JIANGXINDILI
大氣降水形成及類型
冰雹形成示意圖
繪圖 | 椰子皮
一
降水的形成
降水:從云層中降落到地面的液態(tài)或固態(tài)水,降水是云中水滴或冰晶增大的結果。
從雨滴到形成降水必須具備兩個基本條件:
①雨滴下降速度超過上升氣流速度。
②雨滴從云中降落到地面前不被完全蒸發(fā)。
降水的形成必須經歷云滴增大為雨滴、雪花及其他降水物的過程,云滴增長主要有兩個過程。
1
云滴凝結(凝華)增長
在云的發(fā)展階段,云體上升絕熱冷卻,或不斷有水汽輸入,使云滴周圍的實際水汽壓大于其飽和水汽壓,云滴就會因水汽凝結或凝華而逐漸增大。
當水滴和冰晶共存時,在溫度相同條件下,由于冰面飽和水汽壓小于水面飽和水汽壓,水滴將不斷蒸發(fā)變小,而冰晶則不斷凝華增大,這種過程稱為冰晶效應。
冰晶效應示意圖
繪圖 | 椰子皮
大小或冷暖不同的水滴在云中共存時,也會因飽和水汽壓不同而使小或暖的水滴不斷蒸發(fā)變小,大或冷的水滴不斷凝結增大。
2
云滴的沖并增長
云滴大小不同,相應具有不同的運動速度。
云滴下降時,個體大的降落快,個體小的降落慢,于是大云滴將“追上”小云滴,碰撞合并成為更大的云滴。
云滴沖并增長
繪圖 | 椰子皮
云滴增大,橫截面積變大,下降過程中又能沖并更多的小云滴。云中含水量愈大,云滴大小愈不均勻,相互沖并增大愈迅速。【低緯度地區(qū)云中出現冰水共存機會不多,所以對氣溫>0℃的暖云降水而言,云滴沖并增大顯得尤為重要】
目前國內外都在開展人工降水試驗研究,即借助催化劑改變云滴的性質、大小和分布狀況,創(chuàng)造云滴增大條件,以達到降水目的。
【冷云人工降水一般采用在云內播撒干冰(固體CO2)和碘化銀。干冰升華將吸收大量熱能,使緊靠干冰外層的溫度迅速降低,從而使云中的水汽、過冷卻水滴凝華或凍結成冰晶。碘化銀微粒是良好的成冰核,只要其溫度達到-5℃,水汽就能以它為核心凝華成冰晶并繼續(xù)增大,產生降水。曖云人工降水主要是在云內播撒氯化鈉、氯化鉀等粉末。鈉鹽、鉀鹽吸濕性很強,是很好的凝結核,吸收水分后能迅速成長為大云滴,合并其他云滴而形成降水】
二
降水的類型
降水分類方法很多,根據降水的形成原因(主要是氣流上升特點),可分為以下四個基本類型。
1
對流雨
暖季空氣濕度較大,近地面氣層強烈受熱引起對流而形成的降水稱為對流雨。
對流雨示意圖
繪圖 | 椰子皮
這類降水多以暴雨形式出現,并伴有雷電現象,故又稱為熱雷雨。全球赤道帶全年以對流雨為主。【我國西南季風區(qū)也以熱雷雨為主,但通常只見于夏季】
2
地形雨
暖濕空氣前進途中遇到較高山地阻礙而被迫抬升,絕熱冷卻,在達到凝結高度時便產生降水。
地形雨示意圖
繪圖 | 椰子皮
山地迎風坡常成為多雨中心,背風坡因水汽早已凝結降落且下沉增溫,將發(fā)生焚風效應,降水很少,形成雨影區(qū)。世界年降水量最多的地方基本上都與地形雨有關。
3
鋒面雨
兩種物理性質不同的氣團相遇,暖濕空氣循交界面滑升,絕熱冷卻,達到凝結高度時便產生云雨。
鋒面雨示意圖
繪圖 | 椰子皮
由于氣團的水平范圍很廣,上升速度緩慢,所以鋒面雨具有雨區(qū)廣、持續(xù)時間長的特點。溫帶地區(qū)鋒面雨占有主要地位。
4
臺風雨
臺風是產生在熱帶海洋上的一種空氣旋渦。
臺風雨示意圖
繪圖 | 椰子皮
臺風中大量暖濕空氣上升可產生強度極大的降水。臺風雨和對流雨的性質比較近似,對流雨較普遍但一般強度較弱,范圍較小,臺風擾動劇烈且范圍很大,半徑可達數百千米。臺風雨的多發(fā)于夏秋季,有時造成災害。
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