降雨是指在大氣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,气温越高,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。当空气中的水汽含量超过饱和水汽压,达到过饱和状态时,则发生水汽凝结。[1]

世界各地不同月份的日均降雨量变化
(基于1961年至1990年的数据)
丹麥晚夏的一場暴風雨

过饱和空气的形成主要是由于空气的上升运动。随着空气团上升,气温下降,饱和水汽压降低,当饱和水汽压低于实际水汽压时,就形成过饱和状态。在凝结核的作用下,水汽凝结成云。云中的云滴、冰晶体积太小,其受到上升气流的托举,可以悬浮在空中。当云中微粒继续上升冷却,或者云外不断有水汽输入云中,使云滴不断增大,以致上升气流无法托住的时候,就逐渐降落下来,形成等天气。[1]

形态和种类编辑

按照降水相态可以将降水分为液态降水、固态降水和混合态降水。

液态降水编辑

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雨是最常见的液态降水。按照降水量从小到大分为小雨(24小时内10mm以下)、中雨(10~25mm/日)、大雨(25~50mm/日)、暴雨(50~100mm/日)、大暴雨(100~250mm/日)和特大暴雨(250mm/日以上)。

降水量很小的雨也叫“毛毛雨(drizzle)”。

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固态降水编辑

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细小的冰晶颗粒。常见于雨转雪过程中。

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最常见的固态降水。质轻,由大量细小冰晶粘连而成。按照融化成水的降水量从小到大也可分为小雪(2.5mm/日以下)、中雪(2.5~5mm/日)、大雪(5~10mm/日)、暴雪(10~25mm/日)、大暴雪(25~50mm/日)和特大暴雪(50mm/日以上)。

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常见于强对流活动中,个体较大的固态降水,单个冰雹的直径往往在5mm以上。

钻石尘/冰珠编辑

由空气中水汽在零下40摄氏度以下直接核化凝固形成的大量细小六棱柱晶体。

雾凇编辑

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混合态降水编辑

雨夹雪编辑

雨雪混合的降水,气温接近0摄氏度时,雨雪的形态可以相互转换,两者混合状态下的降水称为雨夹雪。

冻雨编辑

过冷水降落至固态表面即冻结成冰,这样的降水过程称为冻雨。部分冻雨液滴内部已经有结晶的冰,属于冰水混合物。

空氣飽和的過程编辑

空氣包含水分,並以每公斤乾空氣一克作為量度單位,但現在大多普遍以相對濕度的形式表達,例如百份之五十。空氣的溫度取決空氣本身可以容納多少水分才達至飽和,而暖的空氣比冷的空氣可以容納更多的水分。亦由於空氣有如此特性,冷卻空氣可以使其飽和。而露點溫度則為使既定的空氣份量達到水分飽和所需的溫度。當然,增加空氣中的水分也可以使空氣飽和。

冷卻機制编辑

  • 上升(日間強烈受熱,對流,地形)
  • 接觸性冷卻(暖空氣流過冷的海面)
  • 輻射冷卻(晚上地面輻射大量流失於太空)
  • 蒸發冷卻(水由液態轉為氣態,空氣溫度下降)

增加水分编辑

  • 太大的雲層有助雨的形成,而水從上面降下。
  • 在日間有強烈蒸發發生於水面。

降水的形成编辑

 
冷凝和合併乃水的循環中不可或缺的部分

降水的形成过程承接自云的形成过程。

冷凝与冻结编辑

降雨由溫暖而潮濕的空氣所組成。當空氣冷卻時,水蒸氣開始變成凝結核,逐漸地成為雲。當云滴變得夠大的時候,有兩個過程的發生會可以導致降雨:

碰并过程编辑

魏格纳-伯傑龍-芬德森過程编辑

詳見英文維基百科條目 Wegener–Bergeron–Findeisen_process英语Wegener–Bergeron–Findeisen_process

对流编辑

成因类型编辑

鋒面雨编辑

鋒面上空氣緩慢上升(以每秒厘米的速度計算),在冷氣團一侧形成層狀降水。又稱氣旋雨梅雨。 氣旋雨又包括熱帶氣旋雨和溫帶氣旋雨。在台灣,一次熱帶氣旋(颱風)雨常可降落數百公釐的雨量,造成水災。溫帶氣旋中的暖氣流沿冷氣流表面(鋒面)上升而冷凝成雨,包括冷鋒雨和暖鋒雨。冷、暖氣流的勢力若相近,則鋒面在同一地帶徘徊或滯留而產生梅雨,中國長江流域、台灣和韓國及日本中南部均有梅雨現象,以其適當梅子成熟,故名。又因此段期間氣候潮溼,物品最易發霉,故又稱「霉雨」。

 
對流雲降水

對流雨编辑

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,形成對流雲而降水,比如積雨雲濃積雲,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,故又称热雷雨雷陣雨,台灣稱西北雨。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

地形雨编辑

英語:orographic rain,暖溼氣流遇到山地,沿坡上升,水汽凝結,積雲降雨;故迎風坡(windward slope)的雨量隨高度增加而遞增,但山地很高時,超過某一高度後,又逐漸減少,當暖濕空氣沿山地爬升到最高點後,降完雨水形成乾冷空氣,之後再沿著山地下降,由於乾空氣每下降100m氣溫會上升1°C,因此就在背風坡形成焚風。印度阿薩密省之乞拉朋吉(Cherrapunji),因位在孟加拉灣的夏季季風北上的通路山坡上,故成為世界雨量最多之區,年達12,000公釐,即地形性降雨之佳例。盛行東北季風期間,台灣東北部位在雪山山脈和中央山脈的迎風坡,多地形雨;西南部位在背風坡,雨水甚少。[2]

 
熱帶氣旋(颱風)

颱風雨编辑

气旋中心附近气流上升,引起水汽凝结而形成降水,称为颱風雨。常见的有热带气旋温带气旋带来的降水。(註:氣旋雨是鋒面雨的別稱而不是指颱風雨,此部份較容易混淆。)

降水的测量编辑

降水量的定义是单位时间内落入测量仪器内的降水转化为液态时所达到的深度。[3]

传统测量方法是根据气象站的各类仪器进行单站测量。随着卫星遥感技术的发展,通过一些气象卫星如T获取的数据也可以进行降水量的估测。

降雨量测量编辑

气象站的降雨量测量方法主要通过雨量计。

降雪量测量编辑

降雪量通过雪量计测量。

积雪深度编辑

降水纪录编辑

  • 世界上年降水量最多的地方:毛辛拉姆,1985年26,000毫米
  • 單月降水量最多的地方: 乞拉朋吉(又譯「乞拉朋齊」),1861年7月9,300毫米,被稱為「世界雨極」
  • 單日降水量最多的地方: 留尼旺,1966年1月8日1,825毫米

參見编辑

參考資料编辑

  1. ^ 1.0 1.1 盛裴轩, / 毛节泰 / 李建国 / 桑建国 / 潘乃先. 大气物理学. 北京: 北京大学出版社. 2003. ISBN 9787301063019. 
  2. ^ 叶笃正, /李崇银/王必魁. 动力气象学. 北京: 科学出版社. 1988. ISBN 7030003357. 
  3. ^ 孙学金,王晓蕾,李浩 等. 大气探测学. 北京: 气象出版社. 2009. ISBN 9787502948009. 

外部連結编辑