云降水物理知识点
云降水总复习.
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雨滴尺度谱分布-马歇尔和帕尔默
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• 冰晶尺度谱分布 n(Dmax ) ADmBax
第四章 云降水微观特征
• 雹胚（雹核）是冻滴还是霰？
决定于云底温度
冻滴胚的频数随云底平均温度上升而增大 霰胚反之
由于霰落速比冻滴小，平均增长时间不同，所以 大冰雹多以霰为胚
要的时间？设E（-12℃）= 2.44 hPa，Ei（-12℃）= 2.17 hPa。
参考答案：凝结：1.3 day; 12.5 day; 凝华：15.5 min; 2.4 hour
第八章 暖云降水理论
• 碰并效率（系数）等于碰撞系数和并合系数的乘积 • 连续碰并增长方程的特征
dR/dt 是随R 的增大而增大的，即水滴碰并增大是一个加速过程
实际大气中降温作用比增湿作用大10~20倍，所以大 气中的降温冷却过程有利于云、雾的形成。当然局地 增加水汽含量的作用也不能忽略，尤其是维持某地区 上空的连续降水，必须有水汽汇流不断输入补充。
第二章 云雾降水形成的物理基础
• 其中降温机制中主要降温过程是哪个？哪 几种方式可以实现降温。
• 增湿机制中主要包括哪几种增湿机制？蒸 发雾是通过哪种宏观方式形成的？
• 0～-5℃及-12～-17℃是雪花的两个多发区 的原因
• 冰质粒的繁生过程 脆弱冰晶的破裂、过冷大水滴的冻结破裂、结 凇时的繁生、冰晶蒸发时的繁生
• 结凇时的繁生-Hallett-Mossop机制
第九章 冷云降水理论
• 结凇时的繁生-Hallett-Mossop机制 一个过冷却水滴与一个冰质粒凇附，相碰时冰晶 表面存在的尖细结构插入水滴表面，使一定量的 水冻结，并使水滴温度升高到正好0 °C。 冻结进行时将热量从已冻的一部分水滴中传到较 冷的环境空气中。在此阶段，在水滴表面，首先 形成一个冰壳，然后冰壳不断向水滴内部加厚， 未冻结的水被禁锢在冰壳内部。当冰壳内部的液 态水最后冻结时，体积膨胀，并对其外圈的冰壳 造成很大的应力，应力足够大时可以导致冰壳破 裂，甚至炸裂，抛出无数碎冰屑
2023年高三二轮复习专项思维导图：降水
思维导图：降水【思维导图】[考点精析]一、降水的形成降水：从云层中降落到地面的液态或固态水，降水是云中水滴或冰晶增大的结果。
从雨滴到形成降水必须具备两个基本条件：①雨滴下降速度超过上升气流速度。
②雨滴从云中降落到地面前不被完全蒸发。
降水的形成必须经历云滴增大为雨滴、雪花及其他降水物的过程，云滴增长主要有两个过程。
1.云滴凝结（凝华）增长在云的发展阶段，云体上升绝热冷却，或不断有水汽输入，使云滴周围的实际水汽压大于其饱和水汽压，云滴就会因水汽凝结或凝华而逐渐增大。
当水滴和冰晶共存时，在温度相同条件下，由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压，水滴将不断蒸发变小，而冰晶则不断凝华增大，这种过程称为冰晶效应。
大小或冷暖不同的水滴在云中共存时，也会因饱和水汽压不同而使小或暖的水滴不断蒸发变小，大或冷的水滴不断凝结增大。
2云滴的冲并增长云滴大小不同，相应具有不同的运动速度。
云滴下降时，个体大的降落快，个体小的降落慢，于是大云滴将“追上”小云滴，碰撞合并成为更大的云滴。
