04云雾形成理论解析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一种情况例外：“生物冰核”。 冰核质粒如太小，1）它的溶解度增大，就会破坏
其作为冰核的作用。2）而且冰核如小于冰胚的尺 度，冰胚就难以在其上形成。
28
异质核化 - 冰核起核化作用的条件
3、化学键条件
冰核表面的化学键对成冰有很重要作用。冰的晶格 由一定强度及取向的氢键所维系，如果冰核表面也 有氢键，必有利于水汽或液水在冰核表面核化成冰。
30
异质核化 - 冰核起核化作用的条件 5、活化位置条件
冰核面上异质核化往往从局部位置发动。这些位置 往往在善于接收水汽并形成液水的地方。对水汽凝 华于核上时的核面形状研究发现，凝华位置往往是 在核面的生长阶、裂缝、纹理、空穴、及棱角处。
此外，核化表面的电荷特性和纯净冰核中所含的杂 质也会影响核化过程
人工影响天气
第四章 云雾的形成 ——核化理论
成核作用
核化过程：形成云雾质粒的过程。
自发核化（同质核化）：单一相态分子中没有 其它物质存在时发生的核化过程。
对水而言，水汽以几个水分子集合体为中心聚集成 液体（凝结）或固体（凝华），或者以过冷却水中 的水分子集体为中心形成冰晶（冻结）。如把这些 微小的水分子集合体看成核，则这种无异质核存在 时的核化现象称为自发核化或同质核化。同质是指 结成的核心不是异性物质，都是水分子的意思。上 述三种过程的自发核化分别称为：同质凝结核化、 同质凝华核化和同质冻结核化。
31
异质核化 - 冰核起核化作用的条件
5、活化位置条件（续）
环境相对湿度f=fc时，盐滴就会增大到rc。但rc与前不同 的是处于亚稳态。如水滴半径因偶然的原因增到大于rc ， 此时它所需的平衡相对湿度就小于环境相对湿度，于是 就有水汽在它上面凝结，使它继续增大甚至成为云滴， 而不会因蒸发恢复到原有半径。
13
异质核化 - 可溶性核上的凝结
讨论（续）
当外界相对湿度f>fc时，盐核将由小而大地不断增大到超过fc ，最 后能继续增大成云滴。
1
Cr r
Cn r3
f 100
f为相对湿度。设温度为275K，m为饱和食盐溶 液中溶质质量，则
f 100
1 1.2 107
1 r
0.147m
1 r3
10
异质核化 - 可溶 r0.1mm e0.1 r0.1mm e0.001r1.0mm e0.01 r1.0mm e0.1 r1.0mm
H2O
15
异质核化 - 异质冻结核化 结论类似于异质凝华核化：
1）接触角大则冻结温度愈低，即愈不易冻结； 2）冰核半径愈小，冻结温度愈低。特别当冰核半径
小于0.01μm时，很难冻结。
contact
immersion
condensation/freez ing
16
异质冻结与同质冻结核化
17
CCN
在云雾形成过程中，可溶性凝结核作为水滴的核后，只有 在被激活以后，才能形成云滴，否则只能保持为霾滴。
14
异质核化 - 异质凝华核化
异质凝华核化的理论处理与异质凝结核华相似。 其核华率主要由接触角θ、核半径和温度决定。
结论：
1）同一冰核半径条件下，θ愈大，则凝华温度愈低 （即凝华愈难）；
2）接触角一定，随着冰核半径的增大，凝华核华温 度愈高（即愈易核华）。只是这种趋势在冰核半径 大于0.1μm时没有半径小于0.1μm时显著。
①群滴尺度一定时，冷却率愈小，则中值冻结温度愈高； ②冷却率一定时，群滴的尺度愈大，则中值冻结温度愈高。 使一半过冷却水滴在1℃/h冷却率下自发冻结，水滴直径10cm时温
度必须降到-30℃以下；水滴直径1微米时温度要降到-45℃。即不 论冷却率如何，水滴群的中值冻结温度都在-30~-45℃之间。
100
0.1
1
10
100
RH (%)
90
0.1
1
10
100
r (mm)
11
异质核化 - 可溶性核上的凝结
每一条平衡曲线，其f值都有一个极大值，称为 “临界相对湿度fc”，其相应的溶液滴半径，称为 “临界半径rc”。将前式对r微分，令其等于0，可 得：
1
rc 1.9 103 m 2
fc
1001
某些有机冰核就是根据这一条件找到的。
1961-1962年，Head实验发现能被氢键束缚的化学团(如 -OH、-NH3、-O等)在有机物表面的排列情况对发动成冰 作用十分重要。此外人们还发现作为凝华核，介乙醛 (CH3CHO4)的阈温可高到-0.4℃，胆甾醇(C27H46O·H2O)的 阈温为-1℃—-2℃，间苯三酚(C6H3(OH)3·2H2O)的阈温在 -2℃—-4℃。
