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是一種自然降水現象。大氣層中的水蒸氣凝結成小水珠,大量的小水珠形成了。當雲中的水珠達到一定質量以後就會下落至地表,這就是降雨。雨是地球水循環不可缺少的一部分,是大部分生態系統的水分來源,是幾乎所有的遠離河流的陸生植物補給淡水的唯一方法。雨滴也有可能在還未到達地面時就完全蒸發,有些形況就是在當雨通過森林的林木時,雨常會被森林截流,而直接蒸發入大氣中,這種情形可以減少雨對於地表的侵蝕。在有些地表炎熱的地區(如沙漠地區)水分直接蒸發尤為常見。這樣的降雨被稱為幡狀雲

航空例行天氣報告中,降雨情況的代號是RA。

形成[編輯]

水循環
雨滴的形狀:並非如A所示大多數人所設想的形狀,而是依大小而異

由小水滴(小冰滴)構成的雲稱為水成雲(冰成雲)。當水成雲冰成雲時,雲能否降水,取決於能否在較短時間內形成大量足夠大的雨滴(一個雨滴約合一百萬個雲中水滴)。雲中水滴形成雨滴的途徑有兩種。或者雲中水滴自己不斷凝結變大,或者雲與雲之間互相碰撞使得雲中水滴相互結合,質量變大。當水滴的質量大到上升氣流無法將其「托住」時,水滴下降,便形成了雨。實際上,水滴僅僅靠自我凝結是很難變成足夠下降的雨滴的,主要的增長手段是通過水滴之間的相互結合。

在降雨過程中,雲層中原始雨滴由於凝結核的大小不同,凝結髮生的先後不同,雨滴的原始大小就是不相等的。大小水滴因水氣壓的不同,水分容易由小水滴轉移到大水滴上去,使大水滴不斷增大,小水滴也會變小。當水滴不斷增大,在空氣中下降時就不再保持球形。開始下降時,雨滴底部平整,上部因表面張力而保持原來的球形。當水滴繼續增大,在空氣中下降時,除受表面張力外,還要受到周圍的空氣作用在水滴上的壓力以及因重力引起的水滴內部的靜壓力差,二者均隨水滴的增長及下降而不斷增大。在三種力的作用下,水滴變形越來越劇烈,底部向內凹陷,形成一個空腔,形似降落傘[1]空腔越變越大,越變越深,上部越變越薄,最後破碎成許多大小不同的水滴。破裂的水滴又會被其它的大雨滴吞併形成新的大水滴。此外,雨滴所帶有的正負電荷也是雨滴之間衝撞結合的原因之一。

水滴在下降過程中保持不破碎的最大尺度稱為臨界尺度,常用等體積球體的半徑來表示,稱為臨界半徑或破碎半徑。在不同的氣流條件下,臨界半徑是不同的。如在均勻氣流條件下,臨界半徑通常為4.5至5.00mm,而在有擾動的瞬時氣流條件下,臨界半徑更小。

雨在下落時可能做數次垂直運動,這是由上升氣流的強與弱有關的。如果雲層含量少,那麼就無法形成雨,而是雲;如果層含量大,上升氣流強,導致水滴在下降過程中凝結,而凝結成的又被上升氣流托住而上升,如此反覆則形成

人工降雨[編輯]

人類長期以來一直尋求人工降雨的方法。包括中國美國法國都有積極的人工降雨計劃,即在雲層中散播化學物質,導致雨滴凝聚,並形成降雨。化學物質的選用取決於所要催化的雲層類型。通常使用碘化銀,乾冰,液態丙烷,但效果仍有爭議。

分類[編輯]

根據雨的成因可把雨分為:

鋒面雨[編輯]

鋒面降水

鋒面雨,又稱氣旋雨梅雨。當天氣系統英語Synoptic scale meteorology氣團緩慢上升時(以厘米每秒的速度量級),常常會發生層狀降水(一個有著相似降水強度的廣闊的降水帶)和動力性降水(陣性的對流性降水,在較小範圍內降雨強度會變化很大),比如在冷鋒附近和暖鋒南方近地面。在熱帶氣旋眼壁外圍附近,以及中緯度氣旋逗號頭型降水模式中也可以看到類似的上升活動。[2]沿著錮囚鋒可以發現很多種類天氣,甚至可能發生雷暴,但是這些天氣過境後常會伴隨著干氣團的到來。錮囚鋒一般形成在發展成熟的低壓區附近。[3]區分降雨和其他降水形式(例如冰丸英語ice pellets)的標誌是,有厚厚一層溫度高於冰的熔點的氣團存在,從而使得冰凍的降水在到達地面前能被完全融化。如果在接近地表有一層溫度低於冰點的淺層,降雨下落後會形成凍雨(雨水接觸低於冰點的表面時被冰凍)。[4]當大氣中的低於冰點的溫度層高於11,000英尺(3,400公尺)時,冰雹發生的機會將顯著減小。[5]

對流雨[編輯]

