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1)  Physics of cloud and precipitation
云降水物理
2)  cloud precipitation physics
云雾降水物理学
3)  cloud physics and precipitation
云物理和降水
4)  Cloud and precipitation microphysics
云和降水微物理
5)  Microstructure of cloud-precipitation
云-降水微物理结构
6)  Physics of precipitation
降水物理
补充资料:云和降水物理学
      研究云和降水的形成和发展过程的学科,又称云物理学。潮湿空气在冷却过程中(最重要的是空气上升时的膨胀冷却过程),当水汽达到饱和状态,并在大气凝结核或大气冰核上凝结时,形成云滴或冰晶,再经过一系列的物理过程,演变成降水物而降落。决定成云致雨的主要因素,是大气运动的热力过程和动力过程、水汽的含量以及云和降水的微结构特征。
  
  简史  早在19世纪中叶,已逐步形成了湿空气块上升时凝结过程的热力学理论,这是云的宏观动力学的基础。1880~1881年,英国的J.爱根等提出了尘粒在水汽凝结而生成云滴过程中的作用(称为凝结核),但直到20世纪20年代,才建立了云滴的凝结理论。1933年,瑞典气象学家T.H.P.伯杰龙从理论上研究了冰晶和水滴间的水分转移问题,提出了冷云降水机制。虽然当时已经提出暖云中水滴互相碰并而增长成雨滴的假设,但直到40年代末,才被雷达和飞机的观测所证实。尽管有了这些成果,可是在40年代之前,云和降水物理学仍然附属于物理学和气象学。大量关于云和降水特征的观测资料,都是在40年代以后获得的。40年代中期,开始对积云的结构和生消过程进行综合探测。1946年,I.朗缪尔和V.J.谢弗在过冷层状云中播撒干冰,成功地进行人工降水试验,促使云和降水物理学蓬勃发展起来。随后对云的微物理过程和宏观的动力和热力特征,进行了细致的观测研究,到50年代中期,云和降水物理学才成为大气科学中的分支学科。
  
  主要内容  云和降水物理学包括两个方面:①云和降水微物理学。主要研究组成云和降水的云滴、冰晶和雨、雪、霰、雹等降水粒子的生成、增长和转化等微观物理过程。②云动力学。主要研究云和云系整体的宏观特征,热力过程和动力过程及其演变的规律。微观和宏观两个方面既有区别,又互相联系、互相影响。例如大气的热力过程和动力过程,决定了云和降水微物理过程的速率和持续的时间;而云和降水发展过程中所释放的潜热,以及云和降水粒子对气流的拖曳,又反过来影响空气的运动,即:释放的潜热将增加云继续向上发展的能量,使气流的上升加剧,拖曳作用将促使气流下沉。
  
  研究方法和手段  云和降水物理学的研究主要有三个环节:①外场观测试验。用飞机作为运载工具,携带各种探测仪器,飞至云中取样,探测云、雨粒子的浓度、相态变化、含水量,以及温度、上升气流等数据;使用雷达观测云中大粒子区的演变过程和云中的气流;配合卫星和常规气象装备,对云雨过程进行宏观的观测。通过分析研究观测的结果,可获得云和降水的宏观结构和微观结构及其演变的知识。②室内实验。利用云室和风洞等装置,在精确控制的温度、压力、湿度和风等条件下,对云和降水粒子的生成、增长等过程,进行模拟实验,将其结果同外场观测结果相互验证。③理论研究。在室内实验和外场观测试验的基础上,应用数学和物理的基本规律,建立云和降水的理论模式,利用电子计算机计算,定量研究云和降水的过程。
  
  与其他分支学科的关系  云和降水是在一定的天气形势条件下产生和发展的,大部分重要的天气现象,如雷暴、冰雹、龙卷以及暴雨、梅雨、台风、连阴雨等,都与云和降水有关。所以云和降水物理学与天气学有密切的关系。从另外的角度看,云和降水过程是地球大气的热量、水分和动量平衡的关键因素,它不仅影响到局地的和短期的天气过程,也影响到大气环流和全球气候的变化。此外,云和降水还会影响大气污染、大气雷电和电磁波的传播。因此,云和降水物理学与气候学、动力气象学、大气物理学、大气探测和大气化学等分支学科以及应用技术都有密切的关系。由于人工影响天气的主要途径是影响云和降水的微物理过程,因此云和降水物理学是人工影响天气的理论基础;反过来,人工影响天气试验的广泛开展,又大大地促进了云和降水物理学的发展,并丰富了它的内容。
  
  随着仪器装备的革新、现代计算技术的应用、探测资料的积累和理论研究的不断深入,云和降水物理学无论在微物理学方面,还是在宏观动力学方面,都有不少进展。但由于云和降水的过程极其复杂,它包括了从尺度小于1微米的云核,直到尺度达千公里的云系之间的许多物理过程,因此,无论在探测和实验方面,还是在理论方面,都还待进一步的深入研究。
  

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