0160101多變的天氣
01大氣中的水
水除了存在於湖泊、海洋、溪流或是地表下，也會以水蒸氣的形態存在空氣中。水蒸氣遇冷會變成小水滴或是冰晶，造成下雨、起霧、結霜和下雪等現象，你知道這些現象是怎麼產生的嗎？
水以不同形態存在自然界中，例如：氣態的水蒸氣；固態的霜、雪、冰川等；液態的海洋、湖泊、河流、瀑布、地下水等。
水會以氣態、液態和固態三種形式存在於自然界中，而且會受到溫度的影響而改變形態。
飄浮在空中的雲，是由許多小水滴或冰晶組成。
瀰漫在地面的霧，是由極細微而密集的小水滴組成。
從天空降下的雨，是液態的水。
從天空降下的雪，是固態的冰晶。
葉面上的露珠，是液態的水。
附著在葉面上的霜，是固態的冰晶。
空氣中通常有許多灰塵和微小的顆粒，當溫度降低時，水蒸氣會附著於這些微小顆粒上形成小水滴或冰晶，飄浮在空中成為雲和霧。
小水滴或冰晶飄浮在空中形成雲。
小水滴或冰晶飄浮在地面附近形成霧。
當雲中的小水滴或冰晶過重時，就會從天空降下形成下雨或下雪的現象。
小水滴或冰晶聚集，逐漸變大變重而以水的形態落到地面，形成雨。
空氣中的小冰晶結成大冰晶，落到地面仍未融化，就形成雪。
空氣中的水蒸氣如何變成雲和霧？
先利用熱水讓空氣中充滿水蒸氣，再藉由冰塊的低溫，就可以讓水蒸氣遇冷變成小水滴。
讓我們來動手試試看。
動手做
模擬雲和霧的形成
1.在錐形瓶中加入約一半的熱水。
2.將冰塊放在塑膠袋中。
3.將塑膠袋放置在瓶口的上方，觀察瓶口與塑膠袋間有什麼現象。
討論
將裝入冰塊的塑膠袋拿開後，瓶口周圍會出現什麼現象？為什麼會這樣呢？
許多微小水滴形成像霧的現象。水蒸發成水蒸氣往上飄，遇到溫度較低的空氣，水蒸氣便凝結成微小的
水滴，附著在錐形瓶上或是隨著熱空氣持續上升。
凝結核
水蒸氣凝結為小水滴時，須要附著於微小的顆粒，這些微小的顆粒稱為凝結核，例如塵埃及煙粒等。
露和霜
涼爽而晴朗的清晨，常可看見許多露珠附著在物體上；而寒冷的冬天或高山上，物體表面則會出現固態的冰霜。你看過附著在樹葉或是地面上的露和霜嗎？它們摸起來是什麼感覺？是什麼造成它們的差異呢？
在晴朗無風的夜晚，地面附近的水蒸氣，會附著在溫度較低的物體上，形成露。
夜晚近地表的溫度低於攝氏零度時，空氣中的水蒸氣，會附著在物體表面，形成霜。
空氣中的水蒸氣如何變成露和霜？一起動手做做看。
動手做
模擬露和霜的形成
1.在燒杯中加入冷水，使用溫度計測量水溫，並觀察燒杯外壁的現象。
2.在燒杯中加入冰塊，靜置一段時間後，使用溫度計測量水溫，並觀察燒杯外壁的現象。
3.另取一個燒杯，在燒杯中加入冰塊與食鹽輕輕攪拌，並靜置一段時間。
4.使用溫度計測量水溫，並觀察燒杯外壁的現象。
1.溫度計只能用來測量溫度，不能用來攪拌。
2.杯壁外側的物質溫度很低，觸摸時要小心，避免受傷。
1.燒杯裡的水溫不同時，在燒杯外壁所觀察到的現象有什麼差別？
燒杯的水溫低於室溫但高於0℃時，有許多小水滴附著在燒杯外壁；但燒杯裡的溫度低於0℃時，則是形成白色固態的冰晶。
2.在實驗中，哪些情況像生活中看到的露？哪些情況像霜？
水蒸氣凝結成小水滴的情況和露相似；白色固態的冰晶則和霜相似。
露和霜都是水蒸氣遇冷形成，只是形成時的溫度不同。當氣溫較低時，水蒸氣會凝結成液態的露，若氣溫低於0℃以下，水蒸氣就會變成固態的冰晶，形成霜。
水的循環
水在自然界中以不同的形態存在，水的形態變化是造成天氣變化的主要因素，這些不同形態的水，在自然界中是如何循環的呢？
地表上的水受熱後會蒸發成水蒸氣，當溫度降低時，大氣中的水蒸氣，會在天空中變成水滴或是冰晶而形成雲。當雲中的水滴或是冰晶合併變大而過重時，便會以雨或雪的形式掉落地面，回到地表。
水遇熱後會蒸發，變成水蒸氣飄浮在空氣中，當溫度下降時就會形成小水滴或冰晶，而且會因溫度的不同，而產生雲、雨、霧、露、霜和雪等形態，因而產生各種不同的天氣變化。
科學小百科
溼度
空氣中所含水蒸氣量的多寡稱為溼度。在溫度相同的情況下，空氣中的水蒸氣量愈多表示溼度愈高。當空氣中所含有的水蒸氣量達到飽和時，就會凝結成水滴。
空氣溫度愈高，所能容納的水蒸氣量也愈多，因此當溫度下降，空氣能容納的水蒸氣量就會降低，因此會使達到飽和狀態的水蒸氣形成霧、雲或雨滴等。
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