地理文化未解之謎：沙塵暴、冰雹、霧凇、霓虹的形成之謎以及影響
沙塵暴又稱“塵暴”，是一種風與沙相互作用的天氣現象，即由於強風將地面沙塵吹起，使大氣能見度急劇降低的災害性天氣，有“陸地殺手”之稱。主要由冷空氣南下時，陣風或大風捲揚塵沙所致。沙塵暴出現時，水平能見度小於1000米；強沙暴時，水平能見度甚至會接近於零造成沙塵暴的原因多種多樣，既有自然原因，也有人為原因，比如地球溫室效應、厄爾尼諾現象、森林銳減、植被破壞等都可能導致沙塵暴。其中，過度開發自然資源導致生態破壞是形成沙塵暴的主要原因。沙塵暴多發生在每年的4～5月，劇烈的氣流流動形成大風，如果土地表面裸露，沙塵、灰粒便被風吹離地面，形成沙塵暴。沙塵暴對人畜、房屋等危害極大，還會導致大氣汙染、地表土流失等。防治沙塵暴的最主要方法是增加地表植被覆蓋，植樹種草，固結泥沙。
中國的三北防護林、沙漠邊緣植樹種草等工程，對防治沙塵暴起了重要作用。雲是由無數細微的水滴或冰晶組成、懸浮在大氣中的可見聚合體。這些組成雲的水滴或冰晶都非常小，直徑不超過0。1毫米人們稱之為“雲滴”。因為地面的熱空氣和水汽不斷地上升，像一隻無形的大手托住了這些很輕的雲滴，所以雲就浮在空中。雲滴在空中漂浮，互相碰撞，不斷凝結，有時還摻雜空氣中的塵埃等微粒，慢慢地增大。
當雲滴直徑增大到0。1毫米時，就成為“雨滴”。雨滴繼續逐漸增大，當雨滴的重量大於上升氣流的託力時，就會降落下來，成為雨。雨滴的直徑為0。1～7。0毫米。春天，地面溫度較低，上升的熱空氣少，雲中的雨滴直徑達到0。1～0。5毫米時會紛紛飄落，就下起了毛毛雨；夏天，地面溫度高，上升氣流的頂託力大，雲中的小雨滴往往增大到0。5毫米以上時才降落下來，所以夏天常下暴雨。雨滴下降的過程中，如果氣溫低於0℃，下落的冰晶和水滴就會在空中凝結成六角形的固體，就是雪花了。酸雨酸雨是指pH小於5。6的雨雪或其他形式的大氣降水。最典型的、最受人關注的是酸性降雨，故習慣上統稱為酸雨。含有大量二氧化硫的煙氣在大氣中逐漸氧化成酸性氧化物後，再與大氣中的水汽結合成霧狀的硫酸，並隨雨一起降落下來，就是酸雨。
酸雨中含有多種無機酸和有機酸，絕大部分是硫酸和硝酸，多數情況下以硫酸為主。硫酸和硝酸是由人為排放的二氧化硫（SO2）和氮氧化物轉化而成。大氣顆粒物中的鐵（Fe）銅（Cu）、鎂（Mg）、釩（）是成酸反應的催化劑；大氣光化學反應生成的臭氧（O3）和過氧化氫（H2O2）等又是使二氧化硫（SO2）氧化的氧化劑。二氧化硫（SO2）和氮氧化物可以是當地排放的，也可以由遠處遷移而來。高聳的煙囪可把二氧化硫擴散到很遠的地方，而山區和荒野地帶也會降酸雨。
其危害可使土壤酸化、腐蝕建築物、影響動植物生長和人體健康等。酸雨降落到江河湖水之中，會導致水中生物死亡。酸雨是嚴重的環境汙染之一。冰雹俗稱雹子，是指從強烈的積雨雲中降落的，為球形、圓錐形或各種形體不規則的固態降水。雹核一般不透明。冰雹一般發生在較溫暖的季節，主要出現於夏季的午後，中緯度地區的山區比平原更為多見。冰雹和雨、雪一樣，都是從雲裡降落下來。不過產生冰雹的雲是一種發展十分強盛的積雨雲，而且只有發展特別旺盛的積雨雲才可能降冰雹。在這種積雨雲中，小冰塊隨著氣流多次升降，致使表面反覆發生融化或凍結，不斷地與雲中的雪花或過冷卻水滴碰撞增長，形成了透明與不透明交錯相間的冰層外殼。
當其增大到一定程度，質量大於上升氣流的頂託力時，便以極大的速度降落地面，成為冰雹。冰雹形狀不規則，直徑大小差異很大，一般像黃豆粒大小，大者甚至可達數百毫米。每次降雹持續時間並不很長，範圍也不大，但是卻常常砸毀莊稼，傷害人畜，還會伴隨著猛烈的雷雨天氣是一種強烈的自然災害天氣。冰雹可以預防，而且方法很多，可以採用特製的火箭、高炮，把碘化銀髮射到積雨雲中，化雹為雨，加以消除。有霧時，空氣中的水汽直接在物體上凝華或冷卻霧滴直接在物體上凝凍形成的乳白色冰晶物，稱為霧凇，也叫“樹掛”。霧凇常呈毛茸茸的針狀或表面起伏不平的粒狀，大多附在細長的物體或物體的迎風面上，結構鬆脆，受振動容易塌落。在電線上凝凍得太多時，可墜斷電線，對通訊和高壓送電造成不良影響。
但是，霧凇融化的水分，對北方越冬作物很有利。當夜間氣溫低於0℃時，空氣中富餘的水汽便會在葉子和木、瓦等物體上凝成霜。霧凇和霜的主要區別是：霜主要形成在晴朗微風的夜間，霧凇則在一天的任何時間均可形成，但大多在有霧的陰天形成。霜形成在物體水平表面上，而霧凇則形成在物體與地面相垂直的表面上。霧凇還可以在風速很大的條件下形成。清晨或傍晚，在太陽對面的雨幕背景上，有時可以看到正對太陽中心的對日點周圍，出現一條由外向內色澤排列為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的七色光弧，稱為虹。
虹是“日照雨”的產物，陽光照射到大水滴上，經摺射、分光、全反射、再折射而形成。它只在太陽高度角較低的情況下才能形成，並且只能出現在太陽的相反方向上。有時在虹的外側出現一條光影較弱且與虹色序排列相反的光弧，稱為“副虹”或“霓”。虹的寬度和雨滴大小有關，雨滴愈大，虹帶愈窄，色彩愈鮮明；反之，雨滴小則虹頻寬、色澤淺。雨滴過小，則不能成虹。因此，常可用虹的色彩和寬度來判斷空中雨滴的大小。另外，虹和霓的出現與未來天氣也有關係。在中緯度地區，天氣系統一般是自西向東移動，因而有“東虹日頭、西虹雨”的說法。
