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降水( precipitation ),是指在大气中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天气现象。大气中的水汽几乎全部集中于对流层中,温度越高,大气可以容纳的水汽含量就越多,反之就越少。一定温度下,当空气不可容纳更多的水汽时,称为饱和空气。当饱和空气中的水汽和温度相匹配时,不会出现水汽凝结现象,但当空气达到过饱和状态时,则会产生多余的水汽并发生水汽凝结。

饱和空气的形成主要是由于空气的上升运动,造成气温下降,形成过饱和水汽;加上吸湿性较强的凝结核的作用,水汽凝结成云,来自云中的云滴,冰晶太小,不能克服空气的阻力上升气流的顶托,从而悬浮在空中。当云继续上升冷却,或者云外不断有水汽输入云中,使云滴不断地增大,以致于上升气流再也顶不住时候,才能从云中降落下来,形成等降水天气

空气饱和的过程

空气包含水分,并以每公斤干空气一克作为量度单位,但现在大多普遍以相对湿度的形式表达,例如百份之五十。空气的温度取决空气本身可以容纳多少水分才达至饱和,而暖的空气比冷的空气可以容纳更多的水分。亦由于空气有如此特性,冷却空气可以使其饱和。而露点温度则为使既定的空气分量达到水分饱和所需的温度。当然,增加空气中的水分也可以使空气饱和。

冷却机制

  • 接触性冷却(暖空气流过冷的海面)
  • 辐射冷却(晚上地面辐射大量流失于太空)
  • 蒸发冷却(由液态转为气态,空气温度下降)

增加水分

  • 太大的云层有助雨的形成,而水从上面降下。
  • 在日间有强烈蒸发发生于水面。

降水的形成

在雨滴形成的初期,云滴主要依靠不断吸收云体四周的水汽来使自己凝结凝华。如果云体内的水汽能源源不断得到供应和补充,使云滴表面经常处于过饱和状态,那么,这种凝结过程将会继续下去,使云滴不断增大,成为雨滴。当云中的云滴增大到一定程度时,由于大云滴的体积和重量不断增加,它们在下降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小云滴,而且还会“吞并”更多的小云滴而使自己壮大起来。当大云滴越长越大,最后大到空气再也托不住它时,便从云中直落到地面,成为我们常见的雨水[1]

类型

锋面雨

在锋面上空气缓慢上升(以每秒厘米的速度计算),在冷气团一侧形成层状降水。又称气旋雨梅雨。 气旋雨又包括热带气旋雨和温带气旋雨。在台湾地区,一次热带气旋(台风)雨常可降落数百毫米的雨量,造成水灾。温带气旋中的暖气流沿冷气流表面(锋面)上升而冷凝成雨,包括冷锋雨和暖锋雨。冷、暖气流的势力若相近,则锋面在同一地带徘徊或滞留而产生梅雨,中国长江流域台湾韩国日本中南部均有梅雨现象,以其适当梅子成熟,故名。又因此段期间气候潮湿,物品最易发霉,故又称“霉雨”。

对流雨

如果下垫面高温潮湿,近地面空气强烈受热,引起空气的对流运动,湿热空气在上升过程中,随气温的下降,形成对流云而降水,比如积雨云浓积云,条件一定时即可降水。特点是强度大,历时短,范围小,还常伴有暴风,雷电,故又称热雷雨雷阵雨,台湾称西北雨。在热带雨林气候区和夏季的亚热带季风气候区多见。

地形雨

英语:orographic rain,暖湿气流遇到山地,沿坡上升,水汽凝结,积云降雨;故迎风坡(windward slope)的雨量随高度增加而递增,但山地很高时,超过某一高度后,又逐渐减少,当暖湿空气沿山地爬升到最高点后,降完雨水形成干冷空气,之后再沿着山地下降,由于干空气每下降100m气温会上升1°C,因此就在背风坡形成焚风。印度阿萨密省之乞拉朋吉(Cherrapunji),因位在孟加拉湾夏季季风北上的通路山坡上,故成为世界雨量最多之区[2],年达12,000毫米,即地形性降雨之佳例。盛行东北季风期间,台湾东北部位在雪山山脉和中央山脉迎风坡,多地形雨;西南部位在背风坡,雨水甚少。

台风雨

气旋中心附近气流上升,引起水汽凝结而形成降水,称为台风雨。常见的有热带气旋和温带气旋带来的降水。(注:气旋雨是锋面雨的别称而不是指台风雨,此部分较容易搞混。)

视频

降水 相关视频

降水的四种类型
科技馆说——怎样测量降水量

参考文献

  1. (转载)雨的形成,新浪博客,2014-12-22
  2. 乞拉朋齐,成为世界雨极的原因是什么?,四三网,2018-05-31