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第13章 为什么雨点有大有小

在下雨天,我们会发现不同雨云所下的雨,雨点的大小是不同的。

决定雨点大小的因素,主要是由于空气中水汽含量的多少,和云中垂直运动是否强烈决定的。水汽含量越多,垂直运动越强,那么雨点就越大。

夏季,风从海洋上吹来,空气中水汽很丰富,而且地面的温度很高,空气的对流运动很强烈,大量的水汽被带到高空以后,因为温度降低,就凝结成为水滴,天空出现云块;如果对流运动十分强烈,云块就会变得很厚很大,像座大山,如果它的顶部生成了纤维状具有蚕丝光泽的云丝,说明云块已经发展到了最盛的阶段,气象上称这种云为“积雨云”。

在积雨云中,水滴很大,并且不断地相互碰撞合并,使水滴越来越大,直到云中强烈的上升气流再也阻挡不住时,它就落了下来,降到地面成为雨。因此大雷雨时的雨点可算是最大的了。根据实地测量,暴雨时的雨滴直径一般有3-4毫米,最大时可达6-7毫米。其次,在夏季当台风侵袭中国东南沿海地区时,由于台风中也具有水汽多、对流强、云层厚的特点,因此台风暴雨的雨点也是很大的。

最小的雨点要算毛毛雨了,它的直径在0.5毫米以下。由于下毛毛雨的云层很薄,空气很稳定,水汽不很丰富,所以雨点极小,下降时飘浮不定,落到地面上也不起波纹。

但是,即使在同一个雨云中,所下的雨点大小也是不同的。这是因为雨滴是由云滴增大而成的,而原始云滴由于凝结核的大小不同,凝结发生的先后不同,大小就是不相等的,大小水滴因水汽压的不同,水分容易由小水滴转移到大水滴上去,使大水滴不断增大,小水滴也会变小。而且云中各部分的水汽含量、温度、乱流、云滴的多少、上升气流的强弱等等,都不相同,因而云滴的凝结增大速率和碰撞合并增大速率也不相同,再加上云的厚度各部分有差异,不同云滴在云中移动的时间和路程也有不同,时间久、路程长,大小云滴之间水汽转移多,碰撞合并的次数也多,使水滴的大小相差更加明显。雨滴掉出云底后,蒸发的条件也有不同。

以上的种种原因,就造成了同一个雨云中落下来的雨点大小是不同的。

由液态水滴(包括过冷却水滴)所组成的云体称为水成云。水成云内如果具备了云滴增大为雨滴的条件,并使雨滴具有一定的下降速度,这时降落下来的就是雨或毛毛雨。由冰晶组成的云体称为冰成云,而由水滴(主要是过冷却水滴)和冰晶共同组成的云称为混合云。从冰成云或混合云中降下的冰晶或雪花,下落到0℃以上的气层内,融化以后也成为雨滴下落到地面,形成降雨。在雨的形成过程中,大水滴起着重要的作用。当水滴半径增大到2—3mm时,水分子间的引力难以维持这样大的水滴,在降落途中,就很容易受气流的冲击而分裂,通过“连锁反应”,使大水滴下降,小水滴继续存在,形成新的大水滴。这是上升气流较强的水成云和混合云中形成雨的重要原因。

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