水是地球上各种生灵存在的根本。水的变化和运动造就了我们今天的世界。在地球上，水是不断循环运动的。海洋和地面上的水受热蒸发到天空中，这些水汽又随着风运动到别的地方，当它们遇到冷空气，形成降水又重新回到地球表面。这种降水分为2种：①液态降水，这就是下雨；②固态降水，这就是下雪或下冰雹等。大气里以固态形式落到地球表面上的降水，叫做大气固态降水。
大气固态降水是多种多样的，除了雪花以外，还包括能造成很大危害的冰雹，还有我们不经常见到的雪霰和冰粒。由于天空中气象条件和生长环境的差异，造成了形形色色的大气固态降水。这些大气固态降水的叫法因地而异，因人而异，名目繁多，极不统一。为了方便起见，国际水文协会所属的国际雪冰委员会，在征求各国专家意见的基础上，于1949年召开了一个专门性的国际会议，会上通过了关于大气固态降水简明分类的提案。这个简明分类，把大气固态降水分为10种：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。前面的7种统称为雪。为什么后面3种不能叫做雪呢？原来由气态的水汽变成固态的水有2个过程：①水汽先变成水，然后水再凝结成冰晶；②水汽不经过水，直接变成冰晶，这种过程叫做水的凝华。所以说雪是天空中的水汽经凝华而来的固态降水。
雪
雪是大气固态降水中的一种最主要的形式。冬季，我国许多地区的降水，是以雪的形式出现的。由于降落到地面上的雪花的大小、形状以及积雪的疏密程度不同，雪是以雪融化后的水来度量的。气象上一般把雪按24小时内降水量分为4个等级：0.1~2.4毫米的雪称为小雪；2.5~4.9毫米的雪称为中雪；5.0~9.9毫米的雪称为大雪；10毫米以上（含10毫米）的雪称为暴雪。从降水量看，即使暴雪的量级也仅仅相当于雨量中的中雨。粗略地估计，10毫米深的积雪仅能融化为1毫米的水。
1.雪花的形成
在天空中运动的水汽怎样才能形成降雪呢？是不是温度低于零度就可以了？不是的，水汽想要结晶，形成降雪必须具备2个条件：
（1）水汽饱和。空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量，叫做饱和水汽量。空气达到饱和时的温度，叫做露点。饱和的空气冷却到露点以下的温度时，空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶。因为冰面饱和水汽含量比水面要低，所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低。也就是说，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%时才能增长；而冰晶呢，往往相对湿度不足100%时也能增长。例如，空气温度为-20℃时，相对湿度只有80%，冰晶就能增长了。气温越低，冰晶增长所需要的湿度越小。因此，在高空低温环境里，冰晶比水滴更容易产生。
（2）空气里必须有凝结核。有人做过试验，如果没有凝结核，空气里的水汽，过饱和到相对湿度500%以上的程度，才有可能凝聚成水滴。但这样大的过饱和现象在自然大气里是不会存在的。所以没有凝结核的话，我们地球上就很难能见到雨雪。凝结核是一些悬浮在空中的很微小的固体微粒。最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒。比如说海盐、硫酸、氮和其他一些化学物质的微粒。所以我们有时才会见到天空中有云，却不见降雪，在这种情况下人们往往采用人工降雪。
2.雪花的基本形状
下雪时的景致美不胜收，但科学家和工艺美术师赞叹的还是小巧玲珑的雪花图案。远在100多年前，冰川学家们已经开始详细描述雪花的形态了。
雪景西方冰川学的鼻祖丁铎耳在他的古典冰川学著作里，这样描述他在罗扎峰上看到的雪花：“这些雪花……全是由小冰花组成的，每一朵小冰花都有6片花瓣，有些花瓣像山苏花一样放出美丽的小侧舌，有些是圆形的，有些又是箭形的，或是锯齿形的，有些是完整的，有些又呈格状，但都没有超出六瓣型的范围。”
在我国，早在公元前100多年的西汉文帝时代，有位名叫韩婴的诗人，他写了一本《韩诗外传》，在书中明确指出，“凡草木花多五出，雪花独六出。”
