几十年来，科学家一直试图进一步了解云层中微小水滴如何长大到足以开始落向地面的复杂而神秘的事件链。更好地理解这一被称为“雨形成瓶颈”的过程，对于改进天气和气候的计算机模型模拟并最终产生更好的预报至关重要。

现在，由美国国家科学基金会国家大气研究中心(NSF NCAR)的科学家领导的研究小组发现，云层中空气的湍流运动在液滴的增长和降雨的形成中起着关键作用。

研究人员利用先进的计算机模型详细观察了 NASA 实地考察期间对积云中水滴的观测结果。这让他们能够追踪湍流对最终凝聚成雨滴的初始水滴的影响。

“这项研究表明，湍流对水滴聚结的影响对于水滴尺寸的演变和降雨的开始至关重要，”美国国家科学基金会国家大气研究中心的科学家、主要作者卡马尔·康特·钱德拉卡说。“积云中的湍流大大加快了降雨速度，并导致降雨量大幅增加。”

钱德拉卡及其同事发现，在有湍流的计算机模拟中，降雨形成时间比没有湍流的计算机模拟早了大约 20 分钟。在包含湍流的模拟中，雨水的质量是无湍流的模拟的七倍多。

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

从小水滴到雨水

降雨过程始于云中的小水滴在灰尘、盐或其他物质的微小颗粒周围凝结，这些颗粒被称为云凝结核 (CCN)。随着数百万个水滴相互碰撞，它们会聚结成更大的水滴，最终变得足够重，从云中落下。