計量雨滴

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，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，它才能繼續凝結增長，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定的云中，云滴沒有足夠的凝結和并合增長的機會，只能引起多云、陰天，不大會下雨。

即使在同一片云內，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核的大小不同，凝結發生的先后也不同，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移多，碰撞的次數也就多，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。

雨滴千變萬化，要想測定其大小不是一件容易的事情。為此，人們設計出許多方法，比如攝影法、浸入法、面粉球法、濾紙色斑法、雷達觀測法和光學雨量計法等等。

雷達觀測法和光學雨量計法可實時、大面積地觀測包括雨滴粒徑及其分布在內的降雨基本特性，一般只應用于天然降雨的觀測：攝影法非常適用于實驗室內觀測模擬降雨。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構，造成土壤表層孔隙減少或者堵塞，形成“板結”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計人工降雨裝置的一項重要工作。另外，噴灌法灌溉農田時，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，太小，雨滴會隨風飄搖，落地不勻，還會增加蒸發損失。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計中必須做的事。

每當下大雨時，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。

[責任編輯]龐云