小雨

作為日常口語中“小雨”，表示“不大的雨”，大致的情況是：雨點清晰可見， 沒漂浮現象，下地不四濺，窪地積水慢，屋上雨聲微弱，屋檐只有滴水，不帶傘能在雨中短距離行走而不至於把衣服全淋濕。

作為氣象學角度描述的小雨，中國氣象業務工作中規定：①1小時內的雨量小於等於2.5mm的雨；②24小時內的雨量小於10mm的雨。 ^[2]  小雨是降水等級的6級劃分方法中除痕量降水外的次低降水強度等級。

降水是連接天氣、氣候、水循環等方面的關鍵物理過程，也是支持生態系統和人類生存的清潔水的最終來源，研究降水的變化和預測對於氣象和氣候來説是極為重要的。在降水研究中，降水量、降水強度、降水頻次是主要的研究方面。近年來，我國降水呈現出南澇北旱的特徵，降水強度有增加趨勢，但是年降水頻次卻是呈現一致的減少趨勢，乾旱與洪澇事件同時增加。從平均狀況看，小量級的降水量的多少主要取決於雨日數的變化，且從年降水、季降水到月降水都符合這一規律。在前人的研究中，對容易導致洪澇的極端強降水關注較多，而對小雨的關注相對較少。

小雨和中雨的雨量總和在我國大部分地區特別是北方廣大地區都佔年降水量的60 %以上，並且微量降水事件的顯著減少已在我國北方地區的乾旱化問題中體現出來，小雨頻次的減少已成為降水頻次減少的主要原因。 ^[3] 

（1）儘管小雨的降水強度較小，但累計起來仍然佔據了年降水量的相當比例，通過統計可知，我國西北地區平均年小雨量約20~120 mm，年總降水量約為100~300 mm，我國其他地區年小雨量為100~250 mm，年總降水量為500~2 000 mm；我國長江以南地區年小雨日數能超過100 d，即使是在乾旱的西北地區也能達到20 d。同時小雨頻次在我國許多地區都高於大雨或者暴雨，研究指出在中國東部地區北部和南部的夏季，小雨日分別佔總雨日的83%和74%。因此小雨量和小雨日對我國降水變化有重要作用，是我國氣候變化的重要指標之一。

（2）小雨與更大強度的降水相比，它更容易滲透進入土壤，不易形成地表徑流，對保持土壤濕度、灌溉植物、防止森林火災有非常重要的作用，因而小雨的變化對於許多地區乾旱化演變非常重要，已成為乾旱化發展趨勢的重要特點之一；同時降水對污染物有清除作用，而小雨對氣溶膠污染的清除作用最為顯著，對我國大氣環境質量有重要影響。

（3）由於小雨的降水強度不大，它比其他等級的降水更易受到全球變暖、氣溶膠含量增加等人為活動的影響，而中到大雨一般是受大尺度環流變化的影響，如環流與水汽，因此小雨變化是人類活動影響氣候的現象之一。 ^[3] 

一定時段內，降落到水平地面上（假定無滲漏、蒸發、流失等）的雨水深度叫做雨量。如日降雨量是在1日內降落在某面積上的總雨量。此外，還常有年降雨量、月降雨量以及多少小時降雨量等，若將逐日雨量累積相加，則可分別得出旬、月和年雨量。次降雨量是指某次降雨開始至結束連續一次降雨的總量。 ^[1] 

雨量等級表（降水量單位：mm）

地球上的水受到太陽光的照射之後，就變成水蒸氣被蒸發到空氣中去了。水蒸氣在高空遇到冷空氣便凝聚成小水滴。這些小水滴都很小，直徑只有0.0001～0.0002毫米，最大也只有0.002毫米。它們又小又輕，被空氣中的上升氣流託在空中。就是這些小水滴在空中聚成了雲。這些小水滴要變成雨滴降到地面，它的體積大約要增大100多萬倍。這些小水滴的體積增長到100多萬倍主要依靠兩個手段，其一是凝結和凝華增大。其二是依靠雲滴的碰撞並增大。

在雨滴形成的初期，雲滴主要依靠不斷吸收雲體四周的水氣來使自己凝結和凝華。如果雲體內的水汽能源源不斷得到供應和補充，使雲滴表面經常處於過飽和狀態，那麼，這種凝結過程將會繼續下去，使雲滴不斷增大，成為雨滴。但有時雲內的水氣含量有限，在同一塊雲裏，水汽往往供不應求，這樣就不可能使每個雲滴都增大為較大的雨滴，有些較小的雲滴只好歸併到較大的雲滴中去。如果雲內出現水滴和冰晶共存的情況，那麼，這種凝結和凝華增大過程將大大加快。當雲中的雲滴增大到一定程度時，由於大雲滴的體積和重量不斷增加，它們在下降過程中不僅能趕上那些速度較慢的小云滴，而且還會“吞併”更多的小云滴而使自己壯大起來。當大雲滴越長越大，最後大到空氣再也託不住它時，便從雲中直落到地面，成為我們常見的雨水。

