1. Nucleatie :Dit is de eerste fase waarin waterdruppels in een wolk veranderen in ijskristallen. Er zijn twee primaire mechanismen voor nucleatie:

- Kiemvorming van afzettingen :Bij dit proces hechten watermoleculen zich rechtstreeks aan het oppervlak van kleine deeltjes, ijskernen genaamd, die fungeren als kiemen voor de groei van ijskristallen. Deze ijskernen kunnen stof, rookdeeltjes, bacteriën of andere deeltjes zijn die in de atmosfeer aanwezig zijn.

- Homogene kiemvorming :In zeldzame gevallen kunnen waterdruppels ook homogene kernvorming ondergaan, waarbij ze spontaan bevriezen zonder dat er ijskernen nodig zijn. Dit gebeurt wanneer de temperatuur en vochtigheid precies goed zijn, waardoor watermoleculen zichzelf kunnen organiseren in ijskristallen.

2. Groei :Zodra ijskristallen zich door kernvorming vormen, beginnen ze te groeien door watermoleculen uit de omringende lucht op te vangen. Deze groei vindt plaats via een proces dat dampafzetting wordt genoemd, waarbij watermoleculen tegen het oppervlak van het ijskristal botsen en eraan blijven plakken. De groeisnelheid van ijskristallen hangt af van factoren zoals temperatuur, vochtigheid en de beschikbaarheid van waterdamp.

3. Aggregatie :Terwijl ijskristallen groeien en bewegen in de wolk, botsen ze en blijven ze aan elkaar plakken, waardoor grotere en complexere structuren ontstaan. Dit proces wordt aggregatie genoemd. De resulterende ijskristallen kunnen verschillende vormen aannemen, zoals zeshoekige platen, kolommen, naalden of dendrieten. Deze vormen zijn afhankelijk van de temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden in de wolk.

4. Accretie :Naast aggregatie kunnen ijskristallen ook groeien via een proces dat accretie wordt genoemd. Dit gebeurt wanneer onderkoelde waterdruppels tegen een ijskristal botsen en op het oppervlak bevriezen. Aanwas komt vaker voor in wolken waar vloeibaar water en ijskristallen naast elkaar voorkomen, meestal bij temperaturen net onder het vriespunt.

5. Verdamping/sublimatie :Onder bepaalde omstandigheden kunnen ijskristallen ook sublimatie of verdamping ondergaan. Sublimatie is het proces waarbij ijskristallen direct in waterdamp veranderen zonder te smelten tot vloeibaar water. Dit gebeurt wanneer de luchtvochtigheid laag is en de temperatuur boven het vriespunt ligt. Omgekeerd vindt verdamping plaats wanneer ijskristallen smelten en in waterdamp veranderen.

De vorming en groei van ijskristallen in wolken spelen een cruciale rol in de wolkenfysica, de ontwikkeling van neerslag en atmosferische processen. Ze dragen bij aan het reflectievermogen van wolken, de levensduur van wolken en de overdracht van energie in de atmosfeer. Het begrijpen van de vorming van ijskristallen is essentieel bij weersvoorspellingen, wolkenmodellering en klimaatonderzoek.