雲和降水微物理學

雲和降水微物理學是研究雲滴、冰晶、雨滴、雪花、霰粒和雹塊等雲和降水粒子的形成、轉化、聚並增長的規律的學科，是雲和降水物理的組成部分。 ^[1] 

成雲致雨要經歷一系列複雜的微物理過程，濕空氣抬升膨脹冷卻達到飽和，在雲凝結核上凝結生成雲滴，並在過飽和條件下凝結長大，雲內較大尺度的滴可以在下落過程中因其落速大於小尺度滴而追上小滴，發生碰撞併合，而逐漸長大，最終成為雨滴落下，此稱為暖雲過程。雲如能發展到零度等温層以上高度，雲中的水汽或過冷水在冰核上凝華和凍結生成冰晶，並在過飽和水汽下凝華長大。

冰晶間可以發生聚並而成為雪團，冰晶可以碰並過冷水產生結淞而長大，條件許可下可能長成霰或雹。冰晶落入過冷水區由於在同温度條件下，冰面飽和水汽壓低於水面飽和水汽壓，而發生水滴蒸發和冰晶凝華長大的冰水轉化過程(又稱貝吉龍過程)，這是冷雲過程。冰雪，霰雹落入暖區後可以融化，並繼續與暖雲中的雲滴碰並，最終成雨滴落下。

雨滴尺度在實際大氣中大到6毫米後會自發破碎，雨滴碰並雨滴時也會發生破碎。冰晶在增長過程中淞附過冷水滴時，水滴凍結會發生冰晶繁生現象，冰晶濃度可急劇增加。開展雲微物理研究，可應用裝有探測不同尺度和濃度的粒子的專用儀器的飛機，對雲和降水粒子的尺度濃度的時空分佈進行探測，對降水物還可在地面收集樣品進行分析。

利用專門設計建造的雲室和雲霧風洞可以對雲和降水粒子的物理特徵如形貌，下落速度，以及凝結，蒸發，凝華，碰並等微物理過程進行室內模擬實驗。利用外場和室內模擬的結果，根據物理規律建立微物理的理論模型，應用計算機進行數值模擬也是有力的研究手段。 ^[1] 

對於雲和降水粒子形成、增長和轉化的規律的認識，主要是從理論研究和可控條件下的實驗中得到的。實際上，自然雲的環境和相應的微物理進程十分複雜，加上觀測方面的困難，對它們的認識還很粗淺。因此雲和降水微物理學的發展方向，主要是探測和研究以自然云為宏觀背景的粒子羣體的演變規律。