到本身的重量足以克服上升氣流的阻力時，才能下落.冰晶也是如此匯聚變大，當它落到地表上空一定高度時，會遇到熱的氣流而熔化，所以落到地面的仍然是水.當然，如果不熔化，那落到地面的就是雪、雪珠或小冰雹了.從云到雨，實際上就是一個水滴或冰晶成長壯大的過程.我們在浴室洗澡時，看到天花板上的小水滴匯聚成大水滴，最后懸掛不住落下來.這與雨的形成過程非常相似.

工業生產、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫，燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的氮氧化物，經過“云內成雨過程”，即水汽凝結在一起，發生反應，形成酸雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨.我國的酸雨是硫酸型酸雨.酸雨的成因是一種復雜的大氣化學和大氣物理的現象.

酸雨給地球生態環境和人類社會的經濟帶來嚴重的影響和破壞，酸雨使土壤酸化，降低土壤肥力，許多有毒物質被植物根系統吸收，毒害根系，殺死根毛，使植物不能從土壤中吸收水分和養分，抑制植物的生長發育.酸雨使河流、湖泊的水體酸化，抑制水生生物的生長和繁殖，甚至導致魚苗窒息死亡；酸雨還殺死水中的浮游生物，減少魚類食物來源，使水生生態系統紊亂；酸雨污染河流湖泊和地下水，直接或間接危害人體健康.酸雨通過對植物表面（葉、莖）的淋洗直接傷害或通過土壤的間接傷害，促使森林衰亡，酸雨還誘使病蟲害暴發，造成森林大片死亡.歐洲每年排出2200萬噸硫，毀滅了大片森林.我國四川、廣西等省區已有10多萬公頃森林瀕臨死亡.酸雨對金屬、石料、木料、水泥等建筑材料有很輕的腐蝕作用，世界已有許多古建筑和石雕藝術品遭酸雨腐蝕破壞，如加拿大的議會大廈、我國的樂山大佛等.酸雨還直接危害電線、鐵軌、橋梁和房屋等.

酸雨的危害已引起世界各國的普遍關注.聯合國多次召開國際會議討論酸雨問題.許多國家把控制酸雨列為重大科研項目.全世界已有40多個國家通過有關法律限制汽車排污.1993年在印度召開的“無害環境生物技術應用國際合作會議”上，專家們提出了利用生物技術預防、阻止和逆轉環境惡化，增強自然資源的持續發展和應用，保持環境完整性和生態平衡的措施.專家們認為：利用生物技術治理環境具有巨大的潛力.