2．森林林冠的气温，除极少时间外，一般都比附近的无林地低。气温低，含水汽能力小，更容易促使空气达到饱和状态，便于水汽凝结，成云致雨。
3．森林是气流移进的障碍，平流的空气，遇到大森林的阻碍时，就会被迫上升，在林墙附近和林冠上部产生涡旋。这些涡旋，使森林上空的空气成涡动状态，促使空气有上下交流的运动。气流上升后，因高层的气压愈来愈低，上升空气的体积就会膨胀（好像轻气球升到高空要胀大一样）。膨胀时，气体分子运动要消耗热能，因此气温显著地降低，含水汽的能力变小，就会有大部分水汽凝结成为浓云，终至降雨。
森林地带除了能增加自云中下降的降水以外，露、霜、雾凇、雨凇等也比无林地多。在卒旷的田野上，夜间辐射冷却的表面；仅是地面，而森林区辐射冷却的表面，除了林中地面以外，还有树木的枝叶等。在夜间，林冠辐射放热最多，冷却的效应最显著。又由于森林的蒸腾作用，空气比较潮湿。这种潮湿的空气，于冷的林冠接触，气温降低到露点或露点以下。空气中的水汽，就附着在树木的枝叶上，凝成露水。若凝结的温度在0℃下，就凝结成霜。在稠密的林冠上，露或霜的数量远较无林地上为多，就是这个缘故。在森林内的地面上，由于树冠阻挡了森林区土壤表面所辐射出来的热量，夜间冷却的效应不显著，所以林下地面的露或霜没有林冠上的多，也不及空旷地面上的多。但是在早春或晚秋，树木发叶前和落叶后没有稠密的林冠，林中地面上有枯枝落叶层覆盖，夜间这些枯枝落叶层大量辐射散热，表面很快地冷却；又因为导热性能不强，下层土壤的热量不能及时传导上来，补充它辐射散热的损失。在这种情况下，林中地面的枯枝落叶层上的凝霜量，就较无林地为多。
在冬季高纬度地方，有雾的时候，空气中的雾滴在无林地可以无阻挡地飘悬空中，但一遇到森林的阻挠，就会着落在树枝上和针叶上，凝成白色疏松易于散落的结晶层。这种结晶层叫做雾凇。据观测，在一株株高757厘米的24龄松树上，冬季能收集到106千克雾凇；从另一株株高372厘米的16龄松树上，能收集到50千克雾凇。森林中凝结的雾凇降水，平均每年有85毫米左右，占全年降水量的9％。
在高纬度地方，冬季的雨水水温往往在0℃以下，这种雨水仍是液体状态，叫做过冷却的雨滴。过冷却的雨滴着落在树木上，就凝结成一层透明的冰壳，称为雨凇。在长期和剧烈的严寒以后，普通的雨滴也能凝成雨凇。森林能够截留降水，在高纬度冬季森林中的雨凇，也比无林地多。根据观测，在一棵20龄栎树的树枝上，因雨凇而着落的冰有155千克，而这一棵栎树的树枝只重30千克，全树的重量仅有61千克。所以雨凇往往能断裂树枝，有时甚至能折断树干。在俄罗斯库尔斯克省中，5米高幼龄果树的枝条上，一昼夜内可搜集到4千克左右的雾凇，在一年中可以搜集得80千克左右。有很多时候，田野间并没有积雪覆盖层，但森林中由于树上掉下来的雾凇，却可以积成一层薄薄的积雪覆盖层。
由此可见，森林中不论哪一类降水，都比无林地为多。但是因为林冠可以截留一部分降水，所以森林地面土壤所获得的降水比附近田间所得的为少。林冠阻滞降水的多寡，一方面看森林的组成、年龄和密闭度而异。一方面又要看降水的性质、降水的强度而不同。
树冠稀疏的树种，透下的降水要比树冠浓密的树种为多。成熟的桦树林，树冠阻碍降水量最少，就年雨量来讲，林冠阻拦的降水，大约是田野的10％。松林林冠截留的年平均降水量较多，大约是13％～16％。稠密的云杉林林冠，积蓄水量最多，年平均大约是田野间降水的32％，所以全年降水中只有68％能透入林中地面。
同一树种，林冠截留降水的数量，又要看降雨的强度（即每小时降雨的数量）而定。降雨强度愈小，下雨的时间愈短，积蓄在林冠上的降水百分比愈大。如果雨下得很小，雨滴轻飘，下雨的时间又不长，那么全部雨水都被林冠截留下来，濡湿林冠枝叶，林中地面甚至不会打湿。如果雨滴粗大，雨时较长，那么被林冠截留下来的雨水百分比就较小，雨滴透过林冠降到地面上的较多，一部分雨水顺着枝叶沿树干下降，再流到林中地面。在这种情况下，林中地面上所获得降雨的百分数就较大。
