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主题：【资料】大气科学之大气中的水汽==雨雪冰雹

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发表于：2011/10/20 17:24:15 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
雨

雨是从云中降落的水滴，陆地和海洋表面的水蒸发变成水蒸气，水蒸气上升到一定高度之后遇冷变成小水滴，这些小水滴组成了云，它们在云里互相碰撞，合并成大水滴，当它大到空气托不住的时候，就从云中落了下来，形成了雨。雨的成因多种多样，它的表现形态也各具特色，有毛毛细雨，有连绵不断的阴雨，还有倾盆而下的阵雨。雨水是人类生活中最重要的淡水资源，植物也要靠雨露的滋润而茁壮成长。但暴雨造成的洪水也会给人类带来巨大的灾难。 　　

地球上的水受到太阳光的照射后，就变成水蒸气被蒸发到空气中去了。水蒸气在高空遇到冷空气便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小，直径只有0.0001～0.0002毫米，最大也只有0.002毫米。它们又小又轻，被空气中的上升气流托在空中。就是这些小水滴在空中聚成了云。这些小水滴要变成雨滴降到地面，它的体积大约要增大100多万倍。这些小水滴是怎样使自己的体积增长到100多万倍的呢？它主要依靠两个手段，其一是凝结和凝华增大。其二是依靠云滴的碰撞并增大。在雨滴形成的初期，云滴主要依靠不断吸收云体四周的水气来使自己凝结和凝华。如果云体内的水气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。但有时云内的水气含量有限，在同一块云里，水气往往供不应求，这样就不可能使每个云滴都增大为较大的雨滴，有些较小的云滴只好归并到较大的云滴中去。如果云内出现水滴和冰晶共存的情况，那么，这种凝结和凝华增大过程将大大加快。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。

雨的种类很多，除了酸雨，有颜色的雨外，还有许多有趣的雨，比如蛙雨，铁雨，金雨，甚至钱雨.它们都是龙卷风的杰作。
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2011/10/20 17:25:34 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
云滴怎样长成雨滴？大雨滴掉下来，小雨滴升上去。

　　我们已经知道，云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。那么，小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢?

　　在水云中，云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此，在水云里，云滴要增大到雨滴的大小，首先需要云很厚，云滴浓密，含水量多，这样，它才能继续凝结增长；其次，在水云内还需要存在较强的垂直运动，这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中，云滴没有足够的凝结和并合增长的机会，只能引起多云、阴天，不大会下雨。

　　在各种不同的云内，其云滴大小的分布是各不相同的，造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程，在只有凝结作用的情况下，云滴的大小是均匀的，但由于水汽的补充，使某些云滴有所增长，再加上并和作用的结果，就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降，当有上升气流时，就会有一个向上的力加在雨滴上，使其下降的速度变慢，并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时，才能下降到地面，形成降雨。

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2011/10/20 17:27:44 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
雨量和分级

　　降水量是用来衡量降水多少的一个概念，它是指雨水（或融化后的固体降水）既不流走，也不渗透到地里，同时也不被蒸发掉而积聚起来的一层水的深度，通常以毫米为单位。降雨量可以用雨量器来测量，同时还可以用雨量计来自动记录雨势的变化和雨量的大小，有关雨量的测量我们在后面会详细介绍。

　　在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按降水量的多少来划分降雨的等级。根据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六种(见表2)。

　　但是，由于各地具体情况不同，各地气象预报部门对于当地各类降水的标准也有些自己的规定。例如，在广东，24小时内下50-70毫米雨的机会较多，当地气象部门规定24小时降水量在80毫米以上的雨才算作暴雨。在新疆、甘肃、宁夏、内蒙等地，24小时内下50毫米雨的场合极少，则规定24小时降水量在30毫米以上的雨都可算作暴雨。

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2011/10/20 17:29:08 Last edit by hhx050
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2011/10/20 17:29:38 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊

    在没有测量雨量的情况下，我们也可以从当时的降雨状况来判断降水强度：
　　小雨：雨滴下降清晰可辨；地面全湿，但无积水或积水形成很慢。
　　中雨：雨滴下降连续成线，雨滴四溅，可闻雨声；地面积水形成较快。
　　大雨：雨滴下降模糊成片，四溅很高，雨声激烈；地面积水形成很快。
　　暴雨：雨如倾盆，雨声猛烈，开窗说话时，声音受雨声干扰而听不清楚；积水形成特快，下水道往往来不及排泄，常有外溢现象。

