“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”雪，这个严冬的特色，是大自然的艺术品，几乎每一个雪花都是一朵独特精美的图案。形形色色，千姿百态，令人眼花缭乱。尽管形状极多，但还是有着基本的特征。它的最基本形状是六角形，无论雪花怎么像万花筒那样变幻无穷，都是严格按照六角形的准则，有条不紊地排列着。它们有的像六角形的薄板，这就是板状雪花，也称片状雪花；有的细得像一根绣花针，称为针状雪花；有的像一截铅笔，这就是柱状雪花；有的如同6个方向均匀张开的6把小扇子，这就是扇状或花瓣状雪花；还有光芒闪耀的星状雪花；有枝杈繁生的树枝状雪花；更奇特的是还有一种哑铃状雪花。曾有艺术家很有感慨地说：“每一朵雪花都是大自然中一件精致的艺术品，是一幅造型奇特的图案”。
雪
雪花为什么不是三角形，五角形而偏偏都是六角形？这是由水汽在凝华过程中的特性所决定的。在常温常压下，由水汽凝结而成的冰晶，都是六方晶体，不管雪花怎样变幻姿态，总要保持冰晶的结晶形状。这是一条自然规律，也是“雪花六出”的原因。但是，有一种例外情况，极地的雪花不遵守这个规律，因为那里的温度太低了。
雪花的基本形状是六角形，但降到地面上的雪花却是千姿百态，有的像鹅毛，有的像柳絮，这其中的道理又在哪里？
雪花这要从雪花最初形成到飞入你眼帘中的经历说起。我们已经知道，在大气中，当温度下降到0℃以下时，云中的水汽不会凝结成水滴而凝结成冰晶。这时的冰晶，一般都是六角形雪片，雪片的各个角相等，这些薄片很像是从六棱铅笔上横切下来的剖面，只不过小得多罢了。
六角形雪片是雪花的原始形状，形形色色的雪花都是由它演化而来的。在一般低温条件下，水汽在冰晶上凝华增大成什么形状，要由云中水汽的数量来决定。如果云中的水汽不太丰富，只有在冰晶的面上达到饱和，那么水汽只凝华生长成柱状或针状冰晶；如果云中的水汽稍多一些，则凝华成片状雪晶。如果云中的水汽非常丰富，则在冰晶的面上、边上、角上都有凝华现象发生，尖角上得到的水汽最充分，所以尖角上凝华速度最快，于是形成了星状或枝状雪晶。
在云里，由于冰晶不断地运动着，它所处的水汽条件也在不断变化，这样使得冰晶一会儿沿这个方向增长，一会儿沿那个方向增长，形成了各种形态的雪花。
雪花有多大？李白的著名诗句说：“燕山雪花大如席”。其实，不要说“大如席”的雪花在科学史上没有记录，就是“鹅毛大雪”也是不容易遇到的。可见，诗中夸张成分之大。
事实上，雪花是很小的。雪花的大小取决于水汽凝华结晶时的温度状况。人们常常看到，有些文学作品描写天气严寒时，喜欢用“鹅毛大雪”来形容，其实，这是缺乏科学道理的。在非常严寒时形成的雪花小，气温相对高些，形成的雪花越大。三九严寒天气，很少出现鹅毛大雪，只有在秋末冬初或冬末春初时，才有可能出现鹅毛大雪。它是气温接近0℃的产物，并不是严寒气候的象征。
所谓的“鹅毛大雪”，并不是一个雪花，单个的雪花晶体直径最大也不会超过10毫米，至多像我们指甲那样大小，称不上鹅毛大雪。鹅毛大雪是由许多雪花粘在一起形成的。在温度相对比较高的条件下，雪花晶体很容易互相联结，粘在一起，尤其气温接近0℃时，雪花的结合能力特别大，成百上千朵雪花合成一朵鹅毛大雪。
雹
炎热的午后，烈日灼人，闷热似蒸，大块大块的乌云在天空中翻腾，突然强烈的闪电划破乌黑的云层，接着震耳的雷声隆隆作响，不一会儿，凉风骤起，豆粒大的雨滴自天而降。这样的雷阵雨中常常携带来一位不速之客，那就是冰雹。冰雹是一颗颗乳白色的冰粒，冰粒的大小不一，大的像鸡蛋、核桃，小的只有黄豆、米粒那么大，俗称“冷蛋”、“雹子”。
雹
冰雹，滚圆结实，在地上捡一颗还没来得及融化的，用刀把它切开，看看它的内部到底还隐藏着什么秘密。你会发现，它好像一个葱头。它的中心是一颗白色不透明的珠子，好像白瓷，叫做霰，外面是一层透明的冰。冰外面是一层雪，雪外面又是一层冰。有的冰雹，里里外外有4~5层。
