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霜是一种在温度很低时,水汽产生的凝华现象

发布时间:2020-12-21 14:30来源: 未知

霜是一种多形成于夜间的白色冰晶,少数情况下,在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常,日出后不久霜就融化了,但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方,霜也能终日不消。

一、结霜的原因

霜是一种在温度很低时,水汽(也就是气态的水)产生的凝华现象,跟雪很类似。严寒的冬天清晨,户外植物上通常都会结霜,这是因为夜间植物散热慢,地表的温度又特别低,水汽散发不快,聚集在植物表面时就结冻成霜。科学上,霜是由冰晶组成,和露的出现过程是雷同的,都是空气中的相对湿度到达100%时,水分从空气中析出的现象,它们的差别只在于露点(水汽液化成露的温度)高于冰点,而霜点(水汽凝华成霜的温度)低于冰点。因此,只有近地表的温度低于0℃时,才会结霜。

霜的形成跟当时的天气条件有关,并且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面的温度很低,而物体表面附近的空气温度却比较高时,那么在空气和物体表面之间就有一个温度差。如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的,则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却,达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0℃以下,则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶,这就是霜。因此,霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下而形成。

霜是辐射在冷却的物体表面上形成的,所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却,在它上面就越容易形成霜。同类物体,那么在同样的条件下,假如质量相同,其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时辐射散热,那么,在同一时间内表面积较大的物体散热较多,冷却得较快,在它上面就更容易有霜形成。这就是说,一种物体,如果与其质量相比,表面积相对大的,那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻,表面积却较大,所以草叶上就容易形成霜。另外,物体表面粗糙的要比表面光滑的更有利于辐射散热,所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜,如土块。

霜的出现,说明当地夜间天气晴朗并寒冷,大气稳定,地面辐射降温强烈。这种情况一般出现于有冷气团控制的时候,所以往往会维持几天好天气。我国民间有“霜重见晴天”的谚语,道理就在这里。

二、霜冻和霜的危害

1.霜冻

指农作物因寒潮的侵袭而受到伤害。白霜是指温度低于0℃的地面和物体表面上有水汽凝结成白色结晶,水汽含量少没结霜称黑霜,对农作物都有冻害,称霜冻。作物内部都是由许许多多的细胞组成的,作物内部细胞与细胞之间的水分,当温度降到0℃以下时就开始结冰,从物理学中得知,物体结冰时,体积会膨胀。因此,当细胞之间的冰粒增大时,细胞就会受到压缩,细胞内部的水分被迫向外渗透出来,细胞失掉过多的水分,它内部原来的胶状物就逐渐凝固起来,特别是在严寒霜冻以后,气温又突然回升,则作物渗出来的水分很快变成水汽散失掉,细胞失去的水分没法复原,作物便会死去。霜和霜冻都是在秋冬季节出现的天气现象。

2.霜害

指霜冻给农作物造成的灾害。植物霜害是指当气温和地表温度降至0℃,空气中过饱和的水分凝结成霜而使植物受到伤害。这时植物组织内部的水分因低温而形成冰晶,因而使植物组织受到伤害。当空气过于干燥,虽气温降至0℃或0℃以下却不能凝结成霜时,但植物组织内仍能形成冰晶也会受害,这种受害天气称为“黑霜”。它比一般霜害(白霜)更严重,因为白霜天气时空气中有较多水分,水分的凝结有热放出,空气水分还有阻止地面热辐射散失的作用,可以减缓温度进一步降低。