霜的形成原因

霜的形成原因

　　自然科學是研究無機自然界和包括人的生物屬性在內的有機自然界的各門科學的總稱。

　　認識的對象是整個自然界，即自然界物質的各種類型、狀態、屬性及運動形式。認識的任務在于揭示自然界發生的現象以及自然現象發生過程的實質，進而把握這些現象和過程的規律性，以便解讀它們，并預見新的現象和過程，為在社會實踐中合理而有目的地利用自然界的規律開辟各種可能的途徑。

　　自然科學的根本目的在于發現自然現象背后的規律。

　　自然科學認為超自然的、隨意的和自相矛盾的現象是不存在的。自然科學的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。

　　由對自然的觀察和邏輯推理自然科學可以引導出大自然中的規律。假如觀察的現象與規律的預言不同，那么要么是因為觀察中有錯誤，要么是因為至此為止被認為是正確的規律是錯誤的，超自然因素是不存在的。順著傳統用法，自然科學可被理解為生物科學(涉及生物學程序)，并以區辨物理科學(涉及宇宙的物理及化學法則)及化學科學。

　　在寒冷季節的清晨，草葉上、土塊上常常會覆蓋著一層霜的結晶。它們在初升起的陽光照耀下閃閃發光，待太陽升高后就融化了。人們常常把這種現象叫"下霜"。翻翻日歷，每年10月下旬，總有"霜降"這個節氣。我們看到過降雪，也看到過降雨，可是誰也沒有看到過降霜。其實，霜不是從天空降下來的，而是在近地面層的空氣里形成的。

　　霜是一種白色的冰晶，多形成于夜間。少數情況下，在日落以前太陽斜照的時候也能開始形成。通常，日出后不久霜就融化了。但是在天氣嚴寒的時候或者在背陰的地方，霜也能終日不消。

　　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"。

　　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，達到水汽過飽和的時候多余的水汽就會析出。如果溫度在0°C以下，則多余的水汽就在物體表面上凝華為冰晶，這就是霜。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。

　　另外，云對地面物體夜間的輻射冷卻是有妨礙的，天空有云不利于霜的形成，因此，霜大都出現在晴朗的夜晚，也就是地面輻射冷卻強烈的時候。

　　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。霜是在輻射冷卻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，假如質量相同，其內部含有的熱量也就相同。如果夜間它們同時輻射散熱，那末，在同一時間內表面積較大的物體散熱較多，冷卻得較快，在它上面就更容易有霜形成。這就是說，一種物體，如果與其質量相比，表面積相對大的，那么在它上面就容易形成霜。草葉很輕，表面積卻較大，所以草葉上就容易形成霜。另外，物體表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于輻射散熱，所以在表面粗糙的物體上更容易形成霜，如土塊。

　　霜的消失有兩種方式：一是升華為水汽，一是融化成水。最常見的是日出以后因溫度升高而融化消失。霜所融化的水，對農作物有一定好處。