离子正负对饱和比的影响
与正离子相比，负粒子在较低过饱和度条件下就开始成核。 原因在于，微水滴负氧端指向外，正H端向内，负离子表面 分布有负电荷，正好和正H端相接，造成异号相吸的形势。 这就使负离子上水汽凝结为水较为容易些。
7
异质核化 - 不溶性平表面上的凝结核化 主要与核的水湿性相关：
如在潮湿环境下的平石板、墙面，浴室的镜面、磁 砖表面上发生的凝结现象。
18
CCN
CCN spectra in the boundary layer from measurements near the Azores in a polluted continental air mass (brown line), in Florida in a marine air mass (green line), and in clean air in the Arctic (blue line). [Data from J. Geophys. Res., 107(D19), INX2 21 (2002).]
1940年Krastanow计算认为温度低于-65℃时， 水的相变并不按上述规律，而却能直接转化为冰。
1963年Dufour和Defay指出：Krastanow的 结果是错的，因为他所用的数据有误。
现在发现，至少在温度高于-100℃的范围内，自 发凝华核化过程不会违反Ostwald的等级规律。
因此：从溶解度条件看，冰核应当在水中是不溶性 的。有些可溶性冰核在冰面过饱和时，能起凝华核 的作用。一旦当空中湿度达水面饱和时，就失去作 为冰核的作用。
27
异质核化 - 冰核起核化作用的条件 2、质粒尺度条件
异质凝华核化和异质冻结核化，都是冰核质粒愈大， 核化温度愈高。
半径大于0.1微米的冰核，其核化温度较为稳定。 半径小于0.01微米的质粒，一般很难起冰核作用。
因此在-40℃以上，自然云多为过冷却的。
6
异质核化 - 离子的凝结核化
水汽在带电离子上凝结的平衡饱和比S较不带电时小。
使当不带电时不可能发生凝结的饱和比状态下，由于有了 电荷就能发生凝结现象。
r<0.6nm时，电荷的影响十分显著； r>0.6nm时，曲率的影响显著； r>1.4nm时，电荷的影响已可以忽略。
结论：要产生相同的核化率，亲水性表面比憎 水性表面容易。
8
异质核化 - 不溶性曲面上的凝结核化
主要与核的曲率相关：
1）凹表面比凸表面容易发生凝结核化； 2）单就凹、凸表面而言，曲率半径越小，平衡饱和比越大，
凝结越困难。
存在的问题：
接触角的概念是宏观概念。当形成水胚时，只有少数水分 子组成一个微观集体，是否能用宏观概念讨论这种微观现 象，还有待研究。
5
同质冻结核化
计算表明，要产生同质冻结，过冷却水的温度至少要冷到35℃左右。这时的冰胚半径仅1.2×10-3μm。而每个冰胚 仅含195个水分子。此时冰胚产生率为5/cm3s，过冷却水 温度愈低，冰胚产生率愈高。
中值冻结温度：由于水滴群同质冻结的起始温度存在随机 性，常用“中值冻结温度”来表示水滴群的冻结温度。它 指水滴群中有半数水滴已冻结时的温度。
22
自然冰核
a=0.3-0.8
23
自然冰核
24
自然冰核 随着地点不同冰核浓度呈现较大差异
自然冰核浓度北半球比南半球高出一个量级。六大 洲中以亚洲冰核浓度最高。我国北方地区的观测值 稍高于北半球的平均值。
25
自然冰核
变化
一天中午的观测值要高于下午值
不同气团的冰核浓度有一定差异。在锋面过境时， 冰核浓度骤然增加，比气团中的浓度增加一个量级， 有人把这种急剧增加称之“核暴”。在大连十次锋 面活动有九次出现核暴，西安六次和兰州十一次锋 面活动分别出现四次和七次核暴，原因归之于锋面 过境，伴随大量的沙尘输送。
异质核化：有异质核存在时的核化现象。
2
成核作用 异质核化：有异质核存在
时的核化现象。
3
同质凝结核化
1897年，Wilson令一个内含纯净无杂质的且相 对湿度为100%的空气云匣发生膨胀，第一次发现 在膨胀冷却到相对湿度达800％以上时，才出现自 发凝结现象。
在这样大的相对湿度下，水汽分子才能克服由于温 度和密度造成的微观起伏，自发地排列成团，形成 微水滴。
29