按照中國氣象局的定義，小雨是指日降水量p≤10 mm 的降水，其中又可以細分為痕量降水(有降水，但沒有具體數值記錄)，p ≤1 mm·d^-1(輕雨)，以及1

-1的降水。對不同強度等級的小雨的研究發現，痕量降水頻次除了在長江中部以南的個別站點外在全國都呈現減少趨勢，而輕雨頻次在1961—2005年夏季有顯著減少，並且減少的區域不侷限在半乾旱地區，而是廣泛存在於100°E以東的地區。

研究者將輕雨細分為0.1~0.3 mm·d^-1和0.4~0.9 mm·d^-1進行分析，發現輕雨減少主要是0.1~0.3 mm·d-1的輕雨減少，0.4~0.9 mm·d^-1的降水頻次變化不大。對於1^{-1等級的小雨，進一步細分為1}的等級。

日降水量p 值越小的等級，降水量和降水頻次在近幾十年來減少就越顯著，且這種減少不僅僅發生在夏季。 ^[3] 

在過去幾十年中，多數大陸上觀測到大雨增加、小雨和中雨減少的現象。 ^[3] 

較早在國際上報道我國小雨減少的研究工作是Gong等在分析1956—2000年我國半乾旱區5—9月逐日降水量資料時，提到我國北方地區的小雨頻次減少，趨勢為-1.42 d·(10 a)^-1 (超過99%的顯著性檢驗), 並且在同屬小雨的範疇內，雨量有增大的趨勢。此後，通過分析了1960—2000年的降水資料，發現全國幾乎都有小雨減少的現象，小雨頻次的減少佔總降水頻次減少的66%。

研究者對1961—2005年夏季不同等級的降水進行分析，指出小雨在除了中國西北地區以及長江流域個別站外的其他地區均呈現減少趨勢，並且小雨的減少是伴隨着温度升高發生的。緊接着Fu等利用類似的線性趨勢分析方法，重新分析了1961—2000年的逐日降水資料指出，西南地區小雨的頻繁發生是與西南渦有緊密聯繫的，而在黃河流域的中下游，長江流域的中下游小雨頻次均有顯著減少。2009年進一步分析指出，中國東部地區夏季降水事件主要是小雨事件，在中國東部的南方和北方，小雨頻次分別佔總降水頻次的83%和74%，並且小雨頻次和小雨量均呈現減少趨勢，而這種減少主要集中在量級小於2 mm·d^-1的小雨。2013年Huang等分析1961—2010年中國622站夏半年和冬半年小雨變化特徵，指出夏半年在中國東部（100°E）地區小雨減少比較顯著，趨勢為-0.9d·(10 a)-1，也即-3%/(10 a)（通過99%顯著性檢驗），而冬半年在中國東部地區小雨趨勢為-0.8 d·(10 a)^-1，通過99%顯著性檢驗。2013年Fu等分析中國南方和珠三角地區不同等級的降水變化時，也指出1960—2010年期間，毛毛雨和小雨呈現顯著地減少趨勢（通過95%顯著性檢驗），其中小雨在中國南方和珠三角地區的趨勢係數分別為-0.725、-0.666。

除我國出現明顯的小雨減少現象外，也有研究指出歐洲、北美、亞洲在1973—2009年出現小雨減少的現象，Huang等採用站點資料分析了北半球中高緯度的小雨時空分佈特徵，並利用EOF分解結果第一模態分析指出無論是夏半年還是冬半年在北美、歐洲南部以及中國西北小雨呈現增加趨勢(雖然中國西北地區很多站增加趨勢沒有通過顯著性檢驗)，而在歐亞大陸(中歐，東歐，北亞以及中國東部)則呈現了長期的減少趨勢，在中國冬季和夏季小雨頻次減少的空間分佈類似，夏季減少要更為明顯一些。 ^[3] 

降水形成主要有三個條件：(1) 水汽由源地水平輸送到降水地區，即水汽輸送條件；(2) 水汽在降水地區輻合上升，在上升中絕熱膨脹冷卻凝結成雲，即垂直運動條件；(3) 雲滴增長變成雨滴而下降，即雲滴增長的微物理條件[。從降水形成機制出發，強降水通常形成於快速成長的對流雲中，多與大氣的動力輻合、地形抬升和地表加熱所導致的水汽上升運動有關；而強度較小的降水則更多地與雲的微物理過程有關。 ^[3] 