云滴增大，横截面积变大，下降过程中又能冲并更多的小云滴。
云中含水量愈大，云滴大小愈不均匀，相互冲并增大愈迅速。
【低纬度地区云中出现冰水共存机会不多，所以对气温>0℃的暖云降水而言，云滴冲并增大显得尤为重要】目前国内外都在开展人工降水试验研究，即借助催化剂改变云滴的性质、大小和分布状况，创造云滴增大条件，以达到降水目的。
【冷云人工降水一般采用在云内播撒干冰(固体CO2)和碘化银。
干冰升华将吸收大量热能，使紧靠干冰外层的温度迅速降低，从而使云中的水汽、过冷却水滴凝华或冻结成冰晶。
碘化银微粒是良好的成冰核，只要其温度达到-5℃，水汽就能以它为核心凝华成冰晶并继续增大，产生降水。
暧云人工降水主要是在云内播撒氯化钠、氯化钾等粉末。
钠盐、钾盐吸湿性很强，是很好的凝结核，吸收水分后能迅速成长为大云滴，合并其他云滴而形成降水】【典题精研】1．阅读图文材料，完成下列要求。
云降水物理学
云降⽔物理学云降⽔物理学第⼀章、云雾形成的物理基础1、掌握⽔汽达到饱和的条件增加⽔汽和降温2、了解⼤⽓中主要降温过程⼀、绝热降温（冷却）：设⼀湿空⽓块，在它达到饱和以前绝热上升100⽶，温度⼤约降低0.98℃(⼲绝热递减率) 露点温度⼤约降低0.15～0.20℃，⽐⽓温降低慢得多。
所以只要空⽓上升得⾜够⾼，空⽓温度最终会降低到等于其露点温度，这时湿空⽓达到饱和，这个⾼度称为抬升凝结⾼度，再上升冷却就会发⽣⽔汽凝结，从⽽形成云。
由于凝结释放潜热，含云湿空⽓的温度上升冷却率(湿绝热递减率)就要变⼩，变⼩的程度视空⽓温度和湿度、⽓压等状态⽽异。
在空⽓暖湿的情况下，它⼤约是⼲绝热递减率的⼀半多⼀些(0.6℃/100⽶左右)。
在⽓温很低（⽔汽很少）的场合，例如在对流层上部或⾼纬度地区，这两种递减率相差不⼤。
上升绝热膨胀冷却：（1）热⼒性：对流抬升：积状云（2）动⼒性：地形抬升：层状云、上坡雾锋⾯抬升，多形成层状云重⼒波（开尔⽂-赫姆霍兹波）：波状云（3）热⼒+动⼒：低空辐合：ICTZ热⼒、动⼒两者可以互相转化，如热⼒上升的云可因上空稳定层阻挡⽽平衍为稳定性云，动⼒抬升的云可因潜热释放⽽产⽣对流。
⼆、⾮绝热降温：（1）辐射降温：单纯由辐射冷却形成的云很少在云层形成后，由于云体的长波辐射很强，云顶强烈冷却，可使云层加厚，并在地⾯长波辐射使云底增暖的联合作⽤下使云层内形成不稳定层结⽽使云变形，层状云系中夜间有时会激发对流云活动，⼀些强对流风暴系统夜间常常加强或猛烈发展与云顶辐射冷却效应有关。
此外，辐射冷却可形成辐射雾、露、霜（2）（等压）⽔平混合降温：两空⽓团作⽔平混合，不会都是降温的其中较暖的⼀部分空⽓因混合⽽降温考虑两个同质量、未饱和的⽓块，温度分别为-10oC与10oC，混合⽐分别为1.6g/kg、7.6g/kg。
混合之后，温度变为0oC，混合⽐变为4.6g/kg。
0oC时的饱和混合⽐为3.8g/kg。
因此，两⽓块混合之后，变为过饱和。
气象第一章 第八节云和降水
按云底高度分类
云型
低云
中云
高云 大气稳 定度
层状云 雨层云（Ns） 高层云 层云（St） （As）
波状云 层积云（Sc） 高积云 （Ac）
卷层云 （Cs）
卷积云 （Cc）
稳定
Υ<Υm< Υd
积状云 淡积云（Cu （对流 hum）浓积云
云） （Cu cong） 积雨云（Cb）
卷云（Ci） 不稳定
2、积状云降水 淡积云一般不降水的，浓积云是否降水则随地区而