　　按降水的性质划分，降水还可分为：
　　连续性降水：雨或雪连续不断的下，而且比较均匀，强度变化不大，一般下的时间长，范围广，降水量往往也比较大。
　　间断性降水：雨或雪时下时停，或强度有明显变化，一会儿大一会儿小，但是这个变化还是比较缓慢的，下的时间有时短有时长。
　　阵性降水：雨或冰雹常呈阵性下降，有时也可看到阵雪。其特点是骤降骤停或强度变化很突然，下降速度快，强度大，但往往时间不长，范围也不大。如果在阵雨的同时还伴有闪电和雷鸣，这便是雷阵雨。


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2011/10/20 17:30:25 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
测量降雨量的简单方法

　　降水对于人类的生产和生活有着重要的影响。降水过多或过少，都会带来灾害。因此，人们需要知道一次雨或雪降下了多少水，也需要知道一年、一季或一月里当地下了多少雨(雪)。这样，就需要测定降水量。

　　在我国民间，通常用下了几指雨或几寸雨(即渗透到土壤里几指深或几寸深)来说明一场雨的大小。这种办法对于粗略估计当地旱象缓和程度等是可以用的，但是它得到的资料不够精确，也不易互相比较。因此用雨水渗透深度来表示降水量，是不够科学的。

　　为了使降水量具有较高的精确性和比较性，气象观测规范中规定：降水量指从天空中降落到地面上的液态或固态(经融化后)降水，未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。降水量以毫米为单位。
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2011/10/20 17:31:01 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
180

　　测定降水量的基本仪器是雨量器。它的外部是一个不漏水的铁筒，里面有承水器、漏斗和储水瓶，另外还配有与储水瓶口径成比例的量杯。有雨时，雨水过漏斗流入储水瓶。量雨时，将储水瓶取出，把水倒入量杯内。从量杯上读出的刻度数(毫米)就是降水量。冬季降雪时，要把漏斗和储水瓶取走，直接用承雪口和储水筒容纳降水。测定降水量时，把储水筒取出带到室内，待筒内的雪融化后，倒在量杯里，再读取降水量数字。

　　这样，无论是液态或固态降水的降水量，都是未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。这样测定就比较精确，而且便于相互比较，并能求出总量。180

　　还有另外一些测定降水量的仪器，例如可以作连续记录的虹吸式雨量计，可以遥测的翻斗式遥测雨量计等。它们的原理和上述的一样，只是分别增加了自记装置和传递信息的装置罢了。
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2011/10/20 17:31:46 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
怎样看图识雨

　　图1为天气图上表示某个台站各物理量的符号，其中的被黄色加亮的符号表示某时刻观测到的该台站的天气类型，像图中的两道杠表示有雾。图2给出了在天气图中表示各种降水的符号，有兴趣的读者可以自己对照。

图1

图2

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2011/10/20 17:32:12 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
人工降水

　　也称人工增雨，是根据不同云层的物理特性，选择合适时机，用飞机、火箭弹向云中播散干冰、碘化银、盐粉等催化剂，促使云层降水或增加降水量。人工增雨常分为暧云催化剂增雨与冷云催化剂增雨。欲要暧云（温度高于0℃的云）151降水，就得使云中半径大于0.04毫米的大云滴有足够的数密度，让它们迅速与小云滴碰并增长，成为半径超过 1.0毫米的雨滴形成降水，因此在那些大云滴数密度小而无法形成降雨的云中，用飞机、炮弹携带等方法，播撒盐粉、尿素等吸湿性粒子，使形成许多大云滴，便可导致形成或增加降水。欲要冷云降水，就得使冷云上部的冰晶数密度超过1个/升，对那些冰晶数密度不足的冷云，用飞机等播撒干冰、碘化银等催化剂，便可产生大量冰晶，促成或增加降水。为了弄清楚人工催化剂的效果，弄清人工增雨量的多少，常常要进行检验。由于云和降水过程十分复杂，使人工降水和降水检验的方法措施还都很不完善，有待进一步深入研究。
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2011/10/20 17:32:41 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
成因不同的降雨

对流雨
　　大气对流运动引起的降水现象，习惯上也称为对流雨。近地面层空气受热或高层空气强烈降温，促使低层空气上升，水汽冷却凝结，就会形成对流雨。对流雨来临前常有大风，大风可拔起直径50厘米的大树,并伴有闪电和雷声,有时还下冰雹。

