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降水( precipitation ),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氣現象。大氣中的水汽幾乎全部集中於對流層中,溫度越高,大氣可以容納的水汽含量就越多,反之就越少。一定溫度下,當空氣不可容納更多的水汽時,稱為飽和空氣。當飽和空氣中的水汽和溫度相匹配時,不會出現水汽凝結現象,但當空氣達到過飽和狀態時,則會產生多餘的水汽並發生水汽凝結。

飽和空氣的形成主要是由於空氣的上升運動,造成氣溫下降,形成過飽和水汽;加上吸濕性較強的凝結核的作用,水汽凝結成雲,來自雲中的雲滴,冰晶太小,不能克服空氣的阻力上升氣流的頂托,從而懸浮在空中。當雲繼續上升冷卻,或者雲外不斷有水汽輸入雲中,使雲滴不斷地增大,以致於上升氣流再也頂不住時候,才能從雲中降落下來,形成等降水天氣

目錄

空氣飽和的過程

空氣包含水分,並以每公斤干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分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

  • 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(由液態轉為氣態,空氣溫度下降)

增加水分

  • 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

在雨滴形成的初期,雲滴主要依靠不斷吸收雲體四周的水汽來使自己凝結凝華。如果雲體內的水汽能源源不斷得到供應和補充,使雲滴表面經常處於過飽和狀態,那麼,這種凝結過程將會繼續下去,使雲滴不斷增大,成為雨滴。當雲中的雲滴增大到一定程度時,由於大雲滴的體積和重量不斷增加,它們在下降過程中不僅能趕上那些速度較慢的小雲滴,而且還會「吞併」更多的小雲滴而使自己壯大起來。當大雲滴越長越大,最後大到空氣再也托不住它時,便從雲中直落到地面,成為我們常見的雨水[1]

類型

鋒面雨

在鋒面上空氣緩慢上升(以每秒厘米的速度計算),在冷氣團一側形成層狀降水。又稱氣旋雨梅雨。 氣旋雨又包括熱帶氣旋雨和溫帶氣旋雨。在台灣地區,一次熱帶氣旋(颱風)雨常可降落數百毫米的雨量,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,中國長江流域台灣韓國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濕,物品最易發霉,故又稱「霉雨」。

對流雨

如果下墊面高溫潮濕,近地面空氣強烈受熱,引起空氣的對流運動,濕熱空氣在上升過程中,隨氣溫的下降,形成對流雲而降水,比如積雨雲濃積雲,條件一定時即可降水。特點是強度大,歷時短,範圍小,還常伴有暴風,雷電,故又稱熱雷雨雷陣雨,台灣稱西北雨。在熱帶雨林氣候區和夏季的亞熱帶季風氣候區多見。

地形雨

英語:orographic rain,暖濕氣流遇到山地,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,之後再沿着山地下降,由於干空氣每下降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),因位在孟加拉灣夏季季風北上的通路山坡上,故成為世界雨量最多之區[2],年達12,000毫米,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迎風坡,多地形雨;西南部位在背風坡,雨水甚少。

颱風雨

氣旋中心附近氣流上升,引起水汽凝結而形成降水,稱為颱風雨。常見的有熱帶氣旋和溫帶氣旋帶來的降水。(註:氣旋雨是鋒面雨的別稱而不是指颱風雨,此部分較容易搞混。)

視頻

降水 相關視頻

降水的四種類型
科技館說——怎樣測量降水量

參考文獻

  1. (轉載)雨的形成,新浪博客,2014-12-22
  2. 乞拉朋齊,成為世界雨極的原因是什麼?,四三網,2018-05-31