雪花的基本形状是六角形，但是大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花，就像地球上找不出两个完全相同的人一样。许多学者用显微镜观测过成千上万朵雪花，这些研究最后表明，形状、大小完全一样和各部分完全对称的雪花，在自然界中是无法形成的。
雪花在已经被人们观测过的这些雪花中，再规则匀称的雪花，也有畸形的地方。为什么雪花会有畸形呢？因为雪花周围大气里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一样的，只要稍有差异，水汽含量多的一面总是要增长得快一些。
世界上有不少雪花图案搜集者，他们像集邮爱好者一样收集了各种各样的雪花照片。有个名叫宾特莱的美国人，花了毕生精力拍摄了近6000张照片。前苏联的摄影爱好者西格尚，也是一位雪花照片的摄影家，他的令人销魂的作品经常被工艺美术师用来作为结构图案的模型。日本人中谷宇吉郎和他的同事们，在日本北海道大学实验室的冷房间里，在日本北方雪原上的帐篷里，含辛茹苦20年，拍摄和研究了成千上万朵的雪花。
但是，尽管雪花的形状千姿百态，却万变不离其宗，所以科学家们才有可能把它们归纳为前面讲过的7种形状。在这7种形状中，六角形雪片和六棱柱状雪晶是雪花的最基本形态，其他5种不过是这2种基本形态的发展、变态或组合。
3.雪的作用
“瑞雪兆丰年”是我国广为流传的农谚。在北方，一层厚厚而疏松的积雪，像给小麦盖了一床御寒的棉被。雪中所含有的氮素，易被农作物吸收利用。雪水温度低，能冻死地表层越冬的害虫，也给农业生产带来好处。所以又有一句农谚“冬天麦盖三层被，来年枕着馒头睡”。
雪的作用很广，对人类有很大的好处。首先是有利于农作物的生长发育。因雪的导热本领很差，土壤表面盖上一层雪被，可以减少土壤热量的外传，阻挡雪面上寒气的侵入，所以，受雪保护的庄稼可安全过冬。积雪还能为农作物储蓄水分。此外，雪还能增强土壤肥力。据测定，每1升雪水里，约含氮化物7.5克。雪水渗入土壤，就等于施了一次氮肥。用雪水喂养家畜家禽、灌溉庄稼都可收到明显的效益。
当然，雪对人有利也有害处，在三四月份的仲春季节，如突然因寒潮侵袭而下了大雪，就会造成冻寒。所以农谚说：“腊雪是宝，春雪不好。”
雾
雾有3种定义：①凡是大气中因悬浮的水汽凝结，能见度低于1千米时，气象学称这种天气现象为雾。②雾是接近地面的云。③雾是由悬浮在大气中微小液滴构成的气溶胶。
当空气容纳的水汽达到最大限度时，就达到了饱和。而气温越高，空气中所能容纳的水汽也愈多。1立方米的空气，气温在4℃时，最多能容纳的水汽量是6.36克；而气温是20℃时，1立方米的空气中最多可以含水汽量是17.30克。如果空气中所含的水汽多于一定温度条件下的饱和水汽量，多余的水汽就会凝结出来，当足够多的水分子与空气中微小的灰尘颗粒结合在一起，同时水分子本身也会相互黏结，就变成小水滴或冰晶。空气中的水汽超过饱和量，凝结成水滴，这主要是气温降低造成的。这也是为什么秋冬早晨多雾的原因。
如果地面热量散失，温度下降，空气又相当潮湿，那么当它冷却到一定的程度时，空气中一部分的水汽就会凝结出来，变成很多小水滴，悬浮在近地面的空气层里，就形成了雾。它和云都是由于温度下降而造成的，雾实际上也可以说是靠近地面的云。
白天温度比较高，空气中可容纳较多的水汽。但是到了夜间，温度下降了，空气中能容纳的水汽的能力减少了，因此，一部分水汽会凝结成为雾。特别在秋冬季节，由于夜长，而且出现无云风小的机会较多，地面散热较夏天更迅速，以致使地面温度急剧下降，这样就使得近地面空气中的水汽，容易在后半夜到早晨达到饱和而凝结成小水珠，形成雾。秋冬的清晨气温最低，便是雾最浓的时刻。
1.形成条件
雾形成的条件①冷却，②加湿，③有凝结核。增加水汽含量，这是由辐射冷却形成的，多出现在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛且比较稳定或有逆温存在的夜间和清晨，气象上叫辐射雾；另一种是暖而湿的空气作水平运动，经过寒冷的地面或水面，逐渐冷却而形成的雾，气象上叫平流雾；有时兼有两种原因形成的雾叫混合雾。可以看出，具备这些条件的就是深秋初冬，尤其是深秋初冬的早晨。
