产生“链锁反应”的条件是:上升气流要大于6m/s(对于不同的滴有不同的要求),云中含水量要大于2g/m3,同时还要求一定的云厚。当然,“链锁反应”不会无限地继续下去,因为强烈的上升气流无法持久,云的宏观条件和微观结构也在迅速改变。同时,当大量雨滴下降时会抑制上升气流,或带来下沉气流。例如雷雨时的情况,下一阵大雨之后、云体即崩溃消散。
上述两种云滴增大过程在由云滴转化为降水的过程中始终存在。但观测表明,在云滴增长的初期,凝结(或凝华)增长为主,冲并为次。当云滴增大到一定阶段(一般直径达50—70μm)后,凝结(或凝华)过程退居次要地位,而以重力冲并为主。在低纬度地区,云中出现冰水共存的机会较少,形成所谓暖云(指整个云体的温度在0℃以上,云体由水滴构成,又称为水成云)降水,这时冲并作用更为重要。总之,凝结(或凝华)增长和冲并增长两种过程是不可分割的。我们必须辩证地看待这两种过程的作用,以深入了解降水形成的理论,为人工控制降水奠定基础。
二、雨和雪的形成
(一)雨的形成
由液态水滴(包括过冷却水滴)所组成的云体称为水成云。水成云内如果具备了云滴增大为雨滴的条件,并使雨滴具有一定的下降速度,这时降落下来的就是雨或毛毛雨。由冰晶组成的云体称为冰成云,而由水滴(主要是过冷却水滴)和冰晶共同组成的云称为混合云。从冰成云或混合云中降下的冰晶或雪花,下落到0℃以上的气层内,融化以后也成为雨滴下落到地面,形成降雨。
在雨的形成过程中,大水滴起着重要的作用。当水滴半径增大到2—3mm时,水分子间的引力难以维持这样大的水滴,在降落途中,就很容易受气流的冲击而分裂,通过“连锁反应”,使大水滴下降,小水滴继续存在,形成新的大水滴。这是上升气流较强的水成云和混合云中形成雨的重要原因。
(二)雪的形成
在混合云中,由于冰水共存使冰晶不断凝华增大,成为雪花。当云下气温低于0℃时,雪花可以一直落到地面而形成降雪。如果云下气温高于0℃时,则可能出现雨夹雪。雪花的形状极多,有星状、柱状、片状等等,但基本形状是六角形。