一种物质在一种比较稀疏的处于亚稳态的初始相中，从某一部位开始产生另一种比较密集的稳态新相的相变过程。

简单来说，核化描述的就是某种物质相态的变化。大气研究中，通常研究的是南岳云雾茶质粒的形成过程，水的核化过程则为研究重点。大气中存在着各种气溶胶粒子，但并不是任何粒子都能起到核的作用，只有半径小于10纳米的核才具有这种条件。对于水来说，冰点以下的液态水是处于亚稳态的初始相，稳态的新相是冰。在汽—水和汽—冰这两种变化中，即会发生凝结核化和凝华核化过程。

表示单一相态分子中没有其他物质存在时发生的核化。对水而言，是以水分子为核心，水汽自发核化的过程。包括：同质凝结核化、同质凝华核化和同质冻结核化。

（1）同质凝结核化：空气中水汽较充沛时，水分子会聚集结合成微滴，当微滴尺度达到某个阈值时，水汽分子才能克服由于温度和密度造成的微观起伏，自发地排列成团，形成微水滴（如图1）。反之，尺度在阈值以下的微滴会蒸发消失。由于条件严苛，自然条件下是不可能发生水汽同质凝结核化的。

（2）同质凝华核化：当温度过低时，水汽跳过凝结过程直接凝华成冰相。该过程比同质凝结核化困难得多。

（3）同质冻结核化：当水汽过饱和时并不直接转变为冰，而是先转变为过冷水，再由过冷水形成冰胚。自发冻结时，水分子以液水的结构排列，而并非按冰的结构存在。必须先破坏原本结构、改变水分子位置及方向，才能在水中形成冰相。

以非同类物质作为核心的核化现象。通常水汽会在带电离子特别是负离子上发生凝结。是因为微水滴负氧端指向外，正氢端向内，负离子表面分布有负电荷，正好和正氢端相接，造成异号相吸的形势，因此负离子在较低过饱和度的条件下就开始成核。

此外，在潮湿环境下的平石板、墙面，浴室的镜面、瓷砖表面上也易发生水汽的异质核化凝结现象。