异质核化 - 冰核起核化作用的条件 4、晶体结构条件
有效冰核，不仅需要表面有化学键，而且这些化学 键在核面有一定的几何排列。
要使冰晶在异质核上生长如同直接在冰晶上生长一 样，必然是冰核生长面的原子、离子或分子所组成 的晶体结构和几何排列，尽可能与冰晶某一表面的 水分子的晶格和几何排列相近。这样，冰和冰核界 面两侧的原子就能很好配合，以完成接长附生过程。
因此，任一条Kohler线上相对湿度最大点左边的平衡曲线 上点称为“霾点”。溶液滴处于霾点状态时，就称为“霾 粒”或“霾滴”。如果相对湿度不变，处于霾点的水滴是 不会增大或减小的。
溶液滴半径由于相对湿度增大而一旦增大到临界点，即半 径达到临界半径rc，就能被激活而不断增大。因此rc也称为 “活化半径”，fc也称为“活化相对湿度”。
20
CCN来源
气粒转换（还有待进一步研究）
多数CCN含有硫酸盐
植物燃烧：农作物、林火等：1012-1015/kg 石油及其产品燃烧 土壤、沙尘：次要 海盐：次要（既使在海洋上空）
21
自然冰核
自然冰核呈现过冷却谱
过冷却谱指不同温度能起冰核作用的核的含量。其 特点是温度越低，冰核浓度越高。在全球冰核浓度 与温度之间呈指数变化的性质。-20oC时约1个/L， 温度每下降4oC冰核浓度增加10倍，反映了单位 空气体积内冰核数随温度下降而指数上升的趋向。
冰核浓度随大气能见度减少而增加，这与大气中影 响能见度的悬浮颗粒有关。
26
异质核化 - 冰核起核化作用的条件
1、溶解度条件
各种冰核多为不可溶解的物质组成。
成冰：将水分子的混乱运动变得排列有序。冰核应 使无序运动水分子排列有序化，即冰核本身应当排 列有序。
溶解：核物质在水中或丰沛水汽中使自己内部分子 的有序排列受无序运动影响而无序化起来。
大陆气团 海洋气团
北极清洁
19
CCN
无系统性的纬度和季节变化 数浓度：大陆>海洋；污染>清洁 海洋：CCN/CN~0.2-0.6；大陆：
CCN/CN~<0.01-0.1（大量小粒子） 大陆：自由大气是边界层的1/5；海洋：垂直
定常或在平均云高处达最大值 日变化：6 a.m.最小；6p.m.最大
0.42
1010
m
1 2
12
异质核化 - 可溶性核上的凝结
讨论
盐核质量愈大，起始的饱和溶液滴半径也愈大；
盐核质量愈大，则临界相对湿度愈小，但临界半径 却愈大；
对任一条Kohler曲线，由纯盐粒吸收水份而增大 的过程，是由当时的相对湿度大小决定的：
环境相对湿度f低于fc时，盐核吸湿增大是有局限性的， 盐核可增长到与f相对应的平衡尺度，处于稳定态。
理论将核表面过于理想化，实际核表面并不是十分光滑的。
将下垫面上之水胚视为直接由水汽在核表面上打击而形成， 也可能是将问题简单化。事实上，水汽在到达下垫面上方 薄层中后，往往还有扩散现象。下垫面的性质，肯定对水 汽的这种扩散起到控制作用。
9
异质核化 - 可溶性核上的凝结
已知Kohler方程为
Ern E
同质凝结核化发生的相对湿度界限，称为阈湿。
结论：自然条件下不可能出现水汽同质核化凝结形 成水滴。
4
同质凝华核化
同质凝华核化比同质凝结核化困难得多，当饱和比 达6.748时，冰胚产生率也仅为3.4×10-52/cm3s。
Ostwald等级规律（1902）：一个水汽过饱和相 并不直接转变为最稳态(冰)，而是先转变为次稳态 （或亚稳态），即过冷却水。
其作为冰核的作用。2）而且冰核如小于冰胚的尺 度，冰胚就难以在其上形成。
28
异质核化 - 冰核起核化作用的条件
3、化学键条件
冰核表面的化学键对成冰有很重要作用。冰的晶格 由一定强度及取向的氢键所维系，如果冰核表面也 有氢键，必有利于水汽或液水在冰核表面核化成冰。
30
异质核化 - 冰核起核化作用的条件 5、活化位置条件
冰核面上异质核化往往从局部位置发动。这些位置 往往在善于接收水汽并形成液水的地方。对水汽凝 华于核上时的核面形状研究发现，凝华位置往往是 在核面的生长阶、裂缝、纹理、空穴、及棱角处。
此外，核化表面的电荷特性和纯净冰核中所含的杂 质也会影响核化过程
人工影响天气
第四章 云雾的形成 ——核化理论
成核作用
核化过程：形成云雾质粒的过程。
自发核化（同质核化）：单一相态分子中没有 其它物质存在时发生的核化过程。
