水汽条件
- 蒸发作用
- 地球表面有广阔的水体,如海洋、湖泊等,在太阳辐射的影响下,水会不断蒸发变成水汽进入大气,海洋面积巨大,大量的海水持续蒸发,为大气提供了丰富的水汽来源,据估算,全球海洋每年蒸发的水汽总量约为505000立方千米。
- 陆地上的河流、土壤中的水分以及植被的蒸腾作用也会向大气中释放水汽,植被通过根系吸收土壤水分,再通过叶片的气孔将水分蒸发到大气中,这一过程称为蒸腾作用,森林地区的蒸腾作用较为显著,对增加大气水汽含量有重要作用。
- 大气环流输送
- 大气环流像一台巨大的“空气输送带”,将水汽从一个地区输送到另一个地区,信风带可以将低纬度地区蒸发产生的水汽向中低纬度地区输送,在热带地区,暖湿的信风携带大量水汽,当它们遇到合适的条件时就可能形成降雨。
- 西风带则能把中纬度地区的水汽向东输送,在一些沿海地区,来自海洋的西风带来丰富的水汽,使得这些地区降水相对较多,像欧洲西部,常年受西风带控制,气候湿润,降水频繁。
动力条件
- 上升运动
- 热力对流:地面受热不均时,会引起空气的对流运动,比如在阳光强烈照射的地面,空气受热膨胀上升,热空气上升过程中,高度越高气压越低,空气会逐渐冷却,随着温度降低,水汽的饱和水汽压减小,当水汽达到饱和状态时,就会凝结成小水滴,进而形成云,当云里的小水滴合并增大到足够大时,就会降落到地面形成降雨,在夏季的午后,经常会出现这种热力对流形成的雷阵雨。
- 地形阻挡:当空气流动遇到山脉等地形阻挡时,会被迫上升,暖湿气流遇到高大山脉,气流沿山坡爬升,在上升过程中水汽冷却凝结形成降雨,这种因地形阻挡形成的降雨在山地的迎风坡较为常见,往往会比背风坡降水多很多,像喜马拉雅山脉南麓的印度东北部地区,由于受到西南季风带来的暖湿气流和喜马拉雅山脉地形阻挡的双重影响,降水极其丰富,是世界上降水最多的地区之一。
- 锋面抬升:冷暖气团相遇时,它们之间会形成一个过渡区域,称为锋面,暖气团密度较小,会沿着冷气团向上爬升,在锋面附近,暖湿空气上升,水汽冷却凝结,形成大范围的云系和降水,冷锋过境时,常带来大风、降温、降雨等天气变化;暖锋过境时,降水则相对较为连续性,例如我国北方地区,春季常受冷锋影响,出现大风降温降雨天气;而华南地区在春季有时会受到暖锋影响,出现连续性降水。
- 天气系统活动
- 气旋活动:气旋是中心气压低、四周气压高的大气涡旋,在气旋的形成和发展过程中,空气会围绕中心作逆时针旋转(北半球),气流从四周向中心辐合上升,上升气流使得水汽冷却凝结,从而产生降水,气旋活动频繁的地区,降水较为丰富,比如温带气旋,常常在中高纬度地区活动,给这些地区带来降雨天气,在我国北方地区,春季和秋季气旋活动较多,会出现一些降水过程。
- 反气旋活动:反气旋是中心气压高、四周气压低的大气涡旋,其气流是顺时针旋转(北半球),空气从中心向四周辐散下沉,下沉气流不利于水汽凝结,所以在反气旋控制的地区,天气多晴朗干燥,但当反气旋与其他天气系统相互作用时,也可能间接影响降水,当冷高压南下时,如果与暖湿气流相遇,在其边缘地区也可能引发一定程度的降水。
其他因素
- 凝结核 大气中的水汽需要依附在凝结核上才能凝结成小水滴,这些凝结核可以是空气中的尘埃、花粉、盐粒等微小颗粒,在工业污染较为严重的地区,空气中含有大量的烟尘颗粒,这些颗粒为水汽凝结提供了更多的凝结核,使得降水更容易发生,即使空气中水汽含量不是特别高,在有足够凝结核的情况下,也可能形成云雾和降水,而在清洁的大气环境中,水汽需要达到更高的饱和度才会凝结,降水相对较难形成。
- 云的类型和高度 不同类型的云与降水的关系密切,积云通常是孤立的、垂直发展的云块,当积云发展旺盛时可能形成积雨云,积雨云往往会带来强烈的降水,如雷阵雨,层云是一种较为均匀的、水平分布的云,通常厚度较薄,一般不会产生明显的降水,但在某些情况下,层云加厚也可能形成毛毛雨。 云的高度也会影响降水,低云(如云底高度在2000米以下)更容易形成降水,因为它们距离地面较近,水汽在上升过程中冷却凝结的机会更多,而且云中的小水滴在重力作用下更容易落到地面,中云(云底高度在2000 - 6000米)和高云(云底高度在6000米以上)形成降水的条件相对较为苛刻,它们中的水汽需要在更稳定的大气条件下,经过较长时间的凝结和合并过程才可能形成降水。
© 版权声明
文章版权归作者所有,未经允许请勿转载。