　　对流雨主要产生在积雨云中，积雨云内冰晶和水滴共存，云的垂直厚度和水汽含量特别大，气流升降都十分强烈，可达20～30米/秒,云中带有电荷，所以积雨云常发展成强对流天气，产生大暴雨，雷击事件，大风拔木，暴雨成灾常发生在这种雷暴雨中。

　　淡积云云层薄，含水量少，一般有雨落到地面。浓积云在中高纬度地区很少降水，但是在低纬度地区，因为含水量丰富，对流强烈，有时可以产生降水。

　　对流雨以低纬度最多，降水时间一般在午后，特别是在赤道地区，降水时间非常准确。早晨天空晴朗，随着太阳升起，天空积云逐渐形成并很快发展，越积越厚，到了午后，积雨云汹涌澎湃，天气闷热难熬，大风掠过，雷电交加，暴雨倾盆而下，降水延续到黄昏时停止，雨后天晴，天气稍觉凉爽，但是第二天，又重复有雷阵雨出现。在中高纬度，对流雨主要出现在夏季半年，冬半年极为少见。
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2011/10/20 17:33:13 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
地形雨

　　气流沿山坡被迫抬升引起的降水现象，称地形雨。地形雨常发生在迎风坡。在暖湿气流过山时，如果大气处于不稳定状态，也可以产生对流，形成积状云；如果气流过山时的上升运动，同山坡前的热力对流结合在一起，积云就会发展成积雨云，形成对流性降水。在锋面移动过程中，如果其前进方向有山脉阻拦，锋面移动速度就会减慢，降水区域扩大，降水强度增强，降水时间延长，形成连阴雨天气，持续可在10～15天以上。

　　在世界上，最多雨的地方，常常发生在山地的迎风坡，称为雨坡；背风坡降水量很少，成为干坡或称为"雨影"地区。如挪威斯堪的那维亚山地西坡迎风，降水量达1000～2000毫米，背风坡只有300毫米。又如，我国台湾山脉的北、东、南都迎风，降水都比较多，年降雨量2000毫米以上，台北火烧寮达8408毫米，成为我国降水量最多的地方。一到西侧就成为雨影地区，降水量减少到1000毫米左右，夏威夷群岛的考爱岛迎风坡年降水量12040毫米，成为世界年降雨量最多的地方。印度的乞拉朋齐年降水量11418毫米，也是因为位于喜马拉雅山南麓的缘故。
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2011/10/20 17:33:44 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
锋面雨

　　锋面活动时，暖湿空气中上升冷却凝结而引起的降水现象，称锋面雨。锋面常与气旋相伴而生，所以又把锋面雨称为气旋雨。锋面有系统性的云系，但是并不是每一种云都能产生降水的。

　　锋面雨主要产生在雨层云中，在锋面云系中雨层云最厚，又是一种冷暖空气交接而成的混合云，其上部为冰晶，下部为水滴，中部常常冰水共存，能很快引起冲并作用，因为云的厚度大，云滴在冲并过程中经过的路程长，有利于云滴增大，雨层云的底部离地面近，雨滴在下降过程中不易被蒸发，很有利于形成降水。雨层越厚，云底距离地面越近，降水就越强。

　　高层云也可以产生降水，但卷层云一般是不降水的。因为卷层云云体较薄，云底距离地面远，含水量又少，即使有雨滴下落，也不易达到地面。

　　锋面降水的特点是：水平范围大，常常形成沿锋而产生大范围的呈带状分布的降水区域，称为降水带。随着锋面平均位置的季节移动，降水带的位置也移动。例如，我国从冬季到夏季，降水带的位置逐渐向北移动，5月份在华南，6月上旬到南岭-武夷山一线，6月下旬到长江一线，7月到淮河，8月到华北，从夏季到冬季，则向南移动，在8月下旬从东北华北开始向南撤，9月即可到华南沿海，所以南撤比北进快得多。

　　锋面降水的另一个特点是持续时间长，因为层状云上升速度小，含水量和降水强度都比较小，有些纯粹的水云很少发生降水，有降水发生也是毛毛雨。但是，锋面降水持续时间长，短则几天，长则10天半个月以上，有时长达1个月以上，"清明时节雨纷纷"，就是我国江南春季的锋面降水现象的准确而恰当的描述。
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