对水而言，水汽以几个水分子集合体为中心聚集成 液体（凝结）或固体（凝华），或者以过冷却水中 的水分子集体为中心形成冰晶（冻结）。如把这些 微小的水分子集合体看成核，则这种无异质核存在 时的核化现象称为自发核化或同质核化。同质是指 结成的核心不是异性物质，都是水分子的意思。上 述三种过程的自发核化分别称为：同质凝结核化、 同质凝华核化和同质冻结核化。
31
异质核化 - 冰核起核化作用的条件
5、活化位置条件（续）
环境相对湿度f=fc时，盐滴就会增大到rc。但rc与前不同 的是处于亚稳态。如水滴半径因偶然的原因增到大于rc ， 此时它所需的平衡相对湿度就小于环境相对湿度，于是 就有水汽在它上面凝结，使它继续增大甚至成为云滴， 而不会因蒸发恢复到原有半径。
13
异质核化 - 可溶性核上的凝结
讨论（续）
当外界相对湿度f>fc时，盐核将由小而大地不断增大到超过fc ，最 后能继续增大成云滴。
1
Cr r
Cn r3
f 100
f为相对湿度。设温度为275K，m为饱和食盐溶 液中溶质质量，则
f 100
1 1.2 107
1 r
0.147m
1 r3
10
异质核化 - 可溶 r0.1mm e0.1 r0.1mm e0.001r1.0mm e0.01 r1.0mm e0.1 r1.0mm
H2O
15
异质核化 - 异质冻结核化 结论类似于异质凝华核化：
1）接触角大则冻结温度愈低，即愈不易冻结； 2）冰核半径愈小，冻结温度愈低。特别当冰核半径
小于0.01μm时，很难冻结。
contact
immersion
condensation/freez ing
16
异质冻结与同质冻结核化
17
CCN
在云雾形成过程中，可溶性凝结核作为水滴的核后，只有 在被激活以后，才能形成云滴，否则只能保持为霾滴。
14
异质核化 - 异质凝华核化
异质凝华核化的理论处理与异质凝结核华相似。 其核华率主要由接触角θ、核半径和温度决定。
结论：
1）同一冰核半径条件下，θ愈大，则凝华温度愈低 （即凝华愈难）；
2）接触角一定，随着冰核半径的增大，凝华核华温 度愈高（即愈易核华）。只是这种趋势在冰核半径 大于0.1μm时没有半径小于0.1μm时显著。
①群滴尺度一定时，冷却率愈小，则中值冻结温度愈高； ②冷却率一定时，群滴的尺度愈大，则中值冻结温度愈高。 使一半过冷却水滴在1℃/h冷却率下自发冻结，水滴直径10cm时温
度必须降到-30℃以下；水滴直径1微米时温度要降到-45℃。即不 论冷却率如何，水滴群的中值冻结温度都在-30~-45℃之间。
100
0.1
1
10
100
RH (%)
90
0.1
1
10
100
r (mm)
11
异质核化 - 可溶性核上的凝结
每一条平衡曲线，其f值都有一个极大值，称为 “临界相对湿度fc”，其相应的溶液滴半径，称为 “临界半径rc”。将前式对r微分，令其等于0，可 得：
1
rc 1.9 103 m 2
fc
1001
某些有机冰核就是根据这一条件找到的。
1961-1962年，Head实验发现能被氢键束缚的化学团(如 -OH、-NH3、-O等)在有机物表面的排列情况对发动成冰 作用十分重要。此外人们还发现作为凝华核，介乙醛 (CH3CHO4)的阈温可高到-0.4℃，胆甾醇(C27H46O·H2O)的 阈温为-1℃—-2℃，间苯三酚(C6H3(OH)3·2H2O)的阈温在 -2℃—-4℃。
离子正负对饱和比的影响
与正离子相比，负粒子在较低过饱和度条件下就开始成核。 原因在于，微水滴负氧端指向外，正H端向内，负离子表面 分布有负电荷，正好和正H端相接，造成异号相吸的形势。 这就使负离子上水汽凝结为水较为容易些。
7
异质核化 - 不溶性平表面上的凝结核化 主要与核的水湿性相关：
如在潮湿环境下的平石板、墙面，浴室的镜面、磁 砖表面上发生的凝结现象。
18
CCN
CCN spectra in the boundary layer from measurements near the Azores in a polluted continental air mass (brown line), in Florida in a marine air mass (green line), and in clean air in the Arctic (blue line). [Data from J. Geophys. Res., 107(D19), INX2 21 (2002).]
