冰晶

大气物理学术语

冰晶，是水汽在冰核上凝华增长而形成的固态水合物。冰晶是雪花形成时的必要介质，它以一些尘埃为中心从而与水蒸气一起在较低的温度下形成一个像冰一样的物质，在冰晶增长的同时，冰晶附近的水汽会被消耗。所以，越靠近冰晶的地方，水汽越稀薄，过饱和程度越低。这样就会形成冰花，下到地上来就成了雪花了。另外冰晶也可以指制冷设备中使用的蓄冷液，如冰晶冰垫。

形成过程

在有冰晶和过冷却水滴共存的云中，由于冰面的饱和水汽压比过冷却水面的饱和水汽压小，当空气中的实有水汽压介于两者之间，即大于冰面饱和水汽压而又小于水面饱和水汽压时，过冷却水滴会因蒸发而减小，水分子不断由水滴向冰晶上转移，冰晶则因凝华而增大（如附图）。

冰晶和过冷水滴相处在一起的机会是很多的，如果当时的实有水汽压处于两者的饱和水汽压之间，就会有冰和水之间水汽转移现象，在这种情况下，实有水汽压比水滴的饱和水汽压小，对水滴来说是未饱和的，水滴就出现蒸发。但实有水汽压比冰晶水汽压大，对于冰晶来说是过饱的，冰晶上要出现凝华。因此，水滴不断蒸发而减小，冰晶因不断凝华而增大，这种由于冰水共存引起冰水间的水汽转移的作用称为冰晶效应。冰晶效应的程度，与水面上和冰面上的饱和水汽压的差值有关，差值越大，冰晶效应越显著。这种效应是混合云形成降水的重要理论之一。

在自然界中，冰是一种属于六角密堆结构的晶体，这种微观的分子排布决定了宏观上冰晶的形貌也往往具有六次对称性。我们将这种晶体结构的冰称之为“六角冰”。

应用

降雪

极小的冰晶和0℃以下的过冷却水滴组成云层，水气不断升腾与冰晶凝华，水温达－5℃时，无数根六角形的冰针就形成了。这是冰晶最稳定的形状。同时，凝华作用还在继续进行。如果冰晶周围水气多，6个角增长很快，就形成星状；假如冰晶四周水气很少，6角不如两个底面增长快，便形成柱状；倘若水气适中，则形成片状雪花。如果地面气温较高，雪降落过程中边融化边碰撞合并为水滴，最终成为降雨。

制冷设备

该产品外壳采用高强度耐低落温材料，内盛蓄冷液（白色稠液体）而成（冰点－12℃，即零下12度结冰，冰点比水的冰点低，故储存的冷量和溶解时释放出的冷量都远远大于水，直接起到增强降温制冷之用，具有储冷足、降温快、释冷慢等特点。），采用橡胶塞加铝盖密封不会泄漏，无毒，符合卫生标准，储冷量大，广泛适用于各种冰箱、冷柜、鱼箱作、医药储冷保冷；如今被广泛用于空调扇增强降温制冷之用（先将冰晶放进冰箱冷冻5到6小时结冰后，再放入空调扇水箱内降温，循环使用，永不失效）。成分是冷媒：（——以下是是把载冷剂和制冷剂统称冷媒）冷冻空调系统中，用以传递热能，产生冷冻效果之工作流体。依工作方式分类可分为一次(Primary)冷媒与二次(Secondary)冷媒。依物质属性分类可分为自然(Natural)冷媒与合成(Synthetic)冷媒。

理想冷媒：无毒、不爆炸、对金属及非金属无腐蚀作用、不燃烧、泄漏时易於察觉、化学性安定、对润滑油无破坏性、具有较的蒸发潜热、对环境无害。

作用

冰晶（冰蓄冷、冰盒、冰砖、冰块）是为冰箱、空调扇、钩鱼箱、医药冷藏所用，放进冰箱内冰冻结冰储冷，冰箱断电24小时后还能保持冰箱内温度保持10度以下（可使冰箱蓄冷省电）。

气候现象

这一个非常罕见的穿洞云，在气象学上至今（2009年）仍是属于猜测的课题。下降的冰晶造成云被穿洞的现象是最为大家所接受的假设。这些冰晶可能是来自于较高的云层，或是由飞机的废气所促成的。

若是空气的温度与湿度刚好，则下降的冰晶会吸收空气中的水分并且继续成长。为了使这种情形发生，水滴必须冷到表面达到结冻的程度。当空气中水气被吸收之后，会使得云中的水滴的蒸发率升高，从而将云镂空了一个洞。接着愈来愈重的冰晶持续下降，并在云洞的下方形成了旛状云。旛状云中的冰晶与水滴在到达地面之前就会被蒸发。

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