雨
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| 天氣條目系列之一 |
| 天氣 |
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 氣象主題 |
雨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雲。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。也是水力發電水資源之主要來源，水力發電需要仰賴降雨維持發電。
雨也有可能是雪融化產生的，當溫度變化起伏很大時而下雪的天氣又沒有停，當溫度到臨界點時尚未掉落的雪就會融化，都將會變為雨落至地表。雨滴也有可能在還未到達地面前就蒸發消失，尤其在太過乾燥的環境和氣候下，絕大部分都不會落在地表，雨雲在此環境下非常難以降雨，且被地形阻擋無法過來此環境下降雨，阿他加馬沙漠更是幾乎完全沒有降雨。
在航空例行天氣報告中，降雨情況的代號是RA。
形成
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由小水滴（小冰滴）構成的雲稱為水成雲（冰成雲）。當雲為水成雲或冰成雲時，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。大小水滴因水汽壓的不同，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。如果雲層含水量少，那麼就無法形成雨，而是陰雲；如果雲層含量大，上升氣流強，導致水滴在下降過程中凝結，而凝結成的冰又被上升氣流托住而上升，如此反覆則形成雹。
根據雨的成因可把雨分為：
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、美國和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。
鋒面雨
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鋒面雨，又稱氣旋雨、梅雨。當天氣系統中氣團緩慢上升時（以厘米每秒的速度量級），常常會發生層狀降水（一個有着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，以及中緯度氣旋的逗號頭型降水模式中也可以看到類似的上升活動。[2]沿着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着干氣團的到來。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（例如雪和冰丸）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米）時，冰雹發生的機會將顯著減小。[5]
對流雨
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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）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]霰和冰雹都意味着降水是對流性的。[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，被迫沿着山坡爬行上升，從而引起水汽凝結而形成降水，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。在世界上有着相對持續的風（比如信風）的山脈地區，山脈的迎風面比起背風面經常會有着更濕潤的氣候。水汽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]
夏威夷考艾島的瓦埃萊爾山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毫米）。[10]科納風暴每年在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汽到達內陸，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着相同的效應，形成了大盆地和莫哈韋沙漠。[14][15]
氣旋雨
[編輯]氣旋中心附近氣流上升，引起水汽凝結而形成降水，稱為颱風雨。常見的有熱帶氣旋和溫帶氣旋帶來的降水。
雨量
[編輯]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吋。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毫米視為雨跡。
等級
[編輯]- 毛毛雨： 日（或24h）降雨量低於 0.1 mm[16]
- 小雨： 日（或24h）降雨量0.1 ～ 10 mm
- 中雨： 日（或24h）降雨量 10 ～ 25 mm
- 大雨： 日（或24h）降雨量 25 ～ 50 mm
- 暴雨： 日（或24h）降雨量 50 ～ 100 mm
- 大暴雨： 日（或24h）降雨量 100～ 200 mm
- 特大暴雨：日（或24h）降雨量在 200 mm 以上[17]
水文部門：通常說的小雨、中雨、大雨、暴雨等，一般以日降雨量衡量。其中小雨指日降雨量在10毫米以下；中雨日降雨量為10~24.9毫米；大雨降雨量為25~49.9毫米；暴雨降雨量為50~99.9毫米；大暴雨降雨量為100~199.9毫米；特大暴雨降雨量在200毫米以上。
統計
[編輯]創下全世界一年內最多降雨紀錄的是印度的乞拉朋齊（22987毫米，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年沒有下雨。
影響
[編輯]文化
[編輯]水可以保持生物的生命活動，同時可以讓植物光合作用，古人通過觀察發現了雨帶來的水對生命的作用，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神，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和雨師。 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。在詩歌或影視中、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1952年，其主題曲《Singing In The Rain》自今仍是經典的作品。
災害
[編輯]按照中國氣象標準規定，每小時降雨量16毫米以上、或連續12小時降雨量30毫米以上、24小時降水量為50毫米或以上的雨稱為「暴雨」，暴雨容易導致流域洪澇、城市內澇、地質災害發生(泥石流、山泥傾瀉等），對民眾的生命財產造成極大損失。[18]
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。
凍雨是過冷雨滴落於地面或暴露物體上時，迅速凝結為冰的天氣現象。凍雨通常發生於地面溫度0℃以下的天氣情況，特別是在初春和初冬時節。
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。
地球外降雨
[編輯]在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。[19]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。[20]在氣態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氖的降雨。[21][22]人馬座的太陽系外行星OGLE-TR-56b被認為甚至有鐵雨。[23]
相關
[編輯]參考資料
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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.
延伸閱讀
[編輯][在維基數據編輯]