异。 积雨云能降大的阵雨、阵雪，有时还伴有冰雹。 波状云降水 全球降水分布特点 1.在赤道有一个降水最大值，其位置和热赤道一致， 偏在北半球
2.高纬度的降水总量很小 3.在副热带是一个次低值 降水的分布与大气的运动、气团和锋带的活动以及
Υm<Υd <Υ
2、按云底高度和云形特征分类
云底 云族 高度
高云 >5000m
2500m 中云 ～
5000m
低云 <2500m
云
属
中文名
国际名
卷云
Cirrus
卷层云 Cirro-Stratus
卷积云 Cirro-Cumulus
高层云 Alto-Stratus
高积云 Alto-Cumulus
层积云
层云 雨层云 碎雨云
时间不超
过5小时，
降雪量不 ≥5.0 超过3 mm
各类云的降水 1、层状云降水 卷层云一般不降水的，除了在冬季高纬度地区的卷
层云可以降雨雪外。 一般雨层云比高层云的降水强得多，云愈厚、愈低，
降水就愈强。 层状云云体比较均匀，云中气流也比较稳定，所以
层状云的降水是连续性的，持续时间长，降水强度 变化小
云降水物理学
云降水物理学第一章、云雾形成的物理基础1、掌握水汽达到饱和的条件增加水汽和降温2、了解大气中主要降温过程一、绝热降温（冷却）：设一湿空气块，在它达到饱和以前绝热上升100米，温度大约降低0.98℃(干绝热递减率) 露点温度大约降低0.15～0.20℃，比气温降低慢得多。
所以只要空气上升得足够高，空气温度最终会降低到等于其露点温度，这时湿空气达到饱和，这个高度称为抬升凝结高度，再上升冷却就会发生水汽凝结，从而形成云。
由于凝结释放潜热，含云湿空气的温度上升冷却率(湿绝热递减率)就要变小，变小的程度视空气温度和湿度、气压等状态而异。
在空气暖湿的情况下，它大约是干绝热递减率的一半多一些(0.6℃/100米左右)。
在气温很低（水汽很少）的场合，例如在对流层上部或高纬度地区，这两种递减率相差不大。
上升绝热膨胀冷却：（1）热力性：对流抬升：积状云（2）动力性：地形抬升：层状云、上坡雾锋面抬升，多形成层状云重力波（开尔文-赫姆霍兹波）：波状云（3）热力+动力：低空辐合：ICTZ热力、动力两者可以互相转化，如热力上升的云可因上空稳定层阻挡而平衍为稳定性云，动力抬升的云可因潜热释放而产生对流。
二、非绝热降温：（1）辐射降温：单纯由辐射冷却形成的云很少在云层形成后，由于云体的长波辐射很强，云顶强烈冷却，可使云层加厚，并在地面长波辐射使云底增暖的联合作用下使云层内形成不稳定层结而使云变形，层状云系中夜间有时会激发对流云活动，一些强对流风暴系统夜间常常加强或猛烈发展与云顶辐射冷却效应有关。
此外，辐射冷却可形成辐射雾、露、霜（2）（等压）水平混合降温：两空气团作水平混合，不会都是降温的其中较暖的一部分空气因混合而降温考虑两个同质量、未饱和的气块，温度分别为-10oC与10oC，混合比分别为 1.6g/kg、7.6g/kg。
混合之后，温度变为0oC，混合比变为4.6g/kg。
0oC时的饱和混合比为3.8g/kg。
因此，两气块混合之后，变为过饱和。
6.云、降水和雾
世界海洋的雾
雾区分布特点：春夏多，秋冬少；中高纬多于低纬； 大洋西海岸多于东海岸；北大洋多于南大洋；大西 洋多于太平洋。
1. 日本北海道东部至阿留申群岛常年多雾:其成因 主要是黑潮和亲潮交汇的结果，出现频率高达40％。 夏季最多，是世界著名雾区之一。
我国近海雾的成因
成因：主要与我国沿海的两支 海流有关。
