为什么会下雨
下雨是一种常见的自然现象,其背后有着复杂的科学原理。
首先,地球上的水体,如海洋、湖泊和河流等,在太阳的照射下,水分会蒸发变成水蒸气。植物通过蒸腾作用也会将水分释放到大气中。这些水蒸气随着空气上升。
其次,在上升过程中,水蒸气会遇到较冷的空气层,冷却到一定程度时,水蒸气就会凝结成微小的水滴,形成云。
然后,云中的水滴在遇到凝结核,如灰尘、盐粒等,会围绕这些凝结核凝结成更大的水滴。当这些水滴足够大到无法被上升气流支撑时,它们就会以雨滴的形式从云中落下,形成降雨。
下雨的形成原因
下雨的形成主要包括以下几个关键步骤:
蒸发:太阳的能量使地球表面的水体,包括海洋、湖泊、河流等的水分蒸发成水蒸气,同时植物通过蒸腾作用也向大气中释放水分。
上升与冷却:水蒸气随着空气上升,在上升过程中,由于高空的气温较低,水蒸气会冷却下来。当冷却到一定程度时,水蒸气会凝结成微小的水滴,这些水滴聚集在一起形成云。
凝结与合并:云中的水滴在遇到凝结核,如灰尘、盐粒等物质时,会围绕这些凝结核凝结成更大的水滴。同时,云中的水滴或冰晶会相互碰撞和合并,进一步增大水滴的体积。
降水:当云中的水滴足够大到无法被上升气流支撑时,它们就会以雨滴的形式从云中落下,穿过云层并落到地面,形成降水。
影响下雨的因素
影响下雨的因素众多,主要包括以下几个方面:
充足的水汽供应:如果一个地区缺乏足够的水汽,就难以形成大规模的降水。例如,内陆地区通常比沿海地区水汽供应少,所以降水相对较少。
气流上升达到过饱和状态:气流上升是促使水汽凝结的重要条件。例如,在山地地区,气流被迫上升,容易形成降水。
足够的凝结核:凝结核有助于水汽的凝结,但在通常情况下,我们不需要过多考虑凝结核的问题,重点关注水汽和促使气流上升的机制。
海陆位置:一般来说,距海越近的地区,受海洋的影响较大,降水较多;距海越远,海洋水汽难以到达,降水较少。我国的降水分布规律就是从东南沿海向西北内陆递减。
地形:山脉的走向会影响降水的分布。例如,迎风坡降水多,背风坡降水少。
全球气候变化:随着全球变暖,一些极端天气气候事件增多增强,可能会影响降水的分布和强度。
不同地区下雨的特点
不同地区的下雨特点存在显著差异:
赤道地区:全年以对流雨为主,我国的对流雨多见于夏季的午后。其特点是范围小、强度大、分布不均匀、持续时间短、随时间变化迅速。
我国南方:有明显的梅雨季,最明显的特征是持续阴雨,高温、高湿。梅雨季的降水量占全年的 40% - 60%,是东部地区重要的水资源来源,但也可能造成洪涝灾害和病虫害。
我国北方:北方的雨季通常在每年 7 月中旬至 8 月中旬之间,降水主要来自于短期的对流性降水和局地性暴雨,而不是持续的锋面雨。北方的雨季对农业生产非常重要,是北方地区最主要的灌溉水源。
气候变化与下雨的关系
在全球变暖的背景下,降水发生了诸多变化:
随着气候变暖,大气层在饱和前可容纳更多水汽,极端强降水发生的可能性增大。例如,近期西欧发生的严重洪涝灾害,中国河南出现的“7·20”特大暴雨,都是极端强降水事件频发的具体表现。
研究表明,未来气候变化条件下,我国大部地区暴雨日数和降水强度都将有所增加。即便在《巴黎协定》温升 1.5℃理想目标实现的前提下,东亚季风仍有增强趋势,西太平洋热带气旋多发、西太平洋副热带高压偏北等天气条件将有所增加,京津冀豫遭遇特大暴雨的概率仍将增大。