對流性降水
地形性降水

對流雨有時又稱熱雷雨雷陣雨,台灣稱西北雨。在熱帶雨林氣候區和夏季的亞熱帶季風氣候溫帶季風氣候區多見。對流性降雨或陣性降雨是由對流性雲(比如積雨雲,濃積雲英語cumulus congestus)造成的。這類降雨一般都是陣雨,且強度變化很快。由於對流性降雨的水平覆蓋範圍有限,它一般只在某一區域下一小段時間。大多數熱帶地區的降雨都是對流性的,但是層狀性降雨有時也會發生。[2][6]冰雹都意味著降水是對流性的。[7]在中緯度地區,對流性降雨經常發生在斜壓性邊界(比如冷鋒暖鋒颮線等)附近。[8]

地形雨[編輯]

暖濕氣流在運行的過程中,遇到地形的阻擋,被迫沿著山坡爬行上升,從而引起水氣凝結而形成降水,稱為地形雨。地形性降雨發生在山坡的迎風面。大尺度濕潤空氣跨越山脊時的抬升運動會導致絕熱性冷卻和凝結。在世界上有著相對持續的風(比如信風)的山脈地區,山脈的迎風面比起背風面經常會有著更濕潤的氣候。水氣在地形抬升過程中被漸漸移除,使得背風面下沉的的空氣比較乾燥和溫暖(參見下降風),常常形成雨影區[9]

夏威夷考艾島瓦埃萊爾山英語Mount Waiʻaleʻale以極端多的降雨而聞名,其年降雨量是世界第二高,有460英寸(12,000公釐)。[10]科納風暴英語Kona storm每年在10月到4月間給該州帶來暴雨。[11]當地的氣候因為地形原因幾乎在每個島上都有所不同,大致根據相對於高山的位置被分為迎風(Koʻolau)和背風(Kona)區域。迎風一側面對東北而來的信風,接收更多的降雨;背風一側則更乾燥些,陽光更多,雨水較少且雲較少。[12]

在南美,安第斯山脈的山脊阻擋了太平洋的水氣到達內陸,從而造成背風面的阿根廷西部的沙漠氣候。[13]內華達山脈在北美有著相同的效應,形成了大盆地莫哈韋沙漠[14][15]

颱風雨[編輯]

氣旋中心附近氣流上升,引起水氣凝結而形成降水,稱為颱風雨。常見的有熱帶氣旋溫帶氣旋帶來的降水。

速率[編輯]

根據降水速率可把雨分為(分類的標準會有差別):

  • 零星小雨-降水速率小於0.25毫米/小時
  • 小雨-降水速率在0.25毫米/小時和1.0毫米/小時之間
  • 中雨-降水速率在1.0毫米/小時和4.0毫米/小時之間
  • 大雨-降水速率在4.0毫米/小時和16.0毫米/小時之間
  • 暴雨-降水速率在16.0毫米/小時和50.0毫米/小時之間
  • 大暴雨-降水速率大於50.0毫米/小時[來源請求]

測量降水速率的工具是雨量計

測量[編輯]

雨量是以雨量計來計算,以在平面收集到的雨水深度表示,準確程度至0.25毫米或0.01。有時亦會以升每平方米(1 L m-2 = 1 mm)表示。在氣象統計名詞上,雨量又可稱為降雨量,即一定時間內之降水累積量,其中,若降水量若小於0.1公釐視為雨跡。

統計[編輯]

創下全世界一年內最多降雨紀錄的是印度乞拉朋齊(22987公釐,1861年),南極洲的平均降雨量最少,智利北部的阿塔卡馬沙漠曾經91沒有下雨。

災害[編輯]

暴雨[編輯]

暴雨可以使河水暴漲,從而形成洪水泥石流;甚至導致水土流失。暴雨形成的原因很多,但很大程度上是因為環境破壞導致的。比如「聖嬰現象」和「溫室效應」被認為是暴雨的成因。

酸雨[編輯]

酸雨的形成

酸雨是由於大量燃燒化石燃料或生物物質,將酸性化合物(如二氧化硫或者一些含氮的化合物,二氧化氮)排放至空氣中,造成降雨中含硫酸硝酸等酸性物質的現象。酸雨具有很大的腐蝕性,除了會造成水體的酸化之外,酸雨並且會造成土壞中的陽離子交換系統的破壞,使土壤的肥力下降,並也會造成土壤中的生物的死亡,在水體方面,酸雨會造成水中的PH值的改變,造成水體中的較不能適應的生物的死亡,所以對於生態上會造成很大的影響。17、18世紀,「霧都」倫敦曾經長期受酸雨侵害。實際上,酸雨的形成和沒有環保重工業產生有極大的關係。

另外,如果進入「核冬天」會大量的降雨。

影響[編輯]

文化[編輯]

清明時節雨紛紛,路上行人慾斷魂。

——·杜牧《清明》

好雨知時節,當春乃發生。

——·杜甫《春夜喜雨》

地球的初期非常熾熱,正因為雨的降臨,才使地球降溫,最終導致生命的出現。因此雨也被譽為生命。

肯尼·基在雨中》是薩克斯曲中膾炙人口的作品,莎士比亞曾經創作戲劇暴風雨》。

漢民族認為龍王是主管興雲布雨的,但祈雨儀式並非統一,晴天娃娃是一種祈求止雨布偶。 《山海經》中為蚩尤帶來狂風暴雨的有風伯雨師。 在古中國,雨被認為一種很重要的自然資源,因此雨又被稱為「甘霖、甘澍」,二十四節氣中有「穀雨」一節氣。人們也可以根據雨前的變化判斷雨的來臨。有俗語:「燕子低飛麻雀叫;螞蟻搬家蛇過道;水缸穿裙山帶帽(指水蒸氣凝結在水缸上和積雨雲);就是大雨要來到。」