(1) 黑潮暖流：世界著名暖流 之一。由北赤道流在菲律宾以 东向北，到台湾岛东南转向东 北，分出一支称台湾暖流。在 日本西南分出两支，一支流向 日本海，称对马暖流。一支流 向黄海，绕过老铁山到渤海， 称黄海暖流。
我国近海雾的成因
(2) 沿岸冷流：
积状云：由不稳定层结的自由对流发展而形成的云。积 状云是大气层结不稳定作用的产物，所以又称对流云。
特点：块状，孤立分散，底部水平，顶部隆呈圆弧状， 云内不稳定，水平范围小。
种类：积云(Cu)、积雨云(Cb)和卷云(Ci)。
云的物理分类
层状云：在稳定大气层结中，由系统性的抬升运动而形成 的云。如暖锋抬升作用。
雾与航海的关系
雾与风暴不同，风暴伴随狂风、暴雨、巨浪呼啸而来。雾则 是静悄悄地来，造成一场混乱后，又静悄悄地离去，是航海 的天敌。据世界海事组织统计，有60～70％的海事与雾有关 系。雾不仅影响船舶的航行安全，还影响船舶天、地文的定 位。雾中含有许多有毒物质。对人体十分有害。52年伦敦的 大雾，造成4800多人死亡。1922年，英邮轮“埃及”号在法 国沿岸雾中与法破冰船“西奈”号相撞，船上的近百名旅客 和8000kg黄金,3万公斤白银一同沉入大海，故称“吞金夺银 的雾”。
大气层中的天气现象云降水和天气系统
大气层中的天气现象云降水和天气系统在大气层中，天气现象是地球上最常见和不断变化的现象之一。
其中，云、降水和天气系统是通过各种气候因素的相互作用而形成的。
本文将探讨大气层中的天气现象，重点关注云、降水以及它们与天气系统之间的关系。
一、云的形成和类型云是大气中可见的悬浮水滴或冰晶的团块。
云的形成是由于大气中的水蒸气在饱和时凝结形成云滴。
在空气中，当空气上升或冷却到饱和时，云就开始形成。
常见的云类型包括积云、层云、卷云和雨云等。
积云是白色、蓬松的云朵，形状像棉花糖。
层云则形成了一层连绵不绝的云层，通常灰色或白色。
卷云常常呈现卷曲的形状，有时会延伸成长。
而雨云则是带来降水的云，通常呈深灰色或黑色。
二、降水的形式和过程降水是指从云中落下的水滴或冰晶颗粒。
根据降水的形式，我们可以将其分为雨、雪、冰雹、霰和雾等多种类型。
降水的过程往往是由云中的水蒸气凝结到足够大的水滴或冰晶，然后落向地面的过程。
雨是一种最为常见的降水形式，当云中的水滴增大到一定程度时，由于重力作用而下落到地面。
雪则是在冷空气中云中的水蒸气先凝结为冰晶，然后再形成雪花飘落。
冰雹是形成在强烈对流云中的冰雹经历层层上升和下降的过程形成。
霰是一种介于雨和雪之间的降水形式，它是由于云中的冰粒在雨滴附近凝结而形成。
雾是由地面上升的水蒸气在接近大气中的饱和处产生，形成微小的水滴悬浮在空气中。
三、天气系统及其影响天气系统是由一系列的气压差异和高空气流的相互作用而形成的，它对地球上的天气变化起着至关重要的作用。
常见的天气系统包括高压系统、低压系统、锋面以及气旋等。
高压系统通常代表着晴朗和相对稳定的天气，因为高压区域空气下沉，形成晴朗的天空。
低压系统则相对不稳定，因为低压区域的空气会上升形成云和降水。
气旋是一种旋转的大气系统，其旋转的方向和速度会对降水和风向产生影响。
锋面是两种不同气团相遇的边界，其附近往往会有降水发生。
天气系统之间的交互作用会导致天气的变幻莫测。
降水形成的物理过程
降水形成的物理过程
降水是指大气中水分凝结并从云层中下降到地面的过程。
降水的形成是一个复杂的物理过程，涉及到水的相变和大气环境的影响。
本文将介绍降水的形成过程。
