计量雨滴

瑞　语

雨是从云层降落的小水滴。无论是瓢泼大雨还是毛毛细雨，雨水都是一点一滴的落到地面上来的，只是雨滴的大小不同：暴雨时的雨滴直径一般有3～4毫米，最大时可达6～7毫米，而毛毛雨的雨滴直径则在0．5毫米以下。

云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。也就是说，落到地面的雨滴大小取决于天上的云。在各种不同的云内，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，而且降落下来，要看云中水汽含量的多少与云中垂直运动的强弱。如果水汽含量越多，垂直的运动就越强，那么雨点子就会越大。

首先，需要云很厚，云滴浓密，含水量多，这样，它才能继续凝结增长，其次，还需要存在较强的垂直运动，这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的云中，云滴没有足够的凝结和并合增长的机会，只能引起多云、阴天，不大会下雨。

即使在同一片云内，所下的雨点子大小也不同。这是由于雨滴是由云滴增大而形成的，但原始的云滴因为凝结核的大小不同，凝结发生的先后也不同，大小也就是不相同的，大小水滴由于水汽压的不一样，水分容易从小水滴转移到大水滴上去，这使大水滴不断的增大，小水滴也会变小。并且云中各部分水汽的含量、温度、乱流、云滴的多少、上升气流的强弱等；也不相同，因此云滴的凝结增大速率与碰撞增大速率也不一样，再加上云的厚度各个部分都有差别，不同的云滴在云中移动的时间与路程也有不同，时间久、路程长，大小云滴之间水汽转移多，碰撞的次数也就多，这就使水滴的大小相差更为明显。雨滴掉出了云底之后，会在下落过程中受到空气阻力的作用，直径超过7毫米的雨滴大都破碎掉了。

雨滴千变万化，要想测定其大小不是一件容易的事情。为此，人们设计出许多方法，比如摄影法、浸入法、面粉球法、滤纸色斑法、雷达观测法和光学雨量计法等等。

雷达观测法和光学雨量计法可实时、大面积地观测包括雨滴粒径及其分布在内的降雨基本特性，一般只应用于天然降雨的观测：摄影法非常适用于实验室内观测模拟降雨。观测中，先用摄影机拍摄出正在下落中的雨滴的相片，然后在显微镜下测量出该雨滴的粒径：浸入法是用盛有油料的容器接盛雨滴，通过测量油中水珠直径来确定雨滴的大小。由于油与水不融合，且油比水轻，因此落人油中的雨滴因表面张力的作用而变成球形水珠，这样就可直接测量出该雨滴的直径。面粉球法是将雨滴收集在盛有面粉的容器中。雨滴与面粉接触后，每个雨滴就产生一个小小的湿面球。烘干后称重，测出每个雨滴的大小，色斑法又称作滤纸法，是历史悠久、应用最广泛的一种雨滴粒径测量方法。该法基于“水滴在同一材料上形成的色斑大小与水滴的粒径大小成正比”的假定，通过量测雨滴在相同材料上形成的色斑大小推知相应的雨滴粒径。

也许有人会问，一点一滴地去计量雨滴的大小有必要吗?当然有必要啦!

降雨会对地表造成侵蚀，雨滴击溅可能破坏土壤结构，造成土壤表层孔隙减少或者堵塞，形成“板结”引起土壤渗透性下降，输沙能力增大等。因此降雨雨滴的观测，是研究天然降雨和人工模拟降雨特征及设计人工降雨装置的一项重要工作。另外，喷灌法灌溉农田时，也要控制雨滴的大小，如果太大，雨滴不仅会打伤幼苗，还容易使土层板结，太小，雨滴会随风飘摇，落地不匀，还会增加蒸发损失。最好把人工雨滴的平均直径控制在1～3毫米。因此，测定雨滴成了喷灌灌溉设计中必须做的事。

每当下大雨时，不少电视频道也会开始“下雨”，影像变得模糊不清，另外移动电话也会出现杂音变大。这是由于雨滴对电磁波有散射衰减作用，被称为“雨衰减”。雨滴大小不同衰减作用也不同，所以测量雨滴的大小就成了解决这个通讯传输难题的前提条件。

[责任编辑]庞云