雪的形成是一个复杂而精妙的大气物理过程，其核心在于水蒸气在低温条件下通过凝华作用直接转化为冰晶。当云层温度低于0℃时，水蒸气在冰晶核（如尘埃、盐粒等微粒）表面凝结，逐渐形成六角形冰晶结构。这些冰晶在云中不断吸附周围水汽或与其他过冷水滴碰撞融合，最终增长为雪花。若雪花重量足以克服空气浮力，便会以固态形式降落到地面形成降雪。

这一过程的关键科学依据可从三方面展开论证。冰晶核的存在是雪花形成的必要条件。苏联科学家通过飞机投放人工尘埃粒子的实验证实，缺乏凝结核时水蒸气难以在零下10℃以上自发结冰，而添加凝结核后冰晶体积可增大30%以上。中国气象局观测数据显示，当云中冰晶核浓度达到每立方米100-1000个时，降雪效率显著提升。温度梯度决定雪花形态。气象学界通过实验室模拟发现，-8℃至-5℃环境形成棱柱状冰晶，-5℃至-3℃生成针状结构，而-3℃至0℃区间最易形成完整六角板状雪花，该温度段产生的雪花直径可达4.6毫米，是其他温度区间的2-3倍。混合云的微物理结构对雪花增长至关重要。当冰晶与过冷水滴共存时，由于冰面饱和水汽压低于水面，会形成"冰晶效应"：过冷水滴蒸发的水汽持续向冰晶转移，使单个冰晶15分钟内即可增长至降水尺寸。美国国家大气研究中心（NCAR）的云物理模型显示，混合云中雪花生长速率比纯冰晶云快5-8倍。

值得注意的是，降雪落地后的存留还受地表温度制约。中国科学院青藏高原研究所监测数据表明，当近地面气温低于-2℃时，雪花落地后晶体结构保持率超过90%；若气温介于0-2℃之间，约40%的雪花会在触地瞬间融化成水。这种现象解释了为何相同降雪量在不同地区会形成厚度差异显著的积雪层。从气象动力学角度看，雪花飘落过程还受垂直风切变影响——风速每增加1米/秒，雪花水平漂移距离平均扩大50米，这也是山区出现"风吹雪"堆积现象的主要原因。

现代气象卫星与双偏振雷达技术进一步揭示了雪花形成的时空特征。日本气象厅通过向日葵卫星观测发现，东亚地区冬季雪云的冰晶浓度存在明显昼夜波动，凌晨时段比正午高出20%-30%，这与夜间辐射降温导致的云顶温度下降直接相关。欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的数值模拟则表明，雪花从云层降落到地面平均需要8-15分钟，期间会经历3-5次明显的形态变化。这些前沿研究成果不仅完善了经典成雪理论，更为精准预报降雪量和雪晶类型提供了物理基础。