四、大气降水

（一）产生降水的一般物理过程

雨、雪、雨夹雪、冰雹等等，都是降水现象。天空有云不一定降水，而降水的天气必定有云，可见降水与云密切相关。

在云的形成和发展阶段中，因云体继续上升，绝热冷却，或不断有水汽

输入云中，使云滴周围的实际水汽压大于它的饱和水汽压，云滴就因为水汽凝结或凝华而逐渐增大。当云中水滴与冰晶共存时，更容易促使云滴增长。在云中并存在着过冷水滴、水汽和冰晶的条件下，对 冰而言，空气已达饱和， 对水来说，尚未饱和，于是，水滴将会被蒸发，而冰晶将因水汽在它们上面凝华而不断增长。当冰晶从空气中吸收水汽时，水滴不断蒸发以保持水汽的供应。这样，很快就能形成大冰晶。大的冰晶在下降的过程中，与大气中运动速度慢的、质点小的云滴碰撞合并，形成更大的冰粒。这些冰粒如在较暖气层中融化，就以雨的形式降落；如果来不及融化，就以雪、雹、霰等固体降落。

根据观测，热带地区的降水，不一定有冰、水共存条件，气温大于 0℃， 同样可以形成降水，这种情况属于暖云降水。它的形成机制主要是不同大小水滴碰撞合并所致。

随着科学技术的发展，目前国内外正在大力开展人工降水的研究，并取得了一定的进展。人工降水就是根据降水原理，人为地补充某些形成降水所必须的条件，以达到降水的目的。目前，主要是在云内播撒干冰（固体二氧化碳）和碘化银。干冰升华时，要吸收大量热能，使紧靠干冰外层的温度迅速降低，以冻结成冰。碘化银微粒是良好的成冰核，将其撒在云中，能促使过冷水滴冻结，或使水汽直接凝华为冰晶，以形成冰水共存的条件。冰晶迅速增长，达到一定大小时便下降，沿途由于凝华和碰撞合并，形成较大的水质点，落到地面便是人工降水。近几年来，我国在若干地区已取得不少人工降水的成功经验。例如，1978 年长江中下游广大地区出现大旱，为保证新安江水库发电，曾在新安江流域上空进行大范围人工降水，取得明显的效果， 最大降水量达 30mm。

（二）降水类型

大气中气流上升有不同的方式，导致降水的成因也有所不同，根据气流上升特点，降水可分以下三个基本类型：

1. 对流雨 近地面气层强烈受热，造成不稳定的对流运动，气块强烈上升，气温急剧下降，水汽迅速达到饱和而产生对流雨。这类降水多以暴雨形式出现，并伴随雷电现象，所以又称热雷雨。其形成的条件是：空气湿度很高，热力对流运动强烈。从全球范围来说，赤道带全年以对流雨为主。我国西南季风控制的地区，也以热雷雨为主，通常只见于夏季。

1. 地形雨 暖湿气流在前进中，遇到较高的山地阻碍被迫抬升，因高度上升，绝热冷却，在达到凝结高度时，便产生凝结降水（图 3-39）。地形雨多发生在山地迎风坡，世界年降水量最多的地方基本上都和地形雨有关。背风侧，因水汽含量已大为减少，更重要的是气流越山下沉，绝热增温，气温升高，发生焚风效应。所以背风侧降水很少，形成雨影区。

2. 锋面（气旋）雨 两种物理性质不同的气块相接触，暖湿气流循交界面滑升，绝热冷却，达到凝结高度时便产生云雨。由于空气块的水平范围很广，上升速度缓慢，所以锋面雨一般具有雨区广、持续时间长的特点。温带地区，锋面雨占有重要地位。

（三）降水的时间变化

降水性质包括降水量、降水时间和降水强度等方面。降水量是指降落在地面的雨和融化后的雪、雹、霰等，未经蒸发、渗透流失而积聚在水平面上的水层厚度（mm）。降水时间是指降水从开始到结束持续的时间。用时、分表示。降水强度，是单位时间内的降水量，即毫米/时，分。气象台站、水文观测站用雨量筒和雨量计来测定降水量。

1. 降水强度 单位时间内降水量差别很大，气象部门为了说明在一定时段内大气降水的数量特征，并用以预报未来的降水数量变化趋势，将降水强度划分若干等级，（表 3-13）：