云变成冰雹的核心过程是：在强烈发展的积雨云中，上升气流将水滴抬升至低温区域形成过冷水滴和冰晶，这些微粒通过反复升降碰撞增长，最终形成冰雹胚胎并逐渐增大为冰雹。这一过程需要特定的大气层结条件，包括强烈的垂直对流、充足的水汽供应以及适宜的温度梯度。

冰雹的形成是大气中能量剧烈释放的产物，其物理机制可分解为三个阶段。积雨云的形成是基础条件。当地面受热产生强对流时，暖湿空气急速上升，随着高度增加发生绝热冷却，水汽凝结成云滴。当云顶温度低于-20℃时，云体内部会形成由水滴、过冷水滴和冰晶组成的混合相态结构。这种特殊结构的积雨云被称为冰雹云，其垂直厚度通常超过8公里，云顶高度可达12公里以上。中国气象局的观测数据显示，冰雹云中往往存在每秒20米以上的强上升气流，这是普通雷雨云上升气流的2-3倍。

冰雹胚胎的形成是关键环节。在冰雹云中层（-10℃至-30℃区域），过冷水滴与冰晶碰撞后会发生瞬时冻结，形成初始冰核。美国国家大气研究中心的实验证实，当环境温度骤降至-15℃时，直径1毫米的水滴可在0.1秒内完全冻结。这些冰核在强烈湍流作用下反复穿越不同温区：上升时捕获过冷水滴形成透明冰层，下降时吸附冰晶形成不透明层。通过这种"干湿增长"交替过程，冰雹像洋葱般分层生长。新疆气象台的雷达观测记录显示，直径5厘米的冰雹通常需要经历15-20次升降循环，生长时间约30分钟。

冰雹的降落受多重因素制约。当冰雹重量超过上升气流托举力（通常需达到直径0.5厘米以上）时开始下落，在下落过程中会经过0℃层继续吸附水分。北京强天气研究团队通过多普勒雷达测算发现，直径3厘米的冰雹末速度可达25米/秒，相当于89公里/小时。值得注意的是，约70%的冰雹在落地前会部分融化，这也是平原地区冰雹直径通常小于山区的主要原因。中央气象台的统计表明，我国年平均冰雹日数呈现明显的带状分布，青藏高原年均超过30天，而东南沿海不足1天，这种差异直接印证了地形抬升对冰雹形成的重要影响。

从能量角度看，冰雹形成消耗的热量主要来自三个方面：水汽凝结潜热（约2260千焦/千克）、冻结潜热（约334千焦/千克）以及动能转化。单个体积为10立方厘米的冰雹形成过程中释放的能量相当于50克TNT爆炸产生的能量，这解释了为何强冰雹天气常伴随雷电和强风。世界气象组织的评估报告指出，全球变暖背景下，虽然冰雹发生频率可能降低，但单体强度呈现增大趋势，这对防灾减灾提出了新的挑战。理解云到冰雹的转变机制，不仅有助于提高预报预警能力，也为人工防雹作业提供了科学依据。