雨的成因 雨速 雨势等
云由许多小水滴和小冰晶组成。
云滴 是半径小于100微米的水滴,大多数在2—15微米之间,
雨滴 是半径大于100微米的水滴。
若在一定时间内(如1h),某块云有约106个云滴转变成1个雨滴,就可降雨。
云滴增长由两种过程同时作用,云滴凝结(或凝华)增长,和云滴碰并增长。
云滴凝结(或凝华)增长
云在形成和发展过程中持续上升,由于绝热冷却,或云外水汽输入云中,使云中空气的水汽压大于云滴的饱和水汽压,云滴借由水汽在其表面凝结或凝华而增长。随着水汽的凝结或凝华,云内空气水汽压不再大于云滴的饱和水汽压,这一增长过程将减缓并停止。
但当云中存在冰水云滴共存、冷暖云滴共存或大小云滴共存的任一条件时,云滴增长过程可继续进行。
冰水云滴共存时,冰晶不断增大,冷却水滴不断减小。(冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压,空气现有水汽压介于两者之间,过冷却水滴蒸发,水汽会转移、凝华到冰晶上。)
冷暖云滴共存时,冷云滴增大,暖云滴减小。
大小云滴共存时,大越大,小越小。
云滴凝结增长成为雨滴的过程很缓慢,不是降雨的直接因素。
云滴碰并增长
云滴有大有小,常处于运动中,大云滴在下落过程中很快追上小云滴,大小云滴发生碰撞粘附成为较大云滴。云在遇到上升气流时,小云滴也会追上大云滴合并成较大云滴。云够厚,有反复上升下降气流时,云滴才有足够时间不断发生碰并,最后成为雨滴。
雨滴增大到一定程度,受重力下降,形成降雨。
雨滴在下落过程中并非保持球形,会经过一系列变化后破裂成不同大小的小雨滴。
雨速
雨滴下落时受重力作用越来越快,直至重力与空气阻力相等时匀速下落,此时的速度称为终端速度,重力与雨滴质量有关,所以大雨滴比小雨滴拥有更大的下落速度。
雨势时快时慢
因大雨滴比小雨滴的终端速度大,所以到大雨滴下落时,雨势急,相反,小雨滴下落时,雨势就感到缓慢。
图片来源:Topological changes of falling drops and fragmentation. http://www.nature.com/nphys/journal/v5/n9/fig_tab/nphys1340_F2.html
云滴 是半径小于100微米的水滴,大多数在2—15微米之间,
雨滴 是半径大于100微米的水滴。
若在一定时间内(如1h),某块云有约106个云滴转变成1个雨滴,就可降雨。
云滴增长由两种过程同时作用,云滴凝结(或凝华)增长,和云滴碰并增长。
云滴凝结(或凝华)增长
云在形成和发展过程中持续上升,由于绝热冷却,或云外水汽输入云中,使云中空气的水汽压大于云滴的饱和水汽压,云滴借由水汽在其表面凝结或凝华而增长。随着水汽的凝结或凝华,云内空气水汽压不再大于云滴的饱和水汽压,这一增长过程将减缓并停止。
但当云中存在冰水云滴共存、冷暖云滴共存或大小云滴共存的任一条件时,云滴增长过程可继续进行。
冰水云滴共存时,冰晶不断增大,冷却水滴不断减小。(冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压,空气现有水汽压介于两者之间,过冷却水滴蒸发,水汽会转移、凝华到冰晶上。)
冷暖云滴共存时,冷云滴增大,暖云滴减小。
大小云滴共存时,大越大,小越小。
云滴凝结增长成为雨滴的过程很缓慢,不是降雨的直接因素。
云滴碰并增长
云滴有大有小,常处于运动中,大云滴在下落过程中很快追上小云滴,大小云滴发生碰撞粘附成为较大云滴。云在遇到上升气流时,小云滴也会追上大云滴合并成较大云滴。云够厚,有反复上升下降气流时,云滴才有足够时间不断发生碰并,最后成为雨滴。
雨滴增大到一定程度,受重力下降,形成降雨。
雨滴在下落过程中并非保持球形,会经过一系列变化后破裂成不同大小的小雨滴。
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雨速
雨滴下落时受重力作用越来越快,直至重力与空气阻力相等时匀速下落,此时的速度称为终端速度,重力与雨滴质量有关,所以大雨滴比小雨滴拥有更大的下落速度。
雨势时快时慢
因大雨滴比小雨滴的终端速度大,所以到大雨滴下落时,雨势急,相反,小雨滴下落时,雨势就感到缓慢。
图片来源:Topological changes of falling drops and fragmentation. http://www.nature.com/nphys/journal/v5/n9/fig_tab/nphys1340_F2.html