树种对雨水的阻挡是不同的，让我们先看看常绿林对雨水的阻挡。一棵60龄的老枞树，在小雨时每小时降5毫米，有2／3的雨量被林冠挡住。雨愈大，下雨的时间愈长，被林冠阻挡的雨水愈少。不过必须注意，即使在倾盆大雨中，林冠阻手当的雨水量虽然变小，但也占有1／5左右。沿着树干往下流的雨水量，至多不过5％。只有在降水强度每小时在10毫米以上时，才有50％以上的降水透入林冠以下的地面。这一部分透入林下的降水量的分布，是很不平均的。接近树干的部分很少，树的外围增多。
落叶树林冠阻挡降水量没有常绿树多。在枞树的针叶上，雨水能够依附在它上面，但是在山毛榉树叶上，雨水能积集起来，沿着枝干向下流，即使在雨量很小的时候，透过林冠下降到林中地面的降水，也往往在50％以上。沿着树干下流的雨水，也占全部降水量的1／5左右。
降雪时林冠阻挡雪量的效应，一般说来没有阻挡雨量的那样大。根据观察，平均在林外与林内雨量的比较是100：73，但是林外与林内雪量的比较是100：90。雪透过林冠下降至地面的能力比雨强，有两个原因：1．雪压积在林冠上，重量大，容易散落至地面。2．降雪时气温低，蒸发慢，不像夏季雨后蒸发极快，所以树冠上积雪不易蒸发，容易滑落至地面。
林冠截留雪量的多寡，一般地说，首先要看雪的性质而定。在气温接近0℃时，通常下降的是黏性的雪，能大量地停驻在树枝树冠上但在低温下所降的干雪，则比较容易穿过林冠，降落到林中地面。
除了雪的性质以外，林冠阻挡雪量的多寡，与森林的树种也有很大的关系。冬季桦树林所阻挡的雪量很少，约占全部雪量的4％～5％。松林阻挡雪量较多，占20％～30％。纯云杉林阻挡的雪量最多，可以达到50％～60％。
林冠虽然阻拦了一部分的雪量，但由于森林中风速较小，林中地面的积雪不容易被风吹走，能铺成平坦而疏松的积雪覆盖层。
因为在降雪时林中草地没有树冠的阻挡，又由于森林的障蔽，风速极小，地面的积雪不致被风吹散。桦木林林冠所阻挡的降水量不多，林中风力小，冬季水分总量比田野多。松林和云杉林，因为林冠阻挡的雪量很多，所以林中地面冬季水分总量比田野间少。
在斜坡地带，没有森林覆盖，地面积雪不仅会被风吹走，也会沿坡下滑。坡地种植森林，可以阻止积雪下滑，含蓄雪水。在空旷的田野，风将雪吹向低处，沿着森林的林缘堆积起来，不致吹散，所以森林对于积蓄雪水有很大的作用。
春季旷野上的积雪能够很快地融化，往往产生很大的径流和洪水森林中风速低，空气的交换作用小，冷空气在融解着的雪面上聚集不散，空气与雪之间的热力交流缓慢，因此森林能够使地面积雪长久地保持。
径流和土壤中的水分
海洋河湖池沼和地面的水分，由于蒸发作用和蒸腾作用而变成水汽，进入空气中去。空气中的水汽达到饱和状态后，就附着在一定的凝结核上，经过一定的过程，形成降水，落到地面上来。地面上的水分，再通过蒸发蒸腾作用，转化为水汽，混合到空气中去。这种水化为汽，汽再转变为降水的过程，叫做大地上的水分循环。森林有加速水分循环的作用。
降水落到地面上，它的出路不外三条：一是蒸发到空气中去，一是由地表流失，一是渗入土壤。森林对于蒸发的影响，我们已经说过，现在说说森林与后两者的关系。经过许多试验和观测，证明森林能减少地表流失水量，使一部分水分渗入土壤，另一部分水分通过蒸发和蒸腾作用，很快地变为水汽，进入到大气中去。
地表流失水量，又称地表径流。森林为什么能减少地表径流呢？原因有以下几点：
1．森林林冠能截留一部分降水，并且很快地蒸发到空气中去。林下的降水量比无林地少，尤其在夏季暴雨时，能减少地表径流。据观察，不但小雨时森林中不易发生发生径流，甚至在雨量强度为44毫米的暴雨时，也没有发生径流。
2．森林中的雪融化较慢，所以大部分的水分都能慢慢地渗透到土壤中去，因而减少春季融雪所造成的径流。
3．森林中的土壤，因为腐植质的分解和积雪的保护作用，林中土温较高，冻结的深度也较浅，在春季开始融雪时，森林土壤业已解冻，雪水就容易渗透到土壤中去，流失的水也就减少。在空旷的田野中，土壤冻结层较深，所以春季融化的雪水，不能渗透到土壤中去，而以地表径流的方式流到河流中，冲刷地面的土壤，引起春季的洪水。
