Composición científica popular sobre física para el segundo año de secundaria
Como todos sabemos, las nubes están compuestas de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo, y las gotas de lluvia y los copos de nieve están compuestos de estas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo. Entonces, ¿cómo se forma la nieve?
En las nubes de agua, todas las gotas de agua son pequeñas gotas de agua. Se convierten en gotas de lluvia principalmente al continuar condensándose y chocando entre sí.
Las nubes de hielo están formadas por diminutos cristales de hielo. Cuando estos pequeños cristales de hielo chocan entre sí, la superficie de los cristales de hielo se calienta y se derrite, se pegan entre sí y se congelan nuevamente. Repita esto muchas veces y la cantidad de cristales de hielo aumentará. Además, hay vapor de agua en las nubes, por lo que los cristales de hielo pueden seguir creciendo debido a la condensación. En lugares donde las nubes de hielo son generalmente altas pero no gruesas y no hay mucho vapor de agua, el crecimiento de la condensación es lento y no hay muchas oportunidades de colisión entre sí, por lo que no pueden crecer en gran medida para formar precipitación. Incluso si provoca precipitaciones, a menudo se evapora en el camino hacia abajo y rara vez cae al suelo.
Lo que más favorece el crecimiento de las gotas de nube es la nube híbrida. Las nubes mixtas están compuestas de pequeños cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada. Cuando una masa de aire está saturada de cristales de hielo, se insatura con gotas de agua. En este momento, el vapor de agua de la nube se condensa en la superficie de los cristales de hielo, mientras que las gotas de agua sobreenfriada se evaporan, lo que hace que los cristales de hielo "adsorban" el vapor de agua de las gotas de agua sobreenfriada. En este caso, los cristales de hielo crecen rápidamente. Además, el agua sobreenfriada es muy inestable. Si lo tocas, se congelará. Por lo tanto, cuando las gotas de agua sobreenfriada chocan con cristales de hielo en nubes mixtas, se congelan y se adhieren a la superficie de los cristales de hielo, lo que hace que crezcan rápidamente. Cuando los pequeños cristales de hielo crecen, superan la resistencia y flotabilidad del aire y caen al suelo, se convierten en nieve.
A principios de primavera y finales de otoño, el aire cerca del suelo está por encima de los 0 ℃, pero esta capa de aire no es espesa y la temperatura no es muy alta, lo que evitará que los copos de nieve caigan al suelo y derritiéndose completamente. Esto es lo que se llama "nieve húmeda" o "tanto lluvia como nieve". Este fenómeno se llama "aguanieve" en meteorología
¿Cómo el vapor de agua en el movimiento del aire forma nieve en el cielo? ¿Es suficiente la temperatura bajo cero? No, para que el vapor de agua cristalice se deben cumplir dos condiciones para que se forme nieve:
Una condición es que el vapor de agua esté saturado. La cantidad máxima de vapor de agua que el aire puede contener a una determinada temperatura se llama vapor de agua saturado. La temperatura a la que el aire alcanza la saturación se llama punto de rocío. Cuando el aire saturado se enfría a una temperatura por debajo del punto de rocío, el exceso de vapor de agua en el aire se convierte en gotas de agua o cristales de hielo. Dado que el contenido de vapor de agua saturado de la superficie del hielo es menor que el de la superficie del agua, la saturación de vapor de agua requerida para el crecimiento de los cristales de hielo es menor que la de las gotas de agua. Es decir, las gotas de agua sólo pueden crecer cuando la humedad relativa (la humedad relativa se refiere a la relación entre la presión de vapor real en el aire y la presión de vapor saturado del aire a la misma temperatura) no es inferior al 100%; En el caso de los cristales de hielo, a menudo crecen cuando la humedad relativa es inferior al 100% del tiempo. Por ejemplo, cuando la temperatura es de -20°C y la humedad relativa es sólo del 80%, pueden crecer cristales de hielo. Cuanto más fría es la temperatura, menos humedad se necesita para que crezcan los cristales de hielo. Por lo tanto, en ambientes de gran altitud y baja temperatura, es más probable que se generen cristales de hielo que gotas de agua.