标题：云和降水物理学
定义
  云和降水物理学云和降水物理学是研究云和降水的形成和发展过程的学科，又称“云物理学”。[1]
解释
潮湿空气在冷却过程中，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。[1]
研究历史
早在19世纪中叶，人们就已经逐步了解了湿空气块上升时，其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，英国的爱根等提出了尘粒在水汽凝结而生成云滴过程中的作用，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，提出冷云降水机制。当时已经提出暖云中水滴互相碰并而增长成雨滴的假设，但一直到40年代末，才被雷达与飞机的观测所证实。
尽管有了成果，可是在40年代前，云和降水物理学仍然附属于物理学与气象学。大量关于云和降水特征观测资料，都是在40年代以后才获得的。40年代中期，人们开始对积云的结构和生消过程进行综合探测；1946年，朗绥尔和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；随后他们又对云的微物理过程和宏观的动力、热力特征，进行细致的观测研究，到了50年代中期，云和降水物理学才成为大气科学里的分支学科。[1]
研究内容
云和降水物理学的内容主要包括云和降水微物理学和云动力学。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；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。[1]
研究方法
  人工降水（1）外场观测试验是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）室内实验是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）理论研究是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。[1]
人工降雨
1.如何进行人工降雨？
把天上的水实实在在地降到地面上来，不让它白白跑掉，这就是人工降雨，但更为科学的称谓是"人工增雨"，有空中、地面作业两种方法。
空中作业，是用飞机云中播撒催化剂。地面作业，是利用高炮、火箭从地面上发射。炮弹在云中爆炸，把炮弹中的碘化银燃成烟剂撒在云中。火箭在到达云中高度以后，碘化银剂开始点燃，随着火箭的飞行，沿途拉烟播撒。飞机作业一般选择稳定性天气，才能确保安全。一般高炮、火箭作业较为广泛。
碘化银在人工降雨中所起的作用在气象学上称作冷云催化。碘化银只要受热后就会在空气中形成极多极细（只有头发直径的百分之一到千分之一）的碘化银粒子。1g碘化银可以形成几十万亿个微粒。这些微粒会随气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶。因此，用碘化银催化降雨不需飞机，设备简单、用 量很少，费用低廉，可以大面积推广。 除了人工降水（雨、雪）外，碘化银还可以用于人工消云雾、消闪电、削弱台风、抑制冰雹等。
2.人工降雨的条件
人工降雨要在云富含水汽情况下进行。人工降雨是要有充分的条件的。一般自然降水的产生，不仅需要一定的宏观天气条件，还需要满足云中的微物理条件。
例如：0℃以上的暖云中要有大水滴；0℃以下的冷云中要有冰晶，没有这个条件，天气形势再好，云层条件再好，也不会下雨。然而，在自然的情况下，这种微物理条件有时就不具备；有时虽然具备但又不够充分。前者根本不会产生降水；后者则降雨很少。此时，如果人工向云中播撒人干冰核，使云中产生凝结或凝华的冰水转化过程，再借助水滴的自然碰并过程，就能使降雨产生或使雨量加大。催化剂在云中起的作用，是使本来不会产生的降水得以产生，使已经产生的降水强度增大。
我们知道，有雨必先有云，但是有云不一定有雨。自然界过冷云降雨（或雪）是 由于云中除小水滴外，还有足够的冰晶--饱和水汽或过冷却水滴在冰核（不溶于 水的尘粒）作用下凝华或冻结而形成的冰相胚胎。过冷云中水滴的水分子会不断蒸 发并凝华到冰晶上，冰晶不断长大以致下落为雪，如果云下气温高于0 ℃，它们就 会融化成雨。如果自然界这种云雾中缺少足够的冰晶，因云中水滴十分细小，能够 长期稳定地在空气中悬浮而降不下来，于是就只有云而无雨。这时候如果向这种云 雾中播洒碘化银粒子，则能产生很多冰晶，云中水滴上的水分经蒸发、凝华迅速转 化到这些人工冰晶上，使冰晶很快长大产生降雪，如果地面气温较高，雪降落过程 中边融化边碰撞合并为水滴，最终成为降雨。这就是人工降雨。
运用云和降水物理学原理，通过向云中撒播催化剂（盐粉、干冰或碘化银等），把云滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面上，形成了降水。又称为人工增加降水。其原理为通过撒播催化剂，影响到云的微物理过程，使得在一定条件下本来不能自然降水的云，受激发产生降水；又可使本来能自然降水的云，提高了降水效率，增加降水量。撒播催化剂的方法有飞机在云中撒播与高射炮或火箭将碘化银炮弹射入云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等。
运用云和降水物理学原理，通过向云中撒播催化剂（盐粉、干冰、或碘化银等），使云滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面，形成降水。又称人工增加降水。其原理是通过撒播催化剂，影响云的微物理过程，使在一定条件下本来不能自然降水的云，受激发而产生降水；也可使本来能自然降水的云，提高降水效率，增加降水量。撒播催化剂的方法有飞机在云中撒播、高射炮或火箭将碘化银炮弹射入云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等。
由于自然降水过程和人工催化过程中的很多基本问题仍不很清楚，人工降水的理论和技术方法还处于探索和试验研究阶段。世界上先后约有80个国家和地区开展了这项试验 ，其中美国、澳大利亚、前苏联和中国等国的试验规模较大 。中国一些经常发生干旱的省、区都开展了这项试验，其中有许多成功的例子。这对于增加降水，缓解干旱的威胁，起到了积极的作用。[2]
与其他学科关系
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一微米的云核，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。[1]
分支学科
大气科学、气候学、物候学、古气候学、年轮气候学、大气化学、动力气象学、大气物理学、大气边界层物理、云和降水物理学、云和降水微物理学、云动力学、雷达气象学、无线电气象学、大气辐射学、大气光学、大气电学、平流层大气物理学、大气声学、天气学、热带气象学、极地气象学、卫星气象学、生物气象学、农业气象学、森林气象学、医疗气象学、水文气象学、建筑气象学、航海气象学、航空气象学、军事气象学、空气污染气象学 [1]