首先，降水的形成需要有饱和的水汽存在于大气中。
水汽是水分子的气态形式，它可以通过蒸发从地表或水体中释放出来。
当空气中的水汽含量达到一定饱和度时，就会形成云。
其次，云的形成是降水的前提。
云是由大量微小的水滴或冰晶组成的气溶胶体系。
当大气中的水汽遇冷或遇到上升气流时，水汽会凝结成微小的液态水滴或冰晶，从而形成云。
云的类型和高度取决于气温、湿度和气流的变化。
接着，云中的水滴或冰晶会通过碰撞、合并或凝结成更大的水滴或冰晶，这个过程称为云滴或冰晶的凝聚过程。
当云滴或冰晶的直径增大到一定大小，它们就会变得足够重，无法被空气中的气流支持而下落。
最后，当云滴或冰晶下降到地面时，就形成了降水。
降水的形式可以是雨、雪、冰雹等。
降水的强度和时间取决于云的性质、大气环境和地形等因素。
总的来说，降水的形成是一个涉及水的相变和大气环境的复杂过程。
它需要有饱和的水汽存在于大气中，云的形成是降水的前提，云中的水滴或冰晶通过凝聚过程增大并最终下降到地面形成降水。
降水的形成过程是大气科学和气象学领域的重要研究内容，对于人类的生活和农业生产具有重要意义。
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云降水物理知识点
1. 学科性质和含义、学科划分、云降水物理过程中主要矛盾、感性认识、理性认识、人为干扰、研究对象、主要内容。
2. 湿空气达到饱和的主要途径、绝热上升膨胀冷却、干绝热递减率、抬升凝结高度、绝热含水量、水平混合降温、垂直混合降温、辐射降温、相变降温、夹卷降温。
3. 全球云和降水的分布特征、云雾的总体特征、微观特征、云的分类、云内相对湿度、积状云的特征（外形特征和空间尺度、垂直速度、时间尺度、温度等）、热泡的形成（热泡理论）、热气柱的形成、雷暴形成的几个阶段及其特征、层状云特点及与积状云的异同、亮带、卷云的特征、雾的定义、分类及形成过程。
4. 空中水凝物的相态分布、云滴谱、微物理特征量的计算和推导、云雾滴的尺度、CCN的尺度、雨滴的尺度、云的胶性稳定性、不同云雾中滴谱的差异、雨滴的轴比、降水强度、雨滴谱、液滴下落末速度、冰雪晶的形状和尺度谱分布、雪花尺度与温度的关系、冰雪晶的下落末速度、霰、稀凇附、密凇附、雹、冻雨、冰雹的分层结构、雹胚的分类及其影响因子、冰雹的尺度谱分布。
5. 核化、同质核化的含义及分类、异质核化的含义及分类、同质冻结与同质凝华的差异、中值冻结温度、寇拉方程、Kelvin方程、拉乌尔定律、云凝结核、巨凝结核、冰核、自然冰核的过冷却谱、冰核起核化作用的条件。
6. 云雾滴凝结增长的六个方程、质量扩散方程的推导、热扩散与能量平衡方程、通风因子对水滴凝结增长的影响、云滴尺度随高度的变化、云滴群凝结增长中过饱和度和微物理量的变化、起伏增长理论、冰晶的凝华增大、蒸凝现象、冰晶效应、冰雪晶的形状及影响因子。
7. 云雨滴和云凝结核的大小、碰撞效率及云滴半径对碰撞效率的影响、并合效率、碰并效率、碰并增长方程的推导、碰并增长与凝结增长对比、随机碰并增长、凝结与随机碰并结合的作用、雨滴繁生、降水效率。
8. 凇附、冰晶与云滴的碰撞效率、聚并（碰连）、雪花的形成、冰粒的形成、冰晶的繁生。
9. 冰雹的形状、尺度、相态、分层结构、雹胚、干增长、湿增长、临界含水量、冰雹云结构、冰雹增长过程、累积带理论。
10. 温带气旋锋面云系雨带、温带气旋锋面云系雨带的共同特征、播种云-供应云降水机制、热带气旋。