細雨可以使人溫馨、也可以使人感傷;豪雨令人感到絕望。在詩歌影視中、雨可以使人產生愛戀,但並非有科學依據。美國著名電影雨中曲》拍攝於1946年,其主題曲《Singing In The Rain》自今仍是經典的作品。

山雨欲來

利用[編輯]

收集雨水有許多用途,如灌溉、種植、清洗、供水、沖廁等。

地外行星[編輯]

土星的最大的衛星土衛六上,不經常的甲烷雨被認為造成了星球表面無數的溝槽。[16]在金星上,硫酸幡狀雲在離地面25公里(16英里)的高空就已經被蒸發了。[17]氣體巨行星的上層大氣中可能有各種成分的雨,在深厚的大氣層里甚至可能會有液態的降雨。[18][19]人馬座的太陽系外行星OGLE-TR-56b被認為甚至有雨。[20]

相關[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ Alistair B. Fraser. Bad Meteorology: Raindrops are shaped like teardrops.. Pennsylvania State University. 2003-01-15 [2008-04-07]. 
  2. ^ 2.0 2.1 B. Geerts. Convective and stratiform rainfall in the tropics. University of Wyoming. 2002 [2007-11-27]. 
  3. ^ David Roth. Unified Surface Analysis Manual. Hydrometeorological Prediction Center. 2006 [2006-10-22]. 
  4. ^ MetEd. Precipitation Type Forecasts in the Southeastern and Mid-Atlantic states. University Corporation for Atmospheric Research. 2003-03-14 [2010-01-30]. 
  5. ^ Pete Wolf. Meso-Analyst Severe Weather Guide. University Corporation for Atmospheric Research. 2003-01-16 [2009-07-16]. (原始內容存檔於2003-3-20). 
  6. ^ Robert Houze. Stratiform Precipitation in Regions of Convection: A Meteorological Paradox?. Bulletin of the American Meteorological Society. 1997.October, 78 (10): 2179. Bibcode:1997BAMS...78.2179H. doi:10.1175/1520-0477(1997)078<2179:SPIROC>2.0.CO;2. ISSN 1520-0477. 
  7. ^ Glossary of Meteorology. Graupel. American Meteorological Society. 2009 [2009-01-02]. 
  8. ^ Toby N. Carlson. Mid-latitude Weather Systems. Routledge. 1991: 216 [2009-02-07]. ISBN 978-0-04-551115-0. 
  9. ^ Dr. Michael Pidwirny. CHAPTER 8: Introduction to the Hydrosphere (e). Cloud Formation Processes. Physical Geography. 2008 [2009-01-01]. 
  10. ^ Diana Leone. Rain supreme. Honolulu Star-Bulletin. 2002 [2008-03-19]. 
  11. ^ Steven Businger and Thomas Birchard, Jr. A Bow Echo and Severe Weather Associated with a Kona Low in Hawaii. Retrieved on 2007-05-22.
  12. ^ Western Regional Climate Center. Climate of Hawaii. 2002 [2008-03-19]. 
  13. ^ Paul E. Lydolph. The Climate of the Earth. Rowman & Littlefield. 1985: 333 [2009-01-02]. ISBN 978-0-86598-119-5. 
  14. ^ Michael A. Mares. Encyclopedia of Deserts. University of Oklahoma Press. 1999: 252 [2009-01-02]. ISBN 978-0-8061-3146-7. 
  15. ^ Adam Ganson. Geology of Death Valley. Indiana University. 2003 [2009-02-07]. 
  16. ^ Emily Lakdawalla. Titan: Arizona in an Icebox?. The Planetary Society. 2004-01-21 [2005-03-28]. (原始內容存檔於2005-1-14). 
  17. ^ Paul Rincon. Planet Venus: Earth's 'evil twin'. BBC News. 2005-11-07 [2010-01-25]. 
  18. ^ Paul Mahaffy. Highlights of the Galileo Probe Mass Spectrometer Investigation. NASA Goddard Space Flight Center, Atmospheric Experiments Laboratory. [2007-06-06]. 
  19. ^ Katharina Lodders. Jupiter Formed with More Tar than Ice. The Astrophysical Journal. 2004, 611 (1): 587–597 [2007-07-03]. Bibcode:2004ApJ...611..587L. doi:10.1086/421970. 
  20. ^ Harvard University and Smithsonian Institution. New World of Iron Rain. Astrobiology Magazine. 2003-01-08 [2010-01-25]. 

參考書籍[編輯]

  • 周淑貞. 氣象學與氣候學. 高等教育出版社. 2007. ISBN 7-040-06016-7. 

外部連結[編輯]