大气降水是指从天空的云中降落到地面上的液态水或固态水,如雨、雪、冰雹等。
降水是在一定温度下,当空气不能再容纳更多的水汽时,就成了饱和空气。空气饱和时如果气温降低,空气中容纳不下的水汽就会附着在空气中的凝结核上,形成微小水滴——云、雾。云中的小水滴互相碰撞合并,体积就会逐渐变大,成为雨、雪、冰雹等降落到地面。
1.从小水滴到冰雹的变化过程
降水的形成过程是云中的小水滴增大成为雨滴、雪花及其他降水物的过程。大气降水时必有云,但有云未必有大气降水。
组成云体的云滴、冰晶等体积很小(仅相当于雨滴的百万分之一),随着气流的运动会不断冲撞合并增大,当云滴体积增长到足够大,以致气流不能支持时才能形成水滴下降,在下降的过程中不被蒸发才会形成降水。
在高空形成的大冰晶在较暖气层中融化后,和大水滴一起以雨的形式降落。如果气温低于0℃,来不及融化,就以雪或冰雹等固态水的形式降落。
2.多种类型的降水
大气降水可分为地形雨、对流雨、锋面雨三种基本类型。
地形雨是暖湿气流在运行中,遇山地阻挡被迫抬升凝结形成的降水。地形雨多集中在山地迎风坡(雨坡)。
世界上年降水量多的地方基本上都和地形雨有关,如位于印度的乞拉朋齐是世界上降水量最多的地方。
对流雨是近地面气层强烈受热,气团强烈上升、冷却,迅速达到水汽饱和时形成的。对流雨强度大、时间短、范围小,并常伴有雷电甚至冰雹,又称热雷雨。赤道带全年都以对流雨为主,我国夏季的午后也常会出现。
锋面雨是冷暖两气团相遇时产生的降水。锋面雨多形成于温带,是中高纬度地带最重要的降水类型。
3.降水的衡量指标
大气降水通常用降水量、降水时间、降水强度以及降水量季节变化和降水变率等指标来表示。
降水量即从云中降到地面的液态水和固态水,未经渗透、蒸发和流失而在水平面上积聚的水层深度(或厚度),以毫米为单位。常见的表示方法有日、月、年降水量,月、年平均降水量及多年(日、月)平均降水量等。
降水时间是指一次降水过程从开始到结束持续的时间,用日、时、分表示。
降水强度即单位时间内的降水量。通常取10分钟、1小时或24小时时间内的降水量作为划定指标,也可依部门需要而定。此外,大暴雨的日降水量达100~200毫米,特大暴雨的日降水量达200毫米以上。一般气旋(台风)24小时降水总量多在300毫米以上。降水强度是水利、交通和建筑工程等设计的依据之一。
降水量的季节变化与纬度、大气环流、地形等因素有关。一般而言,赤道带降水春分、秋分相对较多;亚热带大陆西岸冬季多雨,大陆东岸夏季多雨;北半球温带大陆西岸降水量季节变化不明显,而大陆东岸降水集中在夏季。
降水变率说明某一地区降水的稳定性与可靠性。一般沿海多雨区降水变率小;内陆少雨区降水变率大,稳定性差,可靠性小。在我国,降水变率基本上是南方小于北方,沿海小于内陆,西南季风区小于东亚季风区。