已有研究對小雨減少的原因主要從温度、氣溶膠、水汽三個方面進行討論。其中，温度直接影響水汽凝結,温度升高影響可降水雲的凝結高度,使雲量減少從而抑制小雨的形成,而空氣的垂直運動與大氣垂直温度和濕度的分佈有關。大量氣溶膠的存在將減少地面獲得的太陽輻射能量，增加大氣穩定度，抑制上升運動；同時，高濃度氣溶膠通過參與雲的凝結成核作用，改變雲的微物理結構和特徵，使雲滴尺度減小，抑制降水。 ^[3] 

除了考慮温度、氣溶膠對小雨的影響外，小雨的減少可能與太陽輻射和雲量變化有關。 ^[3] 

通過對觀測資料分析發現，我國小雨減少是伴隨近年來的增暖過程發生的，並且前期研究已經發現總降水量的變化趨勢對全球變暖有很好的響應，根據克拉伯龍-克勞修斯方程可知，温度升高會使大氣的持水能力增強，而且已有研究表明短時降水的增強與極端降水的增多與增暖符合克拉伯龍-克勞修斯方程，雖然由克拉伯龍-克勞修斯方程估計的強降水量變化與實際變化有差異。温度升高在使強降水強度增強的同時，也使小雨和中等強度的降水頻次減少，也即小雨向大雨偏移。因此把小雨減少的原因歸結為增暖，並提出其中的物理機制是同樣水汽含量的空氣在暖環境中比在冷環境中更難凝結降水，以我國1951—1994年白天和夜間的總雲量均下降了約1—2%作為佐證。並且研究發現在中國東部，痕量降水和輕雨的減少多發生在增暖更明顯的區域。此後，按照這一思路開展的研究工作通過分別繪製我國小雨頻次和温度的線性趨勢係數分佈圖，並對痕量降水和輕雨,温度分別去趨勢對比，發現兩者在大尺度特徵上相似，在冬秋兩季温度比春夏兩季增暖明顯時，輕雨和痕量降水的減少也比春夏兩季更為明顯，因此認為增暖是小雨頻次減少的重要原因。

由於人口和化石燃料燃燒增加，使近年來我國氣溶膠濃度顯著增加。從氣溶膠角度分析我國小雨減少，其主要依據是由於氣溶膠含量增多，氣溶膠間接效應使雲滴半徑減小、雲滴生命期延長不易形成降水導致。

研究者分析了1956—2005年間我國小雨量和日數的變化，發現在華東地區小雨日數和雨量均減少，而總降水量卻顯示了與小雨不同的特徵，在華東北部減少南部增多，而且大氣水汽含量與小雨的統計相關並不顯著，通過利用雲分辨模式對中國東部地區不同污染程度下的降水情況進行了模擬，指出最大降水率在重污染的情況下為9.6 mm·h^-1，比無污染的情況下低6倍，儘管模擬的雲不能代表中國東部地區夏季所有云的類型，但是低降水率的降水頻次的顯著減少也表明了在污染區氣溶膠的增加可能導致小雨頻次減少。因此把小雨減少的原因歸結為氣溶膠，物理機制主要是間接效應使降水難度增加，也即氣溶膠的顯著增加會使雲滴半徑減小，雨滴濃度減小，小雨滴不能有效參與碰並過程，從而延遲降水形成。此後，採用WRF模式耦合分檔雲模式模擬氣溶膠對雲和降水過程的影響，結果證實雲凝結核的濃度能改變深對流雲的降水量和降水頻次的時空分佈，但是對層雲的影響不顯著。

大氣水汽含量對降水的影響是不可忽略的，已有研究指出中國西南地區中雨減少是由於水汽減少，而西北地區降水增加是由於西北地區近年來水汽輸送偏多的原因。研究者分析半乾旱區小雨頻次減少時指出總雲量和近地面相對濕度分別以-3%/(10a)，(-1~1.5)%/(10 a)的速度在減少，其中總雲量的減少速率與小雨頻次減少速率-3.2%/(10 a)比較一致。 ^[3] 

中國氣象業務工作中規定：

（1）1小時內的雨量小於等於2.5mm的雨；

（2）24小時內的雨量小於10mm的雨。該規定不適用於中國西部乾旱地區，有關省另有規定。雨點清晰可見, 沒漂浮現象；下地不四濺；窪地積水很慢；屋上雨聲微弱，屋檐只有滴水；12小時內 降水量小於 5mm或24小時內降水量小於10mm的降雨過程。 ^[2] 

（1）雨是地球水循環不可缺少的一部分，是幾乎所有的遠離河流的陸生植物補給淡水的惟一方法；

（2）雨可以灌溉農作物，利於植樹造林；

（3）小雨能夠減少空氣中的灰塵，能夠降低氣温；

（4）下雨了可以隔絕嘈雜的世界營造安寧的環境，可以催眠，可以洗刷街道。

（1）雨下多了會影響植物生長；

（2）持續較長的陰沉小雨天氣，此時百物極易獲潮黴爛；

（3）持續的雨天也會影響人的情緒,使人覺得煩悶、壓抑。