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2016-03-01銀白世界下的祕密—冰相粒子大不同
555 期
Author 作者
蘇世顥／任職於文化大學大氣科學系。在半年都是冰天雪地的環境中完成學業，研究包含雲微物理在內之各種大氣物理現象。希望能傳達正確的天氣與氣候科普知識給一般大眾。
今年一月份臺灣地區經歷了有紀錄以來最強大的寒流，導致本來在臺灣十分罕見的銀白世界出現在全臺各地。在新聞媒體終日強烈放送之下，原本陌生的專有名詞「霰」、「雹」或「冰珠」都相繼攻佔各大新聞的版面，大家也才瞭解到原來在低溫環境中所形成之冰相粒子不是只有「雪」而已。但是這些冰相粒子有何不同？為何在不同環境下我們觀察到的冰相粒子型態會有不同呢？
空氣中的水物
首先我們要很快的瞭解一下，大氣中存在哪些與水直接相關的物質（水物，water substance）？如表一，我們依照水物相態與在垂直方向上運動的速度進行分類，大致上可分為水氣（vapor）、雲滴（cloud droplet）、雨滴（rain drop）、冰晶（ice crystal）、雪（snow）、霰（graupel）與雹（hail）。這些水物之間的特性與形成的原因都有所不同，但大氣中要形成冰則只有兩種機制，一種是液態水凍結（freeze）形成冰，另一種則是由氣態的水氣直接凝華（desublimation）所致。所以無論是形成冰晶或是後續冰相粒子的成長過程，都必須要考慮這兩種機制的作用。所以下面我們就會仔細討論這兩種過程，在「雪」、「霰」、「雹」的成長過程中扮演的角色。
在這波寒流中很多地方都變成了銀白世界，但是很多時候我們看的並不是雪花而是另一種冰相粒子「霰（Graupel）」，那什麼是「霰」？這個字在古代中文是指落到地面上的不透明（白色）小冰粒，而且霰下落的速度比雪快，所以在《桃花扇》中就有一段文字「飛綿作雪，落紅成霰」就是在告訴我們兩者是不同的冰相水物。早期翻譯英文中Graupel 這種下降速度較快且表面不透明的小冰粒時，當時科學家直接想到描述相同水物的中文字「霰」，這是十分傳神與恰當的翻譯。英文中Graupel的同義詞為soft hail、snow pellets、tapioca snow或Grail，所以中文翻譯時有些人也會用「軟雹」或「雪丸」來取代比較難發音的霰。純粹從翻譯的角度來看這樣的用法並無不妥，甚至更貼切的點出霰的形成原因和冰雹或雪花有所關聯。那霰的形成原理是什麼呢？……【更多內容請閱讀科學月刊第555期】