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云和雨有什么关系

云和雨有什么关系

雪和雨在大气科学/气象学领域统称为降水(Precipitation),而气象上面的降水又可以分为雨(Rain),雪(Snow), 冰(Hail),霰(Graupel/Sleet)

雨滴和雪都是在云中产生,随着雨滴和雪的重量越来越大而使得浮力(buoyancy)变为负值,降落到地面,让我们感受到的。或者雨幡(Virga 还没掉落到地上就已经蒸发掉了)

所以首先我们要知道云是怎么形成的。主要是暖湿气块抬升到,温度随高度降低,空气中水汽一定,空气在抬升凝结高度上 (LCL)达到饱和(RH 大于等于100%),水蒸气(water vapor)在水汽凝结核(condensiation nuclei)上凝结成了云中的水滴。最后形成了云。

一般情况云滴(tipical size: 20㎛)比水汽凝结核(0.2㎛)大100倍以上,而雨滴(2000㎛/2mm)又比云滴(20㎛)要大100倍以上。

大概1百万(

1000000

)个云滴才能形成一个雨滴

(按体积算长*宽*高=100*100*100倍)

云滴形成雨滴/雪的方法简单概括有两种:

第一种:碰撞结合过程(collision coalescence process)

这个过程只发生在云中的水滴之间。而且主要是大水滴下降速度(上升速度)比小水滴快,使得他们相互结合而变的更大而形成了雨滴。

第二种:冰晶过程(ice crystal process)

我们知道发展旺盛的积雨云按水的相态(phase)一般可以分为暖的底层(只有水滴)、冷的高层(只有冰晶、温度低于-40)和过冷水滴与冰晶混合的中层。

第一种也是最简单的方式:直接降温到-40度一下,空气达到过饱和状态,即使缺乏凝结核,水蒸气也能直接变成冰晶。

第二种:

第一步:在混合层里面,这些过冷水滴处于一个平衡态(equilibrium,说明云中的空气是足够湿润使得:

水蒸气凝结成水滴的速率=水滴蒸发成水蒸气速率

)。

第二步:冰晶在同等温度条件下升华的速率

云砧(anvil cloud)

水滴形成的云:

一般温度比较高,且

对流不是很旺盛

,比如

层云,普通的积云

但是对于强对流云来说,一般都是三层结构,

云底层是水滴,中间混合层,高层冰晶

最后送一张:不同条件形成冰晶,雨的示意图