4．由于森林中的土壤具有核桃状结构，善于吸收水分，减低地表径流。
5．森林中的枯枝落叶层，具有很大的容水量和渗透性，能够保持水分，也能减少地表径流，帮助水分渗入土壤。
6．森林中即使有一部分径流，也被森林阻挡而减弱。
以上原因，说明了森林中的地表径流远较无林地为少，尤其是当春季融雪期中，无林地的雪很快地融解，地表径流大，江河泛滥，往往造成很大的洪水，而森林地带就没有这种现象。
森林减少径流的能力的不同，一方面看森林的面积大小，一方面看森林分布的情况。在合理分布的防护林带，森林的面积只要占整个区域的10％左右就能使森林草原的地表径流减少1／2以上。如果森林面积是这一地区的15％～20％，就可能使地表径流几乎完全终止。如果森林分布是任意的，那么即使植林面积大至70％～80％，恐怕还不能收到这种效果。
现在再来看森林区渗入土壤中的水分情况。由于林冠阻挡降水，森林内地面上获得的水分虽然没有田野多，但是由于林中地面蒸发慢，积雪覆盖层很厚，雪水融化速度小，雪水和雨水的径流弱，以及森林土壤的透水性强，森林土壤比无林地土壤得到的水分多。根据观测，森林土壤平均每年比田间土壤要多获得107毫米的水分。
在草原地区种植森林以后，土壤湿度就有显著地增加，地下水位也随着上升。如在俄罗斯沃龙涅什省卡明草原，在涨春水时，草原中地下水位为73毫米；在森林带之间的田地为91毫米，而在森林带内，则为165毫米。在干旱的年份，无林地土壤的地下水位降低很快；而在森林下面地下水位却不会突然下降，必须等到干旱的次年才会下降。假使干旱的次年降水量较多，那么，森林土壤中的地下水就很容易得到补充，旱象就不显著。所以无林地地下水位的变化往往很大，而在有森林的地区，因为森林的调节作用，地下水位在一年中变化较小，地下水流动很慢，通常一年只流动2千米。它缓缓地流入河、溪、湖、海里去，或以泉水状或以各种自流井水状自地内冲到地面上来，成为大地水分循环的一部分。
在俄罗斯北方多沼泽的地区，地面温度低，蒸发弱，地下水位极高，种植森林以后，由于森林根系在土内吸收了大量的水分，通过叶子的蒸腾作用，将这些水分化为水汽，进入到空气中去，这样就会逐渐使地下水位降低，防止地面沼泽化。
由此可见，森林又是土壤湿度的调节者。在地面水分循环中，森林起着很大的作用。我们很清楚地看到这样的事实：无数河流，每年从陆地上把千百亿立方米的水带到海洋里去。在阳光的照耀下，这些水不断地蒸发为水汽，进入到大气中来。海洋气流又把这些水汽送至大陆上，经过一定的过程，以雨雪等形式下降，完成自然界的水分循环。这种循环，基本上就是海洋与大陆之间水分的交换，又称做水分的大循环。就大陆的角度来讲，被江河送到海洋里去的水，在水分收支中算是支出。而由于蒸发作用，以雨雪和其他降水形式来到大陆，降落的水，算是收入。
濒临大陆的海平面，并没有多大的变化。因此可以推想，流经广阔的海洋并在那里蒸发的水量，与以雨雪或其他降水形式降落到大陆上的水量之间，有某种均衡的趋势。自然界中的水分收支，应当是平衡的。但是经过直接观测和计算，这种均衡的趋势并不存在。例如欧洲和小亚细亚，每年平均降水总量为7034立方千米，而流入海洋并在那里蒸发的水量，只有2828立方千米，两者的差额很大。
为什么会有这么大的差额呢？这就是水分循环次数的问题了。由海洋来到大陆的水分，并不是一次而是两次，有时是更多次地参加降水过程。海洋气流中的水汽，上陆凝结成为降水后，并不是立即地，也不是完全地流到河中海中，而是被植物和从蓄水库的表面蒸发到大气中去，因而它再次凝结成云，下降成雨雪，落到地面上来，增加降水的数量。
这种水分循环，叫做内部水分循环，又可以叫做水分小循环。森林能够截留一部分降水，在林冠上和枝干上蒸发，减少径流，增加土壤水分，通过根的吸收，叶的蒸腾，又化为水汽，进入到空气中去，使空气的湿度变大，改变气流的构造，加速降水的过程。这种种作用，都使得内部水分循环的次数增多。
