在寒冷季节的清晨，草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光，待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫“下霜”，在我国的24节气里，每年10月下旬都有“霜降”。事实上，我们看到过降雪，也看到过降雨，可是谁也没有看到过降霜。其实，霜不是从天空降下来的，而是在近地面层的空气里形成的。
霜是近地面空气中水汽在温度低于0摄氏度的地面上或近地面物体上直接凝华形成的白色松脆冰晶。霜是多形成于夜间，少数情况下，在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。
当物体表面的温度很低，而物体表面附近的空气温度却比较高时，在空气和物体表面之间就有温差，如果物体表面与空气之间的温差主要是由物体表面辐射冷却造成的，在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时，空气就会冷却，达到水汽过饱和时，多余的水汽就会凝结析出。如果温度在0℃以下，多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶，这就是霜。因此，霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。因为云可以阻碍对地面物体夜间的辐射冷却，不利于霜的形成，所以霜大都出现在晴朗的夜晚，也就是地面辐射冷却强烈的时候。
另外，风对于霜的形成也有影响。有微风的时候，空气缓慢地流过冷物体表面，不断地供应着水汽，有利于霜的形成。但风大的时候，由于空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时风大的时候，上下层的空气容易互相混合，不利于温度降低，从而也会妨碍霜的形成。一般来说，当风速达到3级或3级以上时，霜就不容易形成了。因此，霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。
霜的形成不仅和上述天气条件有关，而且与所附着的物体的属性也有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的，所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却，在它上面就越容易形成霜。简单地说，同一种物体，在同样条件下，假如质量相同，表面积相对大的容易形成霜。例如，草叶很轻，表面积却较大，所以草叶上就容易形成霜。另外，物体表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于辐射散热，所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜，如土块。
通常日出后不久，霜就融化了。霜的消失有两种方式，一是升华为水汽，一是融化成水。最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方，霜也能终日不消。
霜本身对植物既没有害处，也没有益处。通常人们所说的“霜害”实际上是在形成霜的同时产生的“冻害”。而霜所融化的水，对农作物则有一定好处。
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冷空气来临时，温度急剧下降，却很难看到霜。等寒潮过去，风停云开，阳光和煦，天气就要回暖了时，清晨的地面上、屋顶上、枯黄的小草上，却处处会出现霜。这是为什么呢？原来寒潮刚至时，虽然寒风刺骨，可是大风阻碍了霜的形成。等冷空气过后，风小了，云开了，地面能充分冷却，霜就出现了。霜的出现，说明当地夜间天气晴朗并寒冷，大气稳定，地面辐射降温强烈。这种情况一般出现于有冷气团控制的时候，所以往往会维持几天好天气。这就是我国农谚所说的“霜重见晴天”。
