第一节银装素裹——雪的基本知识
“洁白的雪花飞满天，大雪覆盖了我的笑脸，漫步走在这小路上，脚印留下一串串……”每当听到这悦耳的歌声，看到银装素裹的雪的世界，我们不禁要问，雪是什么？它是怎么形成的呢？
1．雪的定义
从其本质来看，雪是水的固体形态。
地球上万物存在的根本，都与水的变化和运动有关。正因为如此，才有了我们今天美好的大千世界。众所周知，地球上的水是不断循环往复运动着的。海洋和地面上的水受热蒸发变成水蒸气，上升到空中，然后又随着风的运动，飘到别的地方，一旦它们遇到冷空气，便会凝结成云转而形成降水，重新回到地球表面。这种降水通常有两种存在形式：一种是液态降水，其表现为下雨；另一种是固态降水，表现为下雪或下冰雹等。大气层中，以固态形式落到地球表面上的降水，被称为大气固态降水。大气固态降水的典型代表就是雪。在我国，冬天大部分地区出现的降水，都是雪的形式。但是因为雪花降落到地面上的时候，有大有小，形状不一，以及积雪的疏密程度不同，所以，气象学上就在度量降雪等级的时候，是用雪融化后的水来计算的。
在气象学上，通常把雪按24小时内降水量分为4个等级：小雪为0.1～2.4毫米的雪，中雪为2.5～4.9毫米的雪，大雪为5.0～9.9毫米的雪，被称为暴雪的是10毫米以上（含10毫米）的雪。
然而，从降水量的角度来看，即使暴雪的量级仅仅达到雨量中的中雨量，大体地计算一下，10毫米深的积雪也只能融化1毫米的水。
在自然界中，大气固态降水的表现形式是多种多样的。除了雪花以外，还有至少三种可以造成很大危害的冰雹，以及少见的雪霰和冰粒。
大气固态降水多种多样的形态，是由于在天空中，气象条件和生长环境有很多差异。此外，大气固态降水的叫法也是名目繁多、极不统一的。于是，国际水文协会所属的国际冰雪委员会在1949年召开了一个专门性的国际会议，专门对大气固态降水进行了简明分类。这个简明分类，把大气固态降水划分为十类：雪片、星形雪花、柱状雪晶、针状雪晶、多枝状雪晶、轴状雪晶、不规则雪晶、霰、冰粒和雹。在此，把前七类统一称为雪。那么，为什么后三者不能称为雪呢？事实上，由气态的水汽变成固态的雪需要经过两个过程：一个是先把水汽变成水，然后水经过凝结变成冰晶；另一个是水汽不经过水，直接变成冰晶，这个过程叫做水的凝华。雪是由凝华形成的。
因此，可以把雪说成是天空中的水汽经过凝华而来的固态降水。
2．雪的形成
水汽要经过哪几个过程才能够形成降雪呢？只要温度达到零度以下就可以吗？答案当然是否定的。因为水汽想要结晶，成为降雪必须具备以下两个条件：
首先，水汽必须达到饱和状态。在某一个温度下空气所能包含的最大水汽量，被称为饱和水汽量。空气达到饱和时的温度，被称为露点。当饱和的空气冷却到露点以下温度的时候，在空气里许多多余的水汽就会变成水滴或冰晶。通常情况下当冰面达到饱和状态的时候，水汽含量要比水面低，所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低。换句话说，也就是水滴必须在相对湿度（相对湿度是指空气中的实际水汽压与同温度下空气的饱和水汽压的比值）不小于100%的情况下，才能增长；不过也并非绝对，有时候冰晶的相对湿度低于100%的时候，也能够增长。例如，空气温度为零下20℃时，相对湿度仅有80%，冰晶也能增长。在气温较低的时候，冰晶增长所需要的湿度也就相对要小。所以，在高空低温的环境下，冰晶要比水滴更容易产生。
其次，空气里必须有凝结核。对此有人曾经做过实验，在没有凝结核的情况下，空气里的水汽，必须过饱和到相对湿度500%以上时，才有可能凝聚成水滴。事实上，在自然界里根本不会出现这样大的过饱和现象。所以如果没有凝结核的话，大自然就很难能见到雨雪。那么，什么是凝结核呢？它们是一些悬浮在空气中很微小的固体微粒。最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒，如海盐、硫酸、氮和其他一些化学物质的微粒。在生活中，我们常常会看到天空中有云，却始终等不到降雪。
在这种情况下，人们大多会制造人工降雪。
3．雪的近亲
（1）霰粒
霰，是雪的近亲之一。在高山地区，夏天的天空中往往会有过冷水滴形成，它们围绕着结晶核冻结，演变成一种白色的没有光泽的圆团形颗粒，气象学上把这种东西称为霰。也有许多地方，称它为米雪或雪霰。一般情况下，霰的直径在0.3~2.5毫米之间，较为松脆，容易被压碎。霰虽然不属于雪的范畴，但它也是一种大气固态降水。
（2）冰粒和冰雹
在北方平原地区，夏天常常会遇到另外两种大气固态降水，被称为冰粒和冰雹。冰粒和冰雹是一种体积较大的半透明水珠。它是由能够流淌的水滴围绕着凝结核一层又一层地冻结而形成的。在气象学上，常常把粒径小于5毫米的叫做冰粒，把粒径大于5毫米的叫做冰雹。冰雹对于农业生产来说，会带来致命的危害。据记载，世界上最大的冰雹，比拳头还大，直径10厘米以上，重量超过1千克。
