雾凇对水汽凝结、云的形成的启示…

张学文，2021 02 17

冬天在日光下，黑色的衣服就比较暖和。其原因是黑色衣服吸收的日光多。反之没有日光夜间，铁门上容易结霜，其原因是它比其他的物体的温度要更低一些（铁门对外辐射的能力比墙体要大）所以容易结霜。

再有，雾凇是冬天的一景。细看，我们会看到树上结的霜都出现在细的树枝上（细看可以发现树枝上的尖端凝结的水分更多）。而粗的树干上则是没有凝结的白霜。---原因显然是细树枝暴露的面积相对于树干要大，它散失的热量比树干多，或者说细树枝的温度比树干要更低一些（散热也更快），对吧！而冬天一些野生动物扎堆睡觉，也体现了暴露面积越小，保温条件就好一些。

好了，现在我们把以上的认识转用到空气中的水汽分子上。分析一下空中的水汽（分子或者水颗粒）的温度是否与空气温度（我们测量到的温度）应当有所区别。而我们知道水汽对辐射的反应比空气要强烈（辐射出去的热量大）。而这可以把水汽比作前面我们看到的细树枝（铁门）上的霜多，于是可以认为

在没有日光的情况下，水汽分子或者更大的水颗粒的温度比周围空气的温度要低一些。---结果是水汽分子凝结而形成了云。而当时我们测量到的水汽压力尚没有达到我们的理论的实验室测量到的饱和水汽压力。而这正是气象实际测量观测中，尽管天空中有云，可哪里从来没有出现过空气中的水汽压力完全达到饱和或者过饱和的状态。

结论

铁门比墙体的温度（夜里）低一点点，结果是在铁门上会出现霜

细树枝上的温度比树干低一点点，结果是霜仅出现在细树枝上

空中的水汽分子的温度比空气分子的温度低一点点，结果是看似没有饱和的空气中出现了云。

水汽与空气的辐射特征的区别在认识空中水变化上的重要性不能被忽视。