瑞 語
雨是從云層降落的小水滴。無論是瓢潑大雨還是毛毛細(xì)雨,雨水都是一點一滴的落到地面上來的,只是雨滴的大小不同:暴雨時的雨滴直徑一般有3~4毫米,最大時可達6~7毫米,而毛毛雨的雨滴直徑則在0.5毫米以下。
云是由許多小水滴和小冰晶組成的,雨滴和雪花就是由它們增長變大而成的。也就是說,落到地面的雨滴大小取決于天上的云。在各種不同的云內(nèi),其云滴大小的分布是各不相同的。云滴能不能增大到雨滴的大小,而且降落下來,要看云中水汽含量的多少與云中垂直運動的強弱。如果水汽含量越多,垂直的運動就越強,那么雨點子就會越大。
首先,需要云很厚,云滴濃密,含水量多,這樣,它才能繼續(xù)凝結(jié)增長,其次,還需要存在較強的垂直運動,這樣才能增加多次碰撞并合的機會。而在比較薄的和比較穩(wěn)定的云中,云滴沒有足夠的凝結(jié)和并合增長的機會,只能引起多云、陰天,不大會下雨。
即使在同一片云內(nèi),所下的雨點子大小也不同。這是由于雨滴是由云滴增大而形成的,但原始的云滴因為凝結(jié)核的大小不同,凝結(jié)發(fā)生的先后也不同,大小也就是不相同的,大小水滴由于水汽壓的不一樣,水分容易從小水滴轉(zhuǎn)移到大水滴上去,這使大水滴不斷的增大,小水滴也會變小。并且云中各部分水汽的含量、溫度、亂流、云滴的多少、上升氣流的強弱等;也不相同,因此云滴的凝結(jié)增大速率與碰撞增大速率也不一樣,再加上云的厚度各個部分都有差別,不同的云滴在云中移動的時間與路程也有不同,時間久、路程長,大小云滴之間水汽轉(zhuǎn)移多,碰撞的次數(shù)也就多,這就使水滴的大小相差更為明顯。雨滴掉出了云底之后,會在下落過程中受到空氣阻力的作用,直徑超過7毫米的雨滴大都破碎掉了。
雨滴千變?nèi)f化,要想測定其大小不是一件容易的事情。為此,人們設(shè)計出許多方法,比如攝影法、浸入法、面粉球法、濾紙色斑法、雷達觀測法和光學(xué)雨量計法等等。
雷達觀測法和光學(xué)雨量計法可實時、大面積地觀測包括雨滴粒徑及其分布在內(nèi)的降雨基本特性,一般只應(yīng)用于天然降雨的觀測:攝影法非常適用于實驗室內(nèi)觀測模擬降雨。觀測中,先用攝影機拍攝出正在下落中的雨滴的相片,然后在顯微鏡下測量出該雨滴的粒徑:浸入法是用盛有油料的容器接盛雨滴,通過測量油中水珠直徑來確定雨滴的大小。由于油與水不融合,且油比水輕,因此落人油中的雨滴因表面張力的作用而變成球形水珠,這樣就可直接測量出該雨滴的直徑。面粉球法是將雨滴收集在盛有面粉的容器中。雨滴與面粉接觸后,每個雨滴就產(chǎn)生一個小小的濕面球。烘干后稱重,測出每個雨滴的大小,色斑法又稱作濾紙法,是歷史悠久、應(yīng)用最廣泛的一種雨滴粒徑測量方法。該法基于“水滴在同一材料上形成的色斑大小與水滴的粒徑大小成正比”的假定,通過量測雨滴在相同材料上形成的色斑大小推知相應(yīng)的雨滴粒徑。
也許有人會問,一點一滴地去計量雨滴的大小有必要嗎?當(dāng)然有必要啦!
降雨會對地表造成侵蝕,雨滴擊濺可能破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤表層孔隙減少或者堵塞,形成“板結(jié)”引起土壤滲透性下降,輸沙能力增大等。因此降雨雨滴的觀測,是研究天然降雨和人工模擬降雨特征及設(shè)計人工降雨裝置的一項重要工作。另外,噴灌法灌溉農(nóng)田時,也要控制雨滴的大小,如果太大,雨滴不僅會打傷幼苗,還容易使土層板結(jié),太小,雨滴會隨風(fēng)飄搖,落地不勻,還會增加蒸發(fā)損失。最好把人工雨滴的平均直徑控制在1~3毫米。因此,測定雨滴成了噴灌灌溉設(shè)計中必須做的事。
每當(dāng)下大雨時,不少電視頻道也會開始“下雨”,影像變得模糊不清,另外移動電話也會出現(xiàn)雜音變大。這是由于雨滴對電磁波有散射衰減作用,被稱為“雨衰減”。雨滴大小不同衰減作用也不同,所以測量雨滴的大小就成了解決這個通訊傳輸難題的前提條件。
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