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農(nóng)業(yè)氣象大咖說丨淺談大氣中的降水現(xiàn)象

發(fā)布時間:2024年12月17日 來源:中國氣象報社

大氣降水是地球上水循環(huán)的重要環(huán)節(jié),它維系著地球上眾多生物的生存與繁衍,影響著地球的氣候和生態(tài)平衡。那么,大氣降水究竟從何而來,又是如何形成的呢?

降水的形成開始于水汽的凝結(jié)。在大氣中,水汽充足且具備一定的冷卻條件時,水汽分子會聚集在一起形成微小的云滴。云滴通過兩種方式長大:凝結(jié)(凝華)增長與沖并增長。凝結(jié)增長是指水汽繼續(xù)在云滴表面凝結(jié),使其逐漸變大;沖并增長則是大小不同的云滴相互碰撞合并,使其逐漸變大。當(dāng)云滴體積增長到足夠大,以至于氣流不能支撐時,就會下降,形成降水。

降水的樣態(tài)多種多樣,最為人們熟知的便是降雨。雨通常在氣溫高于冰點(diǎn)時形成。根據(jù)其形成機(jī)制和氣象條件進(jìn)行分類,主要分為地形雨、對流雨、鋒面雨、臺風(fēng)雨等四種基本類型。地形雨是濕潤氣流遇到山脈等地形阻擋時,被迫抬升,在迎風(fēng)坡冷卻凝結(jié)形成的降水。這種降水往往在山脈的一側(cè)較為豐富,而背風(fēng)坡則相對干燥,形成“雨影區(qū)”。對流雨通常發(fā)生在熱帶或溫帶的夏季午后,地面受熱不均,空氣強(qiáng)烈對流上升,水汽迅速冷卻凝結(jié)成雨,其特點(diǎn)是降雨范圍小、強(qiáng)度大、歷時短。鋒面雨是冷暖空氣交匯時,暖濕空氣沿鋒面上升冷卻,水汽凝結(jié)形成的降水,持續(xù)時間較長,范圍較廣。臺風(fēng)雨則是由臺風(fēng)帶來的強(qiáng)降水,具有狂風(fēng)暴雨的特點(diǎn)。

除了降雨,降雪也是一種常見的降水形式,尤其是在寒冷的地區(qū)和季節(jié)。與降雨的形成過程類似,只是在低溫條件下,水汽直接凝華成冰晶,這些冰晶在云層中不斷生長,最終以雪花的形態(tài)飄落至地面。雪花的形狀千姿百態(tài),每一片都有著獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu),這是由于在其形成過程中受到溫度、濕度和氣流等多種因素的影響。

除此之外還有霰、雹、凍雨等降水形式。霰是在氣溫接近冰點(diǎn)時形成的,過冷卻的水滴(即氣溫低于0℃時但仍未凍結(jié)的水滴)在遇到冰晶時迅速凍結(jié),形成透明的冰層包裹在水滴外部,形成不透明的球狀晶體。雹是在有強(qiáng)烈上升氣流的雷暴云中形成的。水滴在云中被上升氣流帶到凍結(jié)高度以上,凍結(jié)成冰雹的核心,然后被帶回云中,再次被上升氣流拋起,外層不斷包裹水滴和冰晶,形成層層包裹的冰球。凍雨是一種液態(tài)降水,當(dāng)雨滴落到地面或其他物體表面時,由于表面溫度低于冰點(diǎn),雨滴會立即凍結(jié)成冰層。

根據(jù)降水強(qiáng)度與性質(zhì),液態(tài)降水強(qiáng)度等級一般分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等,根據(jù)單位時間內(nèi)的降雨量來劃分,不同強(qiáng)度的降水對環(huán)境和人類活動有著不同的影響。固態(tài)降水強(qiáng)度等級也有相應(yīng)的劃分標(biāo)準(zhǔn),如小雪、中雪、大雪、暴雪等。

了解降水的強(qiáng)度和性質(zhì),對于日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利工程等方面都具有重要意義。

(作者:黃智敏 責(zé)任編輯:曹銳怡)