成云致雨需要经过一系列复杂的物理过程：空气在上升时膨胀冷却，其中的水汽（也就是气态的水）达到饱和后，会在凝结核上凝结成大量的微细小滴，即云滴。云滴很小，在云中形成之后，下降的速度通常比云中上升的气流速度小得多，所以只能积聚在云的中部和上部，不能下落。即使离开云底而下降，也会在空气中迅速蒸发而消失。只有当云滴通过各种物理过程集聚和转化为降水粒子（雨滴、雪花、霰粒、雹块等）后，才能降落到地面。
云滴通过凝结、碰并等过程而形成雨滴。在温度低于0℃的云中（过冷云），由于大气冰核的作用，会产生冰晶。在过冷云中，冰晶长成雪晶。雪晶在运动过程中可相互粘连，成为雪团。雪晶和雪团在下落过程中，还可以同过冷水滴碰撞而形成带冻滴的雪晶(团)。如果撞冻的过冷水滴（0℃以下保持液态的水滴）很多，雪晶（团）就变成球状固态颗粒。
在层状云中，上升气流的速度、含水量和云层厚度都比较小，通过撞冻过程只能产生米雪。在积状云中，上升气流的速度、含水量和云的厚度都比较大，通过撞冻过程能产生霰（xiàn）。霰碰并云滴或者自身部分融化，然后表面再冻结，就会形成具有薄冰壳的冰粒。雨滴冻结或者雪团融化后再冻结，也能生成冰粒。这些固态降水物下降到温度高于0℃的暖区里，能融化成雨滴。在特别强盛的积雨云里，霰和冻结的雨滴就会成为冰雹胚胎，它们和过冷水滴碰并，能够长成冰雹。
霰、米雪和冰粒的区别
霰
霰
霰又称雪丸或软雹，是白色不透明的圆锥形或球形的颗粒状固态降水。直径约2～5毫米，下降时常呈阵性，触及硬地时常反跳。它是由各自冻结的小云滴组合在一起而成的，密度小而松脆易碎。
米雪是白色不透明的、比较扁或比较长的小颗粒状固态降水，直径常小于1毫米，触及硬地时不反跳。它是由微小的过冷水滴在冰针或小雪晶上撞冻而成的，降水量很小。
冰粒是透明的丸状或形状不规则的固态降水，较硬，直径一般小于5毫米，触到硬地时一般都能反跳，内部有时还有未冻结的水。
来自云层的降水，是地面生物所需的重要水源。但是降水（地面从大气中获得的各种形式的液态和固态水）除了从空中降落到地面的凝结物（如雨、雪、霰、雹等）以外，还有由低层大气中的水汽直接在地面或地面物体上凝结的凝结物（如露、霜等）。
我们都看到过下雪、下雨甚至下冰雹，可是谁也没有看到过“下霜”或者“下露”的具体过程。这是因为和雨雪等降水形式不同，霜和露并不是从天空中的云层里降下来的，而是在近地面的空气里形成的，是一种地面凝结现象。
霜和露的出现过程是相似的，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（水汽凝结成露的温度）高于冰点（具体温度根据地形和气候条件变化，有纪录以来最高的露点是35℃），而霜点（水汽凝固成霜的温度）低于冰点。一般情况下，在晴朗微风的傍晚，地面温度在0℃以上，空气中的水汽很容易在地面及物体表面凝结成水珠，即露；到清晨地表温度降到0℃以下时，水汽就会在其表面凝华成白色松脆的冰晶，即霜。
霜的形成
霜是水汽在温度很低时，凝华在地面及近地面物体上的白色晶体。一般是六方晶系冰的集合体，呈鳞状、针状、羽状或扇状。
霜的形成需要两个基本条件，一是空气中含有比较多的水蒸气；二是有零度以下的物体。地表温度在0℃以下或接近0℃时，比较潮湿的空气与冷的地表及物体接触很容易饱和而形成霜。
云对地面物体夜间的降温是有妨碍的，天空有云不利于霜的形成。风对于霜的形成也有影响。无风时只有贴地气层中有限的部分水汽可供凝华，可以形成霜，但霜量很少。风大时，空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时上下层的空气互相混合，温度不易降到霜点以下，不利于霜的形成。只有微弱的风，既可以使水汽不断下传给贴地气层，又不至于明显影响降温，有利于霜的大量形成。
因此霜在晴朗微风湿度大的夜晚最容易形成。
霜的形成，不仅和天气条件有关，而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射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，表面积相对大的，那么在它上面就容易形成霜。另外，表面粗糙的物体，要比表面光滑的更有利于辐射散热，所以表面粗糙的物体上更容易形成霜。因此疏松的土块、屋顶、草叶、铁板上比较容易凝结厚霜。
雪上加霜
冬季连续降雪形成的积雪表面往往也会有霜生成。这一般发生在雨雪转晴的夜间到凌晨期间，当地面气温达到0℃或以下时，在冷平流（较冷空气向较暖空气方向输送）与雪面辐射冷却的共同作用下形成的。
冬天玻璃上的霜花
北方冬天室内外的温差很大，当室内空气中的水汽接触到冰冷的玻璃时，就会在窗户内侧的玻璃上的尘埃周围结成冰晶。最初，这些冰晶也像雪花一样，呈六角形；然后逐渐扩大向四周发展，形成冰窗花。冰窗花的形状与室内的温度、湿度以及玻璃的光滑程度有关。如果室内湿度大，温度偏低，水汽结晶快，窗上的图案清晰，就容易形成树枝形状的冰窗花；反之则容易形成碎片状、扇状的；玻璃面粗糙或者尘埃多的地方，冰窗花的图案就会厚一些；玻璃面光滑，冰花图案就会薄一些。假如玻璃是绝对干净的话，那么玻璃上就没有花了。因此玻璃上的霜花是室内的水汽的凝华，不属于自然降水。
霜期的统计
在秋冬季节第一次出现的霜称初霜，春季最后一次出现霜为终霜。初霜日期与终霜日期之间的日数称为霜期；而终霜日期至初霜日期间的日数则称为无霜期。霜期是一个很有意义的气候指标，因为在一个地方初、终霜日期和无霜期的长短直接影响该地区地面热量资源的利用价值。
中国幅员辽阔，黄河流域的霜期一般有两三个月。在华南南部河谷地带，要到隆冬时节，才能见霜。淮河以南、青藏高原东坡以东的广大地区，霜期不到两个月。北纬25度以南和四川盆地的霜期只有10天左右，福州以南及两广沿海平均霜期不到1天，而西双版纳、海南和台湾南部及南海诸岛则是全年无霜。
霜和霜冻
霜和霜冻有着本质的区别。霜冻是白天气温高于0 ℃，夜间气温在短时间内突然下降到低于作物生长的最低温度，使农作物遭受冻害的现象，是一种农业气象灾害。霜则是一种地表地物上的凝华现象，本身对植物并没有害处。霜所融化的水，对农作物还有一定好处。发生霜冻时，可能伴有霜的出现，但如果近地层空气湿度尚未达到饱和状态，也可能并不出现霜，在中国把前一种现象称为白霜，后面的情况称为黑霜。
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