冰雹的这些冰雪相间的层次是怎么形成的？大热天怎么会从天上下“冷蛋”呢？让我们一起探索一下冰雹的成因，各种问题都会迎刃而解。
冰雹是从一种积雨云中降下来的，这种积雨云称为冰雹云或雹云。雹云与一般的积雨云不同，雹云的云底较低，一般离地面只有几百米，但雹云的云顶却很高，可达十几千米。所以，雹云的体积是相当深厚高大的，这为冰雹的形成提供了相当大的空间。
雹云中的上升气流是很强盛的，上升气流挟带着大量水汽急速升到高空，很快就变冷了，水汽立即凝华成小冰晶。冰晶吸附许多水汽在它上面凝华，逐渐增大，并随着云中的气流上下来回翻腾。从高空掉下来经过一层过冷水滴时，过冷水滴就在小冰晶上很快冻结。于是，在冰晶身上便聚集了许多小冰粒。由于这些小冰粒之间，小冰粒与冰晶之间，往往夹杂着空气，所以整个冰晶和冰粒变成了白色疏松的小冰团，这就是霰——冰雹核心。
由于云中的上升气流时强时弱。变化无常，所以冰雹胚胎就这样一次又一次地被托上去，落下来，落下来，又托上去。当落下时，由于云体下部的温度比较高，冰核落到这里，表面一层冰雪开始融化为水，同时，又有一部分水滴粘上去。当再次被带到高空时，黏附在它表面的一层水滴又开始冻结成一层冰壳，并粘上一层小冰晶和雪花。上上下下经过几次到十几次的重复，冰核外面被包了一层又一层，体积越来越大，分量越来越重。当云中的上升气流再也托不住它的时候，就从云中一落千丈地掉下来，这就是我们所见到的冰雹。
雨凇和雾凇
雨凇和雾凇都是由过冷水滴或雾滴在地面和地物及树木上形成的冻结物或凝华物，雨凇又叫冻雨。它们对交通、电线、树木的严重影响越来越被人们所重视。
雨凇主要是由于大气近地面层温度向上逆增，锋面上产生的过冷却液态降水（冻雨）落到温度低于0℃的地面或地物上冻结而形成的。雨凇呈透明或毛玻璃状，外表光滑或略有隆突，冰层质地坚硬紧密。
雨凇
雾凇
雾凇一般分为粒状雾凇和晶状雾凇两种。粒状雾凇往往在风速较大的雾天里，气温为零下2℃~零下7℃时出现。它是由过冷却的雾滴与细长的物体相接触时形成的，由于冻结速度很快，因而雾滴仍保持原来的形状，成为附在物体上像雪一样的冰粒凝附物。晶状雾凇是由冰晶所组成，在雾滴蒸发时，由水汽凝华附在细长的物体上而形成，它往往在有雾、微风且温度低于零下15℃时出现，密度小，增长速度慢，每小时约1毫米，厚度平均不超过1厘米，形状如绒毛，稍受风吹或震动即易散落，因而一般不易造成灾害。雨凇、雾凇、霜三者容易互相混淆，主要区别见下表所示。霜、雾凇、雨凇的区分名称外形特征成因天气条件容易附着的物体部位霜白色松脆的冰晶地面或近地物体冷却到0℃以下，水汽凝华而成，或由露冻结而成晴朗、微风、湿度大的夜间雾凇乳白色的冰晶层或粒状冰层，较松脆过冷却雾滴在物体迎风面冻结，或严寒时空气中水汽凝华而成气温较低（零下3℃以下），有雾或湿度大时物体的突出部分和迎风面上最多雨凇透明或毛玻璃状的冰层，坚硬、光滑过冷却雨滴或毛毛雨滴在物体（温度低于0℃）上冻结而成气温稍低，有雨或毛毛雨下降的时候水平面、垂直面上均可形成，但水平面和迎风面上增长快第11章运输水的河流河流的成因。
自古以来，人们对河流就有着深厚的感情。在古老的原始时代，我们的祖先就依山傍水居住，不少村庄、城镇就建在河边，甚至随着河流的变迁而兴亡。世界上古代文明的发祥无不与河流相关。九曲黄河被称为“中华民族的摇篮”，非洲的尼罗河、西亚的幼发拉底河和底格里斯河、印度的恒河，孕育了古埃及、巴比伦和印度的灿烂文化。
大地上的江河在陆地表面纵横交错，蛛网般地分布着，是陆地表面水流和泥沙输移的主要通道，那些干流就好比地球身上的大动脉，那些细细的支流如同毛细血管，不断给大地带来新的“血液”，滋润着地球上的生命。在众多河流中，有的浩浩荡荡，奔向海洋；有的越流越窄，最后消失在沙漠中；有些河流像捉迷藏一样，一会儿钻入地下消失得无影无踪，一会儿又在什么地方冒出来；有的河流“行踪”不定，经常改道；有的河流含沙量大，有的河流含沙量小；有的河流形如“九曲回肠”，还会自然截弯取直，等等，可谓各式各样。这些都与河流所流经地区的地形、气候密切相关。
