降水释放机制
不断增长的云持续的通过向上气流,其强度从每秒几厘米到每秒几米不等。的大幅增长。云滴(下落速度仅为每秒1厘米,或0.4英寸)秋天穿过云层,在下面不饱和空气的蒸发中幸存下来,到达地面小雨或雨.由几个大颗粒产生一个大颗粒人口小得多的问题可以通过以下两种方式之一来实现。第一个原因是云滴的大小很少是一致的;液滴在不同大小的核上形成,在云的不同部分在稍微不同的条件和不同的时间内生长。比平均水平稍大的液滴比较小的液滴下落得更快,因此会发生碰撞和融合(合并),其中一些被它超越。计算表明,在含有强烈向上气流和高浓度液态水的深层云层中,这样的小水滴将在较小的邻居之间经过足够长的旅程,最终成长为雨滴大小。这种合并机制导致了热带和亚热带地区的阵雨来自顶部无法到达的云层海拔空气温度低于0°C(32°F),因此不能包含冰晶体。雷达也有证据表明,在温带地区的阵雨有时可能是由水滴的合并引起的,尽管云后来可能会达到高度,在其上部可能形成冰晶。
第二种释放方法降水只有当云顶的海拔低于0°C时,云层上部的液滴才会变成过冷.在低于- 40°C(- 40°F)的温度下,液滴自动或自发冻结。在更高的温度下,只有当它们被一种叫做冰核的特殊微小粒子感染时,它们才能冻结。这些核的来源和性质尚不确定,但最有可能的来源是由地球人从地下携带的硅酸盐粘土颗粒风.随着温度下降到0°C以下,越来越多冰核变得活跃,在过冷液滴中出现越来越多的冰晶。然而,这种由过冷液滴和冰晶组成的混合物是不稳定的。对于液滴来说,浑浊的空气通常只有轻微的水蒸气过饱和,而对于冰晶来说则是强烈的过饱和;因此,后者比液滴生长得更快。几分钟后,晶体逐渐形成收购以每秒几十厘米的速度下落,其中几个可能会结合在一起形成一个雪花.在落入云的温暖区域时,这片薄片可能会融化并以雨滴的形式落在地面上。
深度、广泛、多层的云系通常形成于气旋低气压(低压)和近锋面。这种类型的云系统与微弱的上升气流有关,每秒只有几厘米,持续至少几个小时。虽然这些巨大的雨云系统的结构正在被飞机和雷达,它不是然而,很好理解。这种系统很少产生降雨,这与毛毛雨不同,除非它们的顶部温度低于- 12°C(10°F),这表明冰晶是主要原因。这一观点得到以下事实的支持:来自这些云层的雷达信号通常具有一种特征形式,这种特征形式已被清楚地确定为雪花融化的迹象。
淋浴、雷暴,和冰雹
降水来自阵雨云和雷暴,无论是雨滴的形式,软球冰雹冰雹通常比层云冰雹强度大,持续时间短,通常由较大的颗粒组成。云是特征由于其垂直深度大,垂直气流强,液态水浓度高,所有这些因素都有利于通过云滴的吸积快速增长降水元素。
在完全由液态水组成的云中,雨滴可以通过合并而变大。例如,一个从云底上升的液滴通过扫过更小的液滴而上升。当它变得太重而无法被向上的水流支撑时,液滴就会下落,并在向下的过程中以同样的过程继续增长。最后,如果云足够深,液滴就会从云的底部冒出来,成为雨滴。
在一个密集的当水滴到达云层底部之前,它可能会达到它的极限稳定直径(约6毫米[0.2英寸]),因此会分裂成几个大碎片。每一个都可能继续增长并达到破裂的大小。雨滴的数量可能以这种方式迅速增加,以至于几分钟后,积聚的水不再被上升的水流所支撑,而变成一场倾盆大雨。这些情况在热带地区更容易发生。在冰冻水平(0°C)海拔低得多的温带地区,条件更有利于形成冰晶机制。
的冰雹在温暖的深处,从蓬勃的云中落下天气由几个交替的透明和透明层包围的核心组成不透明的冰。当生长的粒子遍历一个地区在相对较高的空气温度或高浓度的液态水,或两者兼而有之的情况下,从冰雹到空气的热量传递不能迅速到足以让所有沉积的水立即冻结。这将导致形成湿冰的一层湿冰,后来结冰形成一层致密的、相对透明的冰如果冰雹随后进入温度较低、含水量较低的区域,撞击的水滴可能会各自冻结,产生相对较低的冰密度液滴之间有空气空间。当石头经过一些区域时形成交替层,在这些区域中,空气温度、液态水含量和上升气流速度的组合允许湿和干交替生长。
一些权威人士认为,闪电与降水的出现密切相关,特别是以软冰雹的形式出现,而电荷和强电场是由冰晶或云滴撞击冰雹球的地下表面并反弹而产生的。要详细讨论云中的电效应,见下文雷暴.