今天下雨是由多种因素共同作用导致的。
水汽条件
- 充足的水汽来源
- 大气中的水汽是形成降雨的物质基础,通常来自广阔的海洋表面的蒸发,大量的海水蒸发为水汽进入大气,太平洋、大西洋等海洋不断地向大气输送水汽。
- 陆地表面的水体,如河流、湖泊等也会蒸发水汽,在一些大型湖泊周边地区,水汽会不断补充到当地的大气中。
- 植被的蒸腾作用也会释放水汽,森林等植被丰富的区域,植物通过叶片的气孔进行蒸腾,将水分以水汽的形式散发到大气中,为降雨提供水汽来源。
- 水汽的输送
- 大气环流是水汽输送的主要动力,风会将富含水汽的空气从一个地区输送到另一个地区,盛行西风带会把来自海洋的水汽向大陆内部输送。
- 地形的阻挡也会影响水汽的输送和分布,当暖湿气流遇到山脉等地形时,气流被迫上升,水汽在上升过程中冷却凝结,容易形成降雨,喜马拉雅山脉南麓地区,来自印度洋的暖湿气流受山脉阻挡抬升,降水丰富。
上升运动
- 热力对流
- 地面受热不均是引发热力对流的常见原因,在阳光强烈照射下,地面局部地区温度迅速升高,近地面空气受热膨胀上升,在夏季的午后,城市的水泥地面等受热快,其上空的空气容易形成对流上升运动。
- 空气上升过程中,高度越高气压越低,空气会逐渐膨胀,膨胀过程中气体对外做功,内能减小,温度降低,当空气温度降低到一定程度时,其中的水汽就会达到饱和状态,继续冷却就会凝结成小水滴,形成云,进而发展成降雨。
- 锋面抬升
- 冷暖气团相遇时会形成锋面,当冷气团主动向暖气团移动时,形成冷锋;暖气团主动向冷气团移动时,形成暖锋。
- 锋面附近,冷暖气团的交界面倾斜,暖气团沿着锋面被迫抬升,冷锋过境时,暖气团快速被抬升,水汽迅速冷却凝结,往往会带来剧烈的降雨天气,常伴有大风、降温等现象,暖锋过境时,暖气团缓慢爬升,降水多为连续性降雨。
- 地形阻挡抬升
- 如前面所述,当暖湿气流遇到山脉等地形阻挡时,气流会被迫沿山坡上升,随着高度增加,气温降低,水汽凝结形成降雨,我国台湾岛东侧受东北季风影响,暖湿气流遇到中央山脉抬升,在迎风坡形成丰富的降雨,而背风坡则相对干燥,形成雨影区。
- 山谷风也会导致空气的上升运动,白天,山坡受热快,空气沿山坡上升,山谷中的空气则会补充过来,形成谷风,上升气流在一定条件下可能导致降雨;夜晚,山坡冷却快,空气下沉,山谷中的空气上升,形成山风,同样可能引发降雨。
大气稳定度
- 不稳定层结
- 大气的层结状态对降雨有重要影响,当大气处于不稳定层结时,低层暖湿空气容易上升,在对流层中,近地面空气温度较高、湿度较大,而高层空气温度较低,这种情况下,空气容易形成对流,上升的暖湿空气冷却凝结成云致雨。
- 不稳定层结的形成可能与多种因素有关,如地面受热不均导致的热力差异、不同气团的相互作用等,当不稳定层结持续存在且水汽和上升运动条件满足时,降雨就更容易发生。
- 稳定层结的破坏
- 即使初始大气处于稳定层结状态,一些因素也可能破坏这种稳定,引发降雨,冷空气的侵入可能会使低层空气冷却,形成逆温层被破坏,从而使暖湿空气有机会上升。
- 地形的动力作用也可以破坏稳定层结,如山脉对气流的阻挡和强迫抬升,使原本稳定的空气层结被打破,激发上升运动,促使降雨形成。
其他因素
- 凝结核
- 大气中的水汽需要附着在凝结核上才能凝结成小水滴,常见的凝结核有尘埃、盐粒等,在城市中,由于人类活动排放大量的灰尘、废气等,空气中的凝结核较多,更容易形成降雨。
- 海洋上空的海盐粒子也是重要的凝结核,当水汽围绕这些凝结核凝结增长到一定程度,就会形成云滴,云滴进一步合并增大,当上升气流无法支撑时,就会降落到地面形成降雨。
- 天气系统的影响
- 气旋、反气旋等天气系统对降雨有显著影响,气旋是中心气压低、四周气压高的大气涡旋,气旋中心盛行上升气流,水汽容易凝结降雨,温带气旋常常带来大范围的降雨天气。
- 反气旋是中心气压高、四周气压低的大气涡旋,反气旋中心盛行下沉气流,天气多晴朗干燥,但当反气旋与其他天气系统相互作用时,也可能间接影响降雨,在反气旋边缘,气流的辐合上升可能引发降雨。
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