泥沙含量巨大的黄河
这么多特性各异的河流，是怎样形成的？它们最初的模样有着相同的成长过程，靠的并不是人力，而是自然的力量。
一般来说，形成一条河流必须具备两个条件：①有经常不断地流动着的水，②水在其中流动的“河槽”。
陆地上成千上万条河流，昼夜不停地流着，其水源是从哪儿来的呢？河流的水源是一个复杂的问题，科学上叫河流的补给。
首先，雨水是世界上大多数河流的最重要的水源。从前面的水循环中已经了解到，海洋和陆地表面都不停地进行着水分蒸发，把水蒸气送入大气，大气中的水汽9／10以上以降水形式落回地面，进而影响河流的流水。
河槽上空的降雨，可直接进入江河的水流中，但河槽的面积毕竟是不大的，所以河槽上降雨的补给常常是微不足道的，一旦降雨停止，这种补给也就立刻消失。河流的降水补给，主要来自它的广大的集水区域。那些没有直接降落到河槽内的水，并不立即产生径流，而是首先消耗于地面上的植物截留，地面下渗，填洼及蒸发等。降雨被植物截留的现象叫植物截留，植物截留的水量不大，它将被蒸发掉。雨水从地面向下不断地渗入土壤的过程，叫下渗。当降雨满足下渗之后，将形成地面积水，蓄积于地面洼地，称为填洼。随着降雨的继续进行，满足填洼后的水开始沿着地面流动，称为地面径流。
在一次降雨过程中，由于各处的植物截留量、下渗量和填洼及蒸发量的不同，地面径流出现的时间、地方有先有后。开始出现的地面径流在坡面上呈面状流动，称为坡面漫流。在漫流过程中，坡面的水流一方面直接接受降水的直接补给，另一方面在前行的过程中不断地因蒸发而消耗。如果降雨很大或降雨时间很长，地面径流就能最终注入河网。这种补给常常在雨后还能持续一段时间。
黄河断流
“河流是气候的产物”，降水的多少和降水的方式对河水变化影响很大。陆地上各处的降水量有很大差别，一般是降水量多的地方，河流水量也大；降水量少的地方，河流水量少。我国气候属于季风气候，全年降雨量大部分集中在夏秋两季，所以夏秋两季，河流常常形成洪水，带来洪涝灾害。在少雨或无雨的冬季，江河水量显著减少，出现一年中的枯水期，有的河流甚至出现断流现象。
另外，还有许多因素也影响着河水。比如说，地面的蒸发，如果降水的大部分被蒸发掉了，那么流到河里的水量自然要大为减少。有些地方每年降水量的60%~70%成为河水，但另一些地方则只有30%~40%成为河水。这种差别，取决于当地的气候、地形、地质、植被和人类活动等的影响。
降水的方式是多种多样的，在热带和温带地区，降雨是主要形式，在寒带和高山地区，降雪为主要形式。但是，不管哪一种方式，降到地面之后，都可成为河水的来源。
季节性积雪的融水，是河水的又一来源。有些河流，由于春季集水区内积雪的融化，补给河流，使河水流量大增形成春汛，有些地方称为桃花水。这种积雪补给河流的水量，受冬季积雪厚度的影响。由于冰雪的融化受气温高低的制约，所以，一般说来，一年中7、8月气温最高，融水补给河流的水量出现最大值，冬季出现河流的枯水期。在夏季午后的1~3点，融水量最大，晚间由于气温降低，白天融化的冰雪水可能再次冻结成冰。因此，以冰雪融水为主要补给来源的河流常常出现这样的现象：清晨还干涸无水，下午却神奇般地水流汹涌，让人无法通过。
有些山区的湖泊，也常成为河流水的来源。白头山天池，水面恬静、群峰环抱，天池北面，有68米高的瀑布，飞流而下，成为松花江的源头。
地下水也是河水的重要补给来源之一。尤其在枯水季节，降水稀少，河流中水量减少，水位下降，出现地下水位高于河流水位的情况，这时，地下水补给占很大比重。除以上所说的河水的几种补给来源外，还有沼泽水和冰川融水的补给。
干枯的河床一般说来，一条河流的补给水源往往是多方面的。例如长江，它既有雨水的补给，也有冰川、湖泊、沼泽等补给水源。补给水源还因季节和地域不同而变化。在一年中，冬季降水少，多数河流只能从地下水得到补充；春季既有降水，又有冰雪融水；夏秋季则几乎全部以雨水为主要来源。在地域上也有很大不同，往往在河流的某一段以冰雪融水补给为主，而另一段则以雨水补给为主。