雾岭我们还可以看到一种蒸发雾。即冷空气流经温暖水面，如果气温与水温相差很大，则因水面蒸发大量水汽，在水面附近的冷空气便发生水汽凝结成雾。这时雾层上往往有逆温层存在，否则对流会使雾消散。所以蒸发雾范围小，强度弱，一般发生在下半年的水塘周围。
城市中的烟雾是另一种原因所造成的，那就是人类的活动。早晨和晚上正是供暖锅炉的高峰期，大量排放的烟尘悬浮物和汽车尾气等污染物在低气压、风小的条件下，不易扩散，与低层空气中的水汽相结合，比较容易形成烟尘（雾），而这种烟尘（雾）持续时间往往较长。
雾消散的原因：①下垫面的增温，雾滴蒸发；②风速增大，将雾吹散或抬升成云；再有就是湍流混合，水汽上传，热量下递，近地层雾滴蒸发。
雾的持续时间长短，主要和当地气候干湿有关。一般来说，干旱地区多短雾，多在1小时以内消散；潮湿地区则以长雾最多见，可持续6小时左右。
此外，有雾还不能有风。不然，空气中的小水珠被风吹散，雾也是聚不起来的。
2.雾的分类
根据空气达到过饱和的具体条件不同，通常把雾分为以下几种：
（1）辐射雾。陆地上最常见的是辐射雾。这种雾是空气因辐射冷却达到过饱和而形成的，主要发生在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨。这时，天空无云阻挡，地面热量迅速向外辐射出去，近地面层的空气温度迅速下降。如果空气中水汽较多，就会很快达到过饱和而凝结成雾。
另外，风速对辐射雾的形成也有一定影响。如果没有风，就不会使上下层空气发生交换，辐射冷却效应只发生在贴近地面的气层中，只能生成一层薄薄的浅雾。如风太大，上下层空气交换很快，流动也大，气温不易降低很多，则难于达到过饱和状态。只有在1~3米／秒的微风时，有适当强度的交流，既能使冷却作用伸展到一定高度，又不影响下层空气的充分冷却，因而最利于辐射雾的形成。
辐射雾出现在晴朗无云的夜间或早晨，太阳一升高，随着地面温度上升，空气又回复到未饱和状态，雾滴也就立即蒸发消散。因此早晨出现辐射雾，常预示着当天有个好天气。“早晨地罩雾，尽管晒稻谷”、“十雾九晴”就是指的这种辐射雾。
（2）平流雾。当温暖潮湿的空气流经冷的海面或陆面时，空气的低层因接触冷却达到过饱和而凝结成的雾就是平流雾。
山东蓬莱的平流雾奇观只要有适当的风向、风速，雾一旦形成，就常持续很久，如果没有风，或者风向转变，暖湿空气来源中断，雾也会立刻消散。
（3）蒸汽雾。如果水面是暖的，而空气是冷的，当它们温差较大的时候，水汽便源源不断地从水面蒸发出来，闯进冷空气，然后又从冷空气里凝结出来成为蒸汽雾。
一般在南方的暖洋流进到极地区域时，极地的冷空气覆盖在暖水面上而形成蒸汽雾。例如北大西洋上就有一股强大的墨西哥湾流的暖洋流，经常突入北极的海洋上，造成北极洋面上大规模的蒸汽雾。有时候，北极的冷空气停留在冰面上，在冰面裂开的地方，冰下较暖的水就露出来，形成局部的蒸汽雾，蒸汽雾大都出现在高纬度的北极地区，所以人们常称它为“北极烟雾”。
除了极地区域外，冷空气覆盖暖水面的情形还常出现在内陆湖滨地区。夜间湖水面比陆面暖，当夜间陆风吹到暖的湖面上时，在湖面上就会形成一层比较浅薄的蒸汽雾。秋、冬季节，每当冷空气南下以后，在天晴风小的早晨，暖水面还来不及冷却时，就弥漫着这种蒸汽雾。
（4）上坡雾。这是潮湿空气沿着山坡上升，绝热冷却使空气达到过饱和而产生的雾。这种潮湿空气必须稳定，山坡坡度必须较小，否则形成对流，雾就难以形成。
（5）锋面雾。经常发生在冷、暖空气交界的锋面附近。锋前锋后均有，但以暖锋附近居多。锋前雾是由于锋面上面暖空气云层中的雨滴落入地面冷空气内，经蒸发，使空气达到过饱和而凝结形成；而锋后雾，则由暖湿空气移至原来被暖锋前冷空气占据过的地区，经冷却达到过饱和而形成的。因为锋面附近的雾常跟随着锋面一道移动，军事上就常常利用这种锋面雾来掩护部队，向敌人进行突然袭击。
（6）其他雾。随着现代工业的发展，又增添了许多新雾。比如工业排放废气形成的废气形成的光化学烟雾，锅炉、窑炉和生活小煤炉排放的黑色烟雾等。
