怎麼形成雨降水的形成與診斷

　　　在風、雨、雷、電、霜、霧等，在這些自然現象中，你想不想知道雨是怎樣形成的?下面是小編整理的怎麼形成雨及降水的形成與診斷，歡迎閱讀。

　　怎麼形成雨

　　空氣中的水蒸氣在高空受冷凝結成小水點或小冰晶，小水點或小冰晶相互碰撞、併合，變得越來越大，大到空氣託不住的時候便會降落下來，當低空溫度高於O℃時，便是雨。

　　由液態水滴***包括過冷卻水滴***所組成的雲體稱為水成雲。水成雲內如果具備了雲滴增大為雨滴的條件，並使雨滴具有一定的下降速度，這時降落下來的就是雨或毛毛雨。由冰晶組成的雲體稱為冰成雲，而由水滴***主要是過冷卻水滴***和冰晶共同組成的雲稱為混合雲。從冰成雲或混合雲中降下的冰晶或雪花，下落到0℃以上的氣層內，融化以後也成為雨滴下落到地面，形成降雨。

　　在雨的形成過程中，大水滴起著重要的作用。當水滴半徑增大到2—3mm時，水分子間的引力難以維持這樣大的水滴，在降落途中，就很容易受氣流的衝擊而分裂，通過“連鎖反應”。使大水滴下降，小水滴繼續存在，形成新的大水滴。這是上升氣流較強的水成雲和混合雲中形成雨的重要原因。

　　降水的形成與診斷

　　***一***一般降水的形成過程

　　降水是大氣中的水的相變***水汽凝聚成雨雪等***過程。從其機制來分析，某一地區降水的形成，大致有三個過程。

　　首先是水汽由源地水平輸送到降水地區，這就是水汽條件。

　　其次是水汽在降水地區輻合上升，在上升中絕熱膨脹冷卻凝結成雲，這就是垂直運動的條件。

　　最後是雲滴增長變為雨滴而下降，這就是雲滴增長的條件。

　　這三個降水條件中，前兩個是屬於降水的巨集觀過程，主要決定於天氣學條件，下面將要詳細分析。第三個條件是屬於降水的微觀過程，主要決定於雲物理條件。

　　一般認為雲滴增長的過程有兩種：一種是雲中有冰晶和過冷卻水滴同時並存，在同一溫度下***以-10℃到-20℃為最有利***，由於冰晶的飽和水汽壓小於水滴的飽和水汽壓，致使水滴蒸發並向冰晶上凝華，這種所謂的“冰晶效應”能促使雲滴迅速增長而產生降水。另一種是雲滴的碰撞合併作用。當雲層較厚，雲中含水量較大並有一定的擾動時，則有利於雲滴的碰撞合併使雲滴增大形成降水。上述兩種過程，對不同緯度，不同季節的降水，有著不同的作用。在中高緯度，雲內的“冰晶效應”起著重要作用。當雲層發展很厚，雲頂溫度低於-10℃，雲的上部具有冰晶結構***如As、Ns、Cb等***時，就會產生強烈的降水。而云層較薄，完全由水滴組成***如St、Sc等***時，則只能降毛毛雨或小雨。在低緯度和中緯度夏季，由於-10℃等溫線較高，有些雲往往發展不到這個高度，雲中只有水滴，不含冰晶。但云層發展較厚時，雲滴的碰撞就起著重要的作用，因而也能降較強的雨。

　　由上可見，雲滴增長的條件，主要決定於雲層厚度，而云層的厚度，又決定於水汽和垂直運動的條件。水汽供應愈充分，則雲底高度愈低，上升運動愈強，則雲頂高度愈高，因而云層逾厚，雲滴增長愈快，降水量愈大。所以在降水預報中，通常只要分析水汽條件和垂直運動條件就夠了。

　　***一***暴雨形成條件

　　除上述一般降水所必須滿足的條件外，形成暴雨還必須滿足如下的條件。

　　1、充分的水汽供應

　　暴雨是在大氣飽和比溼達到相當大的數值以上才形成的。

　　必須指出，比溼≥8g/kg只是出現大、暴雨的必要條件。但是這時並不一定都會出現大暴雨，還需要有強的上升運動。

　　除了相當高的飽和比溼外，還必須有充分的水汽供應，因為只靠某一地區大氣柱中所含的水汽凝結下降量很小。因此，必須研究水汽供應的環流形勢。

　　2、強烈的上升運動

　　首先按照本文後面所講的方法，對於一地暴雨***日降水量≥50毫米***中的垂直速度作一大概的估計。在計算時，先設地面飽和比溼為14g/kg。如果50毫米降水量在一天之內均勻下降，那麼降水時的最大上升運動約為10.8毫米/秒;若50毫米降水量在5小時降完，則降水時的最大上升速度約為54釐米/秒;若50毫米降水量在1小時內降完，則降水時的最大上升速度為260釐米/秒。上面三種上升速度，反映了三種不同尺度系統的降水。第一種屬於大尺度系統;第二種屬於中尺度系統;第三種屬於小尺度系統。實際上一般暴雨，尤其是特大暴雨都不是在一天之內均勻下降的，而是集中在一小時到幾小時內降落的，所以降水時的垂直運動是很大的，是由中小天氣系統所造成的。如此大的垂直運動，只有在不穩定能量釋放時，才能形成。所以在考慮暴雨時，必須分析不穩定能量的儲存和釋放問題。為此，必須研究形成暴雨的中、小尺度系統。

　　3、較長的持續時間

　　降水持續時間的長短，影響著降水量的大小。降水持續時間長是暴雨***特別是連續暴雨***的重要條件。中小尺度天氣系統的生命較短，一次中、小系統的活動，只能造成一地短時的暴雨。必須要有若干次中***小***尺度系統的連續影響，才能形成時間較長、雨量較大的暴雨。然而中、小尺度系統的發生、發展又是以一定的大尺度系統為背景的，也就是說，暴雨總是發生在大範圍上升運動區內。因此，要討論暴雨的持續時間，就必須討論行星尺度系統和天氣尺度系統的穩定性和重複出現的問題。副熱帶高壓脊、長波槽、切變線、靜止鋒和大型冷渦等大尺度天氣系統的長期穩定是造成連續性暴雨的必要前提。短波槽、低渦、氣旋等天氣尺度系統移速較快，但它們在某些穩定的長波型式控制下可以連接出現，造成一次又一次的暴雨過程。在特定的天氣形勢下，當天氣尺度系統移動緩慢或停滯時，更容易形成時間集中的特大暴雨。