（3）霜、雨凇和雾凇
除了大气固态降水之外，地面上经常会出现另一种“地表生长型”的固态降水，这就是所谓的霜、雨凇和雾凇。虽然这些固态降水不属于大气固态降水，仅仅是水汽在地表凝华结晶和冻结而形成的。
但是这些固态降水，却对人类的生产活动有较大的影响。
说起霜冻，大家都比较熟悉。因为它会危害农作物。为了减轻霜冻的危害，人们付出了艰巨的劳动。
对于人类而言，雨凇和雾凇也并不见得有多么友善，在高山地带它们是最为常见的。在特别寒冷的天气里，微小的雨滴或雾滴一旦遭遇剧烈冷却的物体表面，就会在上面形成雨凇和雾凇。一般情况下，在一两天之内，物体迎风面上会聚结上一层1毫米多厚的冰壳，景色十分神奇，如同童话里的意境。
在北方的冬天，雾凇是常见的一种与霜降极为类似的自然现象，其本质也是霜的一种。呈颗粒状的霜晶常被称为雾凇，是由冰晶在低于冰点以下温度的物体上形成的白色不透明的粒状结构沉积物。过冷水滴（温度低于0℃）遇到同样低于冻结温度的物体时，就会产生雾凇。
当许许多多水滴遇到物体一下子就可以冻结的时候，就会结成雾凇层或雾凇沉积物。雾凇层是由许多小冰粒组成的，而且它们之间也有气孔，这样一来，就形成了典型的白色外表和粒状结构。由于各个过冷水滴的冻结速度相当快，相邻冰粒之间的内聚力相对较差，容易离开附着物。所以，被冷却云环绕的山顶上，最容易看到雾凇，正如同我们在飞机上常见的冰冻形式。在天气非常寒冷的时候，泉水、河流、湖泊或池塘附近的蒸雾也可形成雾凇。
雾凇的景观固然很美，并受人们赞赏，但是有时它也会成为一种自然灾害。
严重的话，雾凇会将电线、树木压断，造成很大的损失。
“树挂”是雾凇的一个别名，也是一种冰雪美景。它是由于雾中无数0℃以下而没有结冰的雾滴通过风的作用，在树枝等物上不断积聚的结果。这就是雾凇现象在我国北方较为常见的原因，不过在南方高山地区也可以看到，而且只要雾中有过冷却水滴就可形成。
据吉林气象站记录，吉林雾凇季节一般从每年的11月下旬开始，到第二年的3月上旬结束。
雾凇有两种形式：一种是过冷却雾滴碰到冷的地面物体后迅速冻结成粒状的小冰块，被称为粒状雾凇，其结构较为紧密；另一种是由过冷却雾滴凝华而形成的晶状雾凇，其结构较为松散，受到轻微震动就会脱落。
雾凇最集中的地方是吉林省的长白山，年平均出现178.9天，最多的年份有187天。正因为如此，每年的这个时期，全国各地前来长白山观赏雾凇的旅客络绎不绝。中国是世界上记载雾凇较早的国家。长期以来，我国古代很早就对雾凇有了许多称呼和赞美。远在春秋时期（公元前770年～前476年）成书的《春秋》一书上就有关于“树稼”的记载，也有称之为“树介”的，也就是现代所谓的“雾凇”。
南北朝时代宋吕忱（公元420年～479年）所编的《字林》里，“雾凇”一词最早出现。其解释为：“寒气结冰如珠见日光乃消，齐鲁谓之雾凇。”这是于1500多年前最早出现于文献记载的“雾凇”一词。
雨凇也就是超冷却的降水遇到温度不超过0℃的树枝表面时所形成的玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层，也被称为“树挂”，也有“冰凌”、“树凝”等别称，形成雨凇的雨称为冻雨。在我国南方，也称冻雨为“下冰凌”、“天凌”或“牛皮凌”。
据《春秋》一书记载：成公十六年（公元前575年）“十有六年春，王正月，雨，木冰。”
其意为：鲁成公十六年春天，周历正月，下雨，树木枝条上凝聚了雨冰(就是“雨凇”)。
这是世界上对雨凇的较早记载。
然而由于雨凇比其他形式的冰粒更坚硬、透明而且密度大（0.85克/立方厘米）。和雨凇极为类似的雾凇，密度却只有0.25克/立方厘米。雨凇表面一般较光滑，其横截面呈楔状或椭圆形，它不仅可以发生在水平面上，还可发生在垂直面上，这主要是由风向决定的，往往形成于树木的迎风面，尖端朝风的来向。按照它们的形态可以分为梳状雨凇、椭圆状雨凇、匣状雨淞和波状雨凇等。
雨凇和雾凇两者相比，形成方式大同小异，多出现在阴天，常为冷雨产生，持续时间一般较长，日变化不是很明显，无论在白天还是夜晚都可能产生。雨凇是在特定的天气条件下产生的降水现象。形成雨凇时的天气较为典型，微寒（0℃～3℃）且有雨，风力稍大，雾滴较大，多在冷空气与暖空气交锋，而且暖空气势力较强的情况下才会形成。在这段时间里，江淮流域上空的西北气流和西南气流势力很强，地面有强冷空气的入侵，由于离地面较近的空气层温度相对要低（稍低于0℃），在1500米~3000米的高空，有温度超过0℃的暖湿气流北上，就会形成一个暖空气层或云层，再往上3000米以上则是高空大气，温度低于0℃，而云层温度通常低于零下10℃，也就是2000米左右高空，大气温度大约为0℃，而在2000米以下温度又低于0℃。也就是说，在近地面存在一个逆温层。
大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态，从上而下分别是冰晶层、暖层和冷层。
