3.3 降水

　　第三节 降水

　　从云中降到地面上的液态或固态水，称为降水。

　　降水虽然主要来自云中，但有云不一定都有降水。这是因为云滴的体积很小（通常把半径小于100μm的水滴称为云滴，半径大于100μm的水滴称雨滴。标准云滴半径为10μm，标准雨滴半径为1000μm，从体积来说，半径1mm的雨滴约相当于100万个半径为10μm的云滴），不能克服空气阻力和上升气流的顶托。只有当云滴增长到能克服空气阻力和上升气流的顶托，并且在降落至地面的过程中不致被蒸发掉时，降水才形成。

　　由于云的温度、气流分布等状况的差异，降水具有不同的形态——雨、雪、霰、雹。

　　雨：自云体中降落至地面的液体水滴。

　　雪：从混合云中降落到地面的雪花形态的固体水。

　　霰：从云中降落至地面的不透明的球状晶体，由过冷却水滴在冰晶周围冻结而成，直径2—5mm。

　　雹：是由透明和不透明的冰层相间组成的固体降水，呈球形，常降自积雨云。

　　同时，降水的性质也有差异，分为连续性和阵性降水。连续性降水历时长，强度具有变化性，降水主要来自高层云和雨层云。阵性降水历时短，强度大，具有突然性，降水来自浓积云和积雨云。

　　不同的云降水强度不同，划分标准见表3·4。

一、云滴增长的物理过程

　　降水的形成就是云滴增大为雨滴、雪花或其它降水物，并降至地面的过程。一块云能否降水，则意味着在一定时间内（例如1h）能否使约106个云滴转变成一个雨滴。使云滴增大的过程主要有二：一为云滴凝结（或凝华）增长。一为云滴相互冲并增长。实际上，云滴的增长是这两种过程同时作用的结果。 

（一）云滴凝结（或凝华）增长

凝结（或凝华）增长过程是指云滴依靠水汽分子在其表面上凝聚而增长的过程。在云的形成和发展阶段，由于云体继续上升，绝热冷却，或云外不断有水汽输入云中，使云内空气中的水汽压大于云滴的饱和水汽压，因此云滴能够由水汽凝结（或凝华）而增长。但是，一旦云滴表面产生凝结（或凝华），水汽从空气中析出，空气湿度减小，云滴周围便不能维持过饱和状态，而使凝结（或凝华）停止。因此，一般情况下，云滴的凝结（或凝华）增长有一定的限度。而要使这种凝结（或凝华）增长不断地进行，还必须有水汽的扩散转移过程，即当云层内部存在着冰水云滴共存、冷暖云滴共存或大小云滴共存的任一种条件时，产生水汽从一种云滴转化至另一种云滴上的扩散转移过程。例如，在冰晶和过冷却水滴共存的混合云中，在温度相同的条件下，由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压，当空气中的现有水汽压介于两者之间时，过冷却水滴就会蒸发，水汽就转移凝华到冰晶上去、使冰晶不断增大，而过冷却水滴则不断减小。当冷暖云滴共存或大小云滴共存时，同样也可发生这种现象，使冷（或大）的云滴不断增大。

上述几种条件中，对形成大云滴来说，冰水云滴共存的作用更为重要。这是因为在相同的温度下，冰水之间的饱和水汽压差异很大，特别是当温度在-10—-12℃时差别最显著，最有利于大云滴的增大。因此，对于冷云（指云体上部已超越等0℃线，有冰晶和过冷却水滴共同构成的混合云）降水，这种冰水云滴共存作用（称为冰晶效应）是主要的。观测事实也证明了这一点。著名的贝吉龙（Bergeron）理论的价值，就在于他强调了冰晶对降水的作用。但是，不论是凝结增长过程，还是凝华增长过程，都很难使云滴迅速增长到雨滴的尺度，而且它们的作用都将随云滴的增大而减弱。可见要使云滴增长成为雨滴，势必还要有另外的过程，这就是冲并增长过程。 

　　本文标题：3.3 降水
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