我可以从两个方面看出这可能会令人困惑。第一个是相对于冰的蒸汽压,第二个是过饱和度。
首先,我们看一下相变方程。饱和蒸汽压可以用克劳修斯克拉珀龙方程。明确地求解该方程(即不使用链接中使用的博尔顿公式),我们发现$ $ e_s (T) = e_s (T_0) \ exp(\压裂{L} {R_v}[\压裂{1}{T_0} - \压裂{1}{T})) $ $
在哪里e_s美元是饱和蒸汽压,T_0美元是给定的温度(通常是273 K),L美元是潜热转化,和元新台币是温度。注意我说的是相变潜热,所以它可以从一个相到另一个相。因此,我们可以用L_f美元(熔化潜热);L_v美元(汽化潜热),和L_s美元(从气体到固体的升华潜热)。可以找到它们的值在这里。
三者在哪里会合三相点,但通常被称为水的冰点温度。注意下面是液体不存在的地方。相反,气体直接变成固体(沉积)。实际上,液态水可以在这个温度以下存在。过冷水),但它最终会变成气体或冰。
我做了一个图(下图),类似于上面的相图,但没有剪掉克劳修斯曲线。注意,在273 K以下,蒸汽相对于冰的饱和压力w.r.t.比水低。这基本上是说它在变成水之前会先变成冰。然后,在273 K以上,水的蒸汽饱和曲线小于冰,这意味着273 K以上的水比冰更容易变成液态水。
下一个是过饱和的概念。过饱和一般是指高于饱和的状态。在这个意义上,过饱和可以通过相对湿度超过100%来识别。虽然有些网站可能给出不同的定义,但我认为相对湿度是水进入液体(或固相)与水变成气体的比率。所以过饱和意味着空气中有足够的水蒸气,在那个温度下,形成云。
我应该注意到,制造云的过程可能比这个答案更复杂。对此,我建议大家看看这个答案在那里我讨论科勒理论。
所以简短的回答是,空气中有足够的水蒸气形成云。但因为它低于冰点,云是通过沉积形成的,就像霜就形成了。