不知不觉间，春节将至，冬季也将接近尾声，但很多小伙伴却表示不服气了：既然这个冬季被称为冷冬，各路人士都得靠羽绒服护体，那为啥雪花却没有飘到咱这里来呢？为什么雪就必须在冬天才能下呢？这得从雨、雪的形成说起。
雨雪是发生在大气层中的降水现象
地球表面广泛分布着液态水，土壤、植物等也含有一定水分。这些水在阳光等热源作用下会蒸发变成水汽，进入大气层。之后，水汽又随着风运动，与上方的冷空气接触凝结成水滴或冰晶，也就是我们看到的云。
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水汽凝结需要有“凝结核”，也就是能够吸附水气的微小颗粒。水滴和冰晶本身，也可以作为凝结核，所以在云中的水滴或冰晶会逐步长大。当它们的尺寸大到上升气流无法支撑，就会重新落回地球表面，这就是降水。
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如果落下的是水滴，或冰晶在下落过程中融化，就形成雨；如果落下的是较小的冰晶，就形成雪；如果小冰晶成长到足够大，就可能形成冰雹。
春夏雷雨多，冬季雷雨少
在夏季，云中的水滴或冰晶一边吸收水汽长大，一边继续上升，直到气流消失或重量超过气流支持能力开始下落。由于受夏季强上升气流影响，它们下落到一定程度后又可能重新开始上升。就这样，通过反复运动，云中的水滴或冰晶会因摩擦带上电荷。在积雨云中，积累了不同符号电荷的区域接近时，就会产生放电现象，也就是闪电，放电带来的空气震动就是雷声。（在强上升气流作用下形成的云看起来往往像倒立扫帚的形状，因为含水量大颜色较深，常被称为积雨云。）
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显然，只有水汽凝结充分，并经过一定时间的反复运动，才能积累出足够产生雷电的电荷，所以只有在水汽充足、气温较高、上升气流活动剧烈的春夏季才能经常见到雷雨。
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雷雨的形成需要较为剧烈的空气对流，可以是地面加热造成的上升气流与高空冷空气造成的下降气流反复冲突，例如南方的午后雷雨；也可能是来自不同气温地区的冷热气流冲突，如台风降雨；还可以是地形强迫带来的空气剧烈对流，如山地降雨。但雷雨形成需要足够的水汽，因此很少在我国北方的冬季出现。
为什么冬天会下雪
构成雪的基本“材料”是小冰晶，多呈六角形，这是水汽凝结为冰的过程决定的。冰是水的固体形态。水分子由2个氢原子、1个氧原子构成，三个原子的连线形成一定夹角，并与最接近的3个相同分子按三棱柱体排列，就形成了冰。这种结构的小冰晶在继续长大时，不同方向上吸附水汽的能力不同，具体成长条件和形状与所处位置的水汽含量、温度等有关，可能成长为柱形、六角星状、片状等，但总体都是六角对称的，所以人们看到的雪花通常都是六个瓣。
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当雪花增大到一定程度，超过气流支持能力，就从云层里落下来，这和下雨过程一样。当然，雪花相对面积较大，容易受到气流影响，下落速度也比较慢，看上去飘飘洒洒十分好看。如果有较强的上升气流，或空气的温度比较高，雪花在云层里停留长大的时间长，降下时也就比较大。如果雪花表面温度也比较高，手感就会有点发粘。
雪花不是你想下就能下
从表面看，雪和雨的区别主要是落到地面时呈现固态的雪花还是液态的水滴。也就是说，如果地面和低层大气层温度较高，雪在降下过程中融化成水，人们看到的仍然是雨。如果温度接近0℃，也可能会出现一会儿降雨，一会儿降雪，或同时降下雨和雪的“雨夹雪”现象。
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因此，在我国，通常只有北方冬天，气温在0℃以下时，才会看到下雪。从纬度上说，南回归线以南，北回归线以北，或低纬度但海拔较高的地方，都有降雪机会。如果冷空气强烈，并带着湿气，气温零上1-10℃的地方也可能看到雪，但落到地面后就会很快融化。与此相反，如果空气以暖流、干燥气流为主，降雪机会就会减少。
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雪花落到地面，如果地面温度低于0℃，就会形成积雪。在我国，不同地区积雪情况可以分为5类：有些地方，如青藏高原，气候十分寒冷，年降雪量大于年消融量，常年积雪；东北等较寒冷的地方整个冬季都有积雪；华北等较温暖的地方，或是降雪量少的地方，即使在冬季也只有气温较低的时间段有一定的积雪；在华南、西南地区，由于平均气温较高，虽然在寒潮侵袭时有大范围降雪，但很快消融，地表只有很短时间的积雪；最后，在年平均最低气温高于10℃的热带地区，全年都没有积雪，甚至很多年都看不到一次下雪。
作者介绍
李晓航，科普作者中科院物理所博士。
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