北京城的风和水——关于下雨的不太专业的科学解释

这几天正赶上入伏，北京城里是白天暴晒，晚上下雨。连着若干天都是这个样子。白天的北京上空，空明澄碧，万里无云。你根本想象不到这样晴空万里的天气会和疾风暴雨，电闪雷鸣扯上关系。然而到了夜晚，雷公电母像预约好了似的，到了九点钟前后就会准时出场。太阳刚落山的时候还是郎朗晴空，可是过了不到一个多小时，就乌云密布，电闪雷鸣了。白天，风神为了躲避太阳的暴晒，不知道跑到哪里去凉快了。在钢筋水泥的丛林里，人们感受的是烤肉的闷热。可是一到天黑，风神第一个来了精神，她用欢快的奔跑，迎接雨神的来临。不太正经的风，随心所欲的雨，摇动着树枝，拍打着窗户。把黑夜变成了他们肆意的舞台。这就是七月流火的夏天，北京城的风和水。

这雨怎么说来就来？水来自何处？提出这样问题的不一定是科学家，回答这个问题的也不一定是科学家。这样的问题似乎太小。好像不值得科学家们劳神费力。于是统计学家们就冒充科学家粉墨登场了。他们会拿出若干年的气象资料，来说明7月的北京就是这个样子。他们会爆出一系列的观测数据，告诉你今年的雨水情况和往年相比增长了多少？是不是正常？把数据做出了各种模型，对北京城的风和水做的研究成果丰富，论证了7月份北京下雨是一种大概率事件，可就是没有一个人用他的研究回答，这说来就来的雨是哪儿来的，这个看起来不起眼的小问题。

这个问题没有现成的结论，我们只好用一种不太专业的方法，对雨水的来龙去脉给出一个粗糙的科学解释。

一个地方的风水是由地形决定的。北京城的风和水也是由地形决定的。北京地处太行、燕山之阳。高高的山脊挡住了西北方向的冷风直接冲击北京城的地面，而是在其上方形成了一个运动速度相对缓慢的冷空气团。这个冷空气团常年停留在北京城的上空，即使盛夏时节，它也仍然盘旋在北京城的上方，除非遇到大的寒流，这个冷空气团才会快速南下。这个冷空气团覆盖在北京城的上方，形成了一个阻止空气向上流动的屏障。在冬天，压制地面气流难以向上扩散，使空气污染在地面沉积，形成人们身受其害的雾霾。不同高度的空气含水量是不同的，空气湿度把天空分成了多个层次，高层的天空是干燥的，基本不含水，在这里你很难找到云彩的踪影，中层的天空，云像一层薄雾，淡薄而缥缈。这个层面温度很低，含水量有限。湿度不高就达到了饱和状态。只有接近地面的低空，空气中的含水量才会比较高。大多数的雨水就是在这个高度形成的。低空的水主要来自地表的蒸发。当地的地表水的蒸发状况是能不能下雨的主要原因。冬天，地表温度较低，水分蒸发有限，再加上低空的温度很低，含水量在很低的水平就达到了饱和，所以冬天的空气总是显得比较干燥。在这种状况下很难形成降雪。于是我们在北京的冬天，很少看到下雪的时候。

到了夏季，特别是盛夏时，地表温度很高，水分蒸发强烈，大量的地表水分被输送到低空，大大的提高了空气中的水分含量。这些在低空中的水蒸气在地表热力的作用下形成的上升气流把水分带往高空，这个过程在每天的下午三四点钟达到高潮，这些向上攀升的水蒸气经过几个小时以后，与高空的冷气团相遇，形成云彩，此时正赶上太阳落山以后，地表和空气中的温度普遍下降，空气含水量的饱和点降低，水蒸气迅速凝成水滴形成降雨。这就是我们在入伏这几天遇到的天气情况。这个解释虽然不算太专业，但应该与事实相差不远。