1940年Krastanow计算认为温度低于-65℃时， 水的相变并不按上述规律，而却能直接转化为冰。
1963年Dufour和Defay指出：Krastanow的 结果是错的，因为他所用的数据有误。
现在发现，至少在温度高于-100℃的范围内，自 发凝华核化过程不会违反Ostwald的等级规律。
因此：从溶解度条件看，冰核应当在水中是不溶性 的。有些可溶性冰核在冰面过饱和时，能起凝华核 的作用。一旦当空中湿度达水面饱和时，就失去作 为冰核的作用。
27
异质核化 - 冰核起核化作用的条件 2、质粒尺度条件
异质凝华核化和异质冻结核化，都是冰核质粒愈大， 核化温度愈高。
半径大于0.1微米的冰核，其核化温度较为稳定。 半径小于0.01微米的质粒，一般很难起冰核作用。
因此在-40℃以上，自然云多为过冷却的。
6
异质核化 - 离子的凝结核化
水汽在带电离子上凝结的平衡饱和比S较不带电时小。
使当不带电时不可能发生凝结的饱和比状态下，由于有了 电荷就能发生凝结现象。
r<0.6nm时，电荷的影响十分显著； r>0.6nm时，曲率的影响显著； r>1.4nm时，电荷的影响已可以忽略。
结论：要产生相同的核化率，亲水性表面比憎 水性表面容易。
8
异质核化 - 不溶性曲面上的凝结核化
主要与核的曲率相关：
1）凹表面比凸表面容易发生凝结核化； 2）单就凹、凸表面而言，曲率半径越小，平衡饱和比越大，
凝结越困难。
存在的问题：
接触角的概念是宏观概念。当形成水胚时，只有少数水分 子组成一个微观集体，是否能用宏观概念讨论这种微观现 象，还有待研究。
5
同质冻结核化
计算表明，要产生同质冻结，过冷却水的温度至少要冷到35℃左右。这时的冰胚半径仅1.2×10-3μm。而每个冰胚 仅含195个水分子。此时冰胚产生率为5/cm3s，过冷却水 温度愈低，冰胚产生率愈高。
中值冻结温度：由于水滴群同质冻结的起始温度存在随机 性，常用“中值冻结温度”来表示水滴群的冻结温度。它 指水滴群中有半数水滴已冻结时的温度。
22
自然冰核
a=0.3-0.8
23
自然冰核
24
自然冰核 随着地点不同冰核浓度呈现较大差异
自然冰核浓度北半球比南半球高出一个量级。六大 洲中以亚洲冰核浓度最高。我国北方地区的观测值 稍高于北半球的平均值。
25
自然冰核
变化
一天中午的观测值要高于下午值
不同气团的冰核浓度有一定差异。在锋面过境时， 冰核浓度骤然增加，比气团中的浓度增加一个量级， 有人把这种急剧增加称之“核暴”。在大连十次锋 面活动有九次出现核暴，西安六次和兰州十一次锋 面活动分别出现四次和七次核暴，原因归之于锋面 过境，伴随大量的沙尘输送。
异质核化：有异质核存在时的核化现象。
2
成核作用 异质核化：有异质核存在
时的核化现象。
3
同质凝结核化
1897年，Wilson令一个内含纯净无杂质的且相 对湿度为100%的空气云匣发生膨胀，第一次发现 在膨胀冷却到相对湿度达800％以上时，才出现自 发凝结现象。
在这样大的相对湿度下，水汽分子才能克服由于温 度和密度造成的微观起伏，自发地排列成团，形成 微水滴。
29
异质核化 - 冰核起核化作用的条件 4、晶体结构条件
有效冰核，不仅需要表面有化学键，而且这些化学 键在核面有一定的几何排列。
