降雨和降雪的形成本质上是水循环在大气中的相变过程。当太阳辐射使地表水体蒸发形成水蒸气，这些水蒸气随上升气流进入高空遇冷凝结，若环境温度高于0℃则形成液态水滴，通过碰撞合并增大后降落为雨；若云层温度持续低于0℃，水蒸气直接凝华成冰晶或过冷水滴冻结，经贝吉龙过程增长为雪花后降落。两者的核心差异在于云内及地表温度的垂直分布。

这一结论的科学依据可从微观物理机制和宏观气象条件两方面展开。微观层面，云滴形成需依赖凝结核（如尘埃、盐粒等气溶胶），水分子在其表面通过凝结（液态）或凝华（固态）聚集。实验数据显示，纯净水蒸气在-40℃仍能保持过冷状态，但加入凝结核后-5℃即可触发冰晶形成。宏观上，降水类型取决于大气垂直温度廓线：当云底至地面整层气温＞0℃时，冰晶下落融化形成降雨；若近地面气温≤0℃则维持固态降雪。例如2020年北京初雪观测显示，850hPa高度（约1.5km）温度-8℃、地面温度-1℃时，雪花结构完整未融化。气候统计表明，中纬度地区冬季降雪概率与925hPa至地面温差呈显著负相关（R²=0.76），当该温差＜3℃时降雪概率超80%。地形抬升导致的绝热冷却会增强降水效率，如青藏高原东缘的"华西秋雨"现象，暖湿气流遇地形强迫上升，每千米降温6℃的干绝热率促使水汽快速凝结。现代气象卫星（如风云）的微波成像证实，强降雪云系的冰水含量垂直分布呈现"上冰下过冷"的典型特征，冰晶层厚度达4km时易产生暴雪。这些观测数据共同验证了温度梯度对降水相态的决定性作用。