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降水

從雲降落到地面的固態或液態水,包括雨、雪、霰、雹等。大氣中水蒸氣凝結而成的液態和固態粒子,若是上升氣流可以支撐懸浮的粒子稱爲雲粒子,上升氣流不足以支撐的稱爲降水粒子。
雨是液態的降水。典型的雨滴直徑為1公釐,實際大小0.3-4公釐。由於雨滴較重,在沉降運動中受到空氣流場力的影響而產生較明顯的變形,底部變得較扁平,而上部仍呈圓形,類似饅頭形。通常愈大的雨滴變形愈劇烈,其下部有時甚至出現凹陷。雨滴降落時,可能會因與其他粒子踫撞或因空氣中之紊流而產生碎裂。在近地面時,雨滴之沉降速度從每秒幾公尺至每秒10公尺左右,在高空由於空氣阻力較小,雨滴之落速可達每秒20公尺以上。
雪和雹是固態的降水,由冰粒子構成。單純的冰晶分子結構之基礎形態為六邊形,由冰晶互相踫撞結合而成的集合體稱之爲雪。雪片大小從不到1公釐至數公分。若冰晶與過冷水滴碰撞,水滴凍結在冰晶上足夠時間,冰晶失去原有的形狀,稱為霰。霰成長之後,呈現圓錐形,頂部較尖而底部較圓,有如蓮霧;若增長到直徑超過5公釐,則稱為雹。
臺灣地處亞熱帶季風氣候區,最重要的降水來自對流性降水,而有較小部分來自層狀雲降雨。一般來説,對流雲中的上升氣流較爲旺盛,雲的厚度較大。層狀雲通常由大尺度之抬升運動造成,其上升氣流強度及其厚度往往不如對流雲,但水平範圍卻可能十分廣袤。層雲降雨在臺灣主要發生在冷季。
臺灣夏季天氣炎熱,晴天時地面受熱甚快,地面較輕的熱空氣因浮力而上升,膨脹冷卻凝結成雲,此機制稱為自由對流。另一機制是由於臺灣山岳地形的強迫作用,當氣流吹向山坡時,會被強迫向上抬升,膨脹冷卻凝結,稱為強迫對流。地形雲及山區來去迅速的急雨,便通常由強迫對流產生。
在臺灣的對流雨中,雨滴的來源主要有兩種。一是來自雲滴和雲滴的碰撞與合併;二是來自較大的冰粒子的融解,兩者之重要性約略相等。冰粒子可能存在於深對流雲中,降落至平地的機會不大。臺灣平地極少下雪,但是高山冬季下雪的可能性不小。冰雹一般出現於夏季強對流雷暴之中,唯有此類風暴有夠強的上升氣流可以醖釀出大冰雹,即使落經臺灣夏季低空的炎熱空氣層,也不至於完全融解。

撰稿者:王寶貫
最後修訂日期:98年09月24日
參考資料:
1 王寶貫。1997。《雲物理學》。臺北:渤海堂。