大气降水的形成及类型
大气降水形成及类型
冰雹形成示意图
绘图 | 椰子皮
一
降水的形成
降水:从云层中降落到地面的液态或固态水,降水是云中水滴或冰晶增大的结果。
从雨滴到形成降水必须具备两个基本条件:
①雨滴下降速度超过上升气流速度。
②雨滴从云中降落到地面前不被完全蒸发。
降水的形成必须经历云滴增大为雨滴、雪花及其他降水物的过程,云滴增长主要有两个过程。
1
云滴凝结(凝华)增长
在云的发展阶段,云体上升绝热冷却,或不断有水汽输入,使云滴周围的实际水汽压大于其饱和水汽压,云滴就会因水汽凝结或凝华而逐渐增大。
当水滴和冰晶共存时,在温度相同条件下,由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压,(匠心地理公众号)水滴将不断蒸发变小,而冰晶则不断凝华增大,这种过程称为冰晶效应。
冰晶效应示意图
绘图 | 椰子皮
大小或冷暖不同的水滴在云中共存时,也会因饱和水汽压不同而使小或暖的水滴不断蒸发变小,大或冷的水滴不断凝结增大。
2
云滴的冲并增长
云滴大小不同,相应具有不同的运动速度。
云滴下降时,个体大的降落快,个体小的降落慢,于是大云滴将“追上”小云滴,碰撞合并成为更大的云滴。
云滴冲并增长
绘图 | 椰子皮
云滴增大,横截面积变大,下降过程中又能冲并更多的小云滴。云中含水量愈大,云滴大小愈不均匀,相互冲并增大愈迅速。【低纬度地区云中出现冰水共存机会不多,所以对气温>0℃的暖云降水而言,云滴冲并增大显得尤为重要】
目前国内外都在开展人工降水试验研究,即借助催化剂改变云滴的性质、大小和分布状况,创造云滴增大条件,以达到降水目的。
【冷云人工降水一般采用在云内播撒干冰(固体CO2)和碘化银。干冰升华将吸收大量热能,使紧靠干冰外层的温度迅速降低,从而使云中的水汽、过冷却水滴凝华或冻结成冰晶。碘化银微粒是良好的成冰核,只要其温度达到-5℃,水汽就能以它为核心凝华成冰晶并继续增大,产生降水。(匠心地理公众号整理)暧云人工降水主要是在云内播撒氯化钠、氯化钾等粉末。钠盐、钾盐吸湿性很强,是很好的凝结核,吸收水分后能迅速成长为大云滴,合并其他云滴而形成降水】
二
降水的类型
降水分类方法很多,根据降水的形成原因(主要是气流上升特点),可分为以下四个基本类型。
1
对流雨
暖季空气湿度较大,近地面气层强烈受热引起对流而形成的降水称为对流雨。
对流雨示意图
绘图 | 椰子皮
这类降水多以暴雨形式出现,并伴有雷电现象,故又称为热雷雨。全球赤道带全年以对流雨为主。【我国西南季风区也以热雷雨为主,但通常只见于夏季】
2
地形雨
暖湿空气前进途中遇到较高山地阻碍而被迫抬升,绝热冷却,在达到凝结高度时便产生降水。
地形雨示意图
绘图 | 椰子皮
山地迎风坡常成为多雨中心,背风坡因水汽早已凝结降落且下沉增温,将发生焚风效应,降水很少,形成雨影区。(匠心地理)世界年降水量最多的地方基本上都与地形雨有关。
3
锋面雨
两种物理性质不同的气团相遇,暖湿空气循交界面滑升,绝热冷却,达到凝结高度时便产生云雨。
锋面雨示意图
绘图 | 椰子皮
由于气团的水平范围很广,上升速度缓慢,所以锋面雨具有雨区广、持续时间长的特点。温带地区锋面雨占有主要地位。
4
台风雨
台风是产生在热带海洋上的一种空气旋涡。
台风雨示意图
绘图 | 椰子皮
台风中大量暖湿空气上升可产生强度极大的降水。台风雨和对流雨的性质比较近似,对流雨较普遍但一般强度较弱,范围较小,台风扰动剧烈且范围很大,半径可达数百千米。台风雨的多发于夏秋季,有时造成灾害。
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