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降水

世界各地不同月份的日均降雨量变化
(基于1961年至1990年的数据)
丹麦晚夏的一场暴风雨

降雨是指在大气中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天气现象。大气中的水汽几乎全部集中于对流层中,温度越高,大气可以容纳的水汽含量就越多,反之就越少。一定温度下,当空气不可容纳更多的水汽时,称为饱和空气。当饱和空气中的水汽和温度相匹配时,不会出现水汽凝结现象,但当空气达到过饱和状态时,则会产生多余的水汽并发生水汽凝结。

过饱和空气的形成主要是由于空气的上升运动,造成气温下降,形成过饱和水汽;加上吸湿性较强的凝结核的作用,水汽凝结成云,来自云中的云滴,冰晶体积太小,不能克服空气的阻力和上升气流的顶托,从而悬浮在空中。当云继续上升冷却,或者云外不断有水汽输入云中,使云滴不断地增大,以致于上升气流无法顶住的时候,才能从云中降落下来,形成等天气。

空气饱和的过程

空气包含水分,并以每公斤干空气一克作为量度单位,但现在大多普遍以相对湿度的形式表达,例如百份之五十。空气的温度取决空气本身可以容纳多少水分才达至饱和,而暖的空气比冷的空气可以容纳更多的水分。亦由于空气有如此特性,冷却空气可以使其饱和。而露点温度则为使既定的空气分量达到水分饱和所需的温度。当然,增加空气中的水分也可以使空气饱和。

冷却机制

  • 上升(日间强烈受热,对流,地形)
  • 接触性冷却(暖空气流过冷的海面)
  • 辐射冷却(晚上地面辐射大量流失于太空)
  • 蒸发冷却(水由液态转为气态,空气温度下降)

增加水分

  • 太大的云层有助雨的形成,而水从上面降下。
  • 在日间有强烈蒸发发生于水面。

雨的形成

冷凝和合并乃水的循环中不可或缺的部分

冷凝

降雨由温暖而潮湿的空气所组成。当空气冷却时,水蒸气开始变成凝结核,逐渐地成为云朵。当水点变得够大的时候,有两个过程的发生会可以导致降雨


合并

伯杰龙–芬德森过程

成因类型

锋面雨

锋面上空气缓慢上升(以每秒厘米的速度计算),在冷气团一侧形成层状降水。又称气旋雨梅雨。 气旋雨又包括热带气旋雨和温带气旋雨。在台湾地区,一次热带气旋(台风)雨常可降落数百毫米的雨量,造成水灾。温带气旋中的暖气流沿冷气流表面(锋面)上升而冷凝成雨,包括冷锋雨和暖锋雨。冷、暖气流的势力若相近,则锋面在同一地带徘徊或滞留而产生梅雨,中国长江流域、台湾和韩国及日本中南部均有梅雨现象,以其适当梅子成熟,故名。又因此段期间气候潮湿,物品最易发霉,故又称“霉雨”。

对流云降水

对流雨

如果下垫面高温潮湿,近地面空气强烈受热,引起空气的对流运动,湿热空气在上升过程中,随气温的下降,形成对流云而降水,比如积雨云浓积云,条件一定时即可降水。特点是强度大,历时短,范围小,还常伴有暴风,雷电,故又称热雷雨雷阵雨,台湾称西北雨。在热带雨林气候区和夏季的亚热带季风气候区多见。

地形雨

地形雨

英语:orographic rain,暖湿气流遇到山地,沿坡上升,水汽凝结,积云降雨;故迎风坡(windward slope)的雨量随高度增加而递增,但山地很高时,超过某一高度后,又逐渐减少,当暖湿空气沿山地爬升到最高点后,降完雨水形成干冷空气,之后再沿着山地下降,由于干空气每下降100m气温会上升1°C,因此就在背风坡形成焚风。印度阿萨密省之乞拉朋吉(Cherrapunji),因位在孟加拉湾的夏季季风北上的通路山坡上,故成为世界雨量最多之区,年达12,000毫米,即地形性降雨之佳例。盛行东北季风期间,台湾东北部位在雪山山脉和中央山脉的迎风坡,多地形雨;西南部位在背风坡,雨水甚少。

热带气旋(台风)

台风雨

气旋中心附近气流上升,引起水汽凝结而形成降水,称为台风雨。常见的有热带气旋温带气旋带来的降水。(注:气旋雨是锋面雨的别称而不是指台风雨,此部分较容易搞混。)

降雨特征

大小与形状

当大气层中的水分粒子凝结成小水点,雨因而便会形成。雨水可以是任何形状,不过直经约为9毫米。

强度与长短

通常强度与降雨时间的长短成反比,换句话说,高强度的暴风雨很可能会持续较短的时间,而低强度的暴风雨会持续比较长的时间。

强度与面积

强度与水滴大小

高强度的暴风雨比低强度的暴风雨有更大的水滴大小。

降雨量度

重现期

重现期 Recurrence interval = (n+1)/m

n is number of years on record; m is the number of recorded occurrences of the event being considered e.g. floods

泛滥频率

十年一遇的风暴

百年一遇的风暴

降水之最

  • 世界上年降水降最多的地方:乞拉朋吉(又译“乞拉朋齐”)

参见

参考资料

外部链接


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