要使冰晶在异质核上生长如同直接在冰晶上生长一 样，必然是冰核生长面的原子、离子或分子所组成 的晶体结构和几何排列，尽可能与冰晶某一表面的 水分子的晶格和几何排列相近。这样，冰和冰核界 面两侧的原子就能很好配合，以完成接长附生过程。
因此，任一条Kohler线上相对湿度最大点左边的平衡曲线 上点称为“霾点”。溶液滴处于霾点状态时，就称为“霾 粒”或“霾滴”。如果相对湿度不变，处于霾点的水滴是 不会增大或减小的。
溶液滴半径由于相对湿度增大而一旦增大到临界点，即半 径达到临界半径rc，就能被激活而不断增大。因此rc也称为 “活化半径”，fc也称为“活化相对湿度”。
20
CCN来源
气粒转换（还有待进一步研究）
多数CCN含有硫酸盐
植物燃烧：农作物、林火等：1012-1015/kg 石油及其产品燃烧 土壤、沙尘：次要 海盐：次要（既使在海洋上空）
21
自然冰核
自然冰核呈现过冷却谱
过冷却谱指不同温度能起冰核作用的核的含量。其 特点是温度越低，冰核浓度越高。在全球冰核浓度 与温度之间呈指数变化的性质。-20oC时约1个/L， 温度每下降4oC冰核浓度增加10倍，反映了单位 空气体积内冰核数随温度下降而指数上升的趋向。
冰核浓度随大气能见度减少而增加，这与大气中影 响能见度的悬浮颗粒有关。
26
异质核化 - 冰核起核化作用的条件
1、溶解度条件
各种冰核多为不可溶解的物质组成。
成冰：将水分子的混乱运动变得排列有序。冰核应 使无序运动水分子排列有序化，即冰核本身应当排 列有序。
溶解：核物质在水中或丰沛水汽中使自己内部分子 的有序排列受无序运动影响而无序化起来。
大陆气团 海洋气团
北极清洁
19
CCN
无系统性的纬度和季节变化 数浓度：大陆>海洋；污染>清洁 海洋：CCN/CN~0.2-0.6；大陆：
CCN/CN~<0.01-0.1（大量小粒子） 大陆：自由大气是边界层的1/5；海洋：垂直
定常或在平均云高处达最大值 日变化：6 a.m.最小；6p.m.最大
0.42
1010
m
1 2
12
异质核化 - 可溶性核上的凝结
讨论
盐核质量愈大，起始的饱和溶液滴半径也愈大；
盐核质量愈大，则临界相对湿度愈小，但临界半径 却愈大；
对任一条Kohler曲线，由纯盐粒吸收水份而增大 的过程，是由当时的相对湿度大小决定的：
环境相对湿度f低于fc时，盐核吸湿增大是有局限性的， 盐核可增长到与f相对应的平衡尺度，处于稳定态。
理论将核表面过于理想化，实际核表面并不是十分光滑的。
将下垫面上之水胚视为直接由水汽在核表面上打击而形成， 也可能是将问题简单化。事实上，水汽在到达下垫面上方 薄层中后，往往还有扩散现象。下垫面的性质，肯定对水 汽的这种扩散起到控制作用。
9
异质核化 - 可溶性核上的凝结
已知Kohler方程为
Ern E
同质凝结核化发生的相对湿度界限，称为阈湿。
结论：自然条件下不可能出现水汽同质核化凝结形 成水滴。
4
同质凝华核化
同质凝华核化比同质凝结核化困难得多，当饱和比 达6.748时，冰胚产生率也仅为3.4×10-52/cm3s。
Ostwald等级规律（1902）：一个水汽过饱和相 并不直接转变为最稳态(冰)，而是先转变为次稳态 （或亚稳态），即过冷却水。