簡介
氣象圖成雲致雨要經過一系列複雜的微物理過程：濕空氣上升膨脹冷卻，其中的水汽達到飽和，並在一些吸濕性強的雲凝結核上，凝結而成初始雲滴的凝結核化過程；雲中的過冷水滴或水汽，在冰核上凍結或凝華以及在-40℃以下，自然凍結成初始冰晶胚胎的冰相生成過程；水汽在略高於飽和的條件下時，在雲滴(冰晶)上進一步凝結(凝華)，使雲滴(冰晶)長大的
雲和降水微物理學凝結核化過程
人工降雨微小的初始雲滴，只有在相對濕度達百分之幾百的環境中才不致蒸發。但實際大氣的水汽含量很少能夠超過飽和值的1%。因此，在沒有雜質的純淨空氣中是難以直接形成雲滴的。事實上，大氣中存在著各種凝結核，這為凝結成雲滴提供了條件。
雲凝結核可分成兩類：親水性物質的大粒子，它不溶於水，但能吸附水汽，在其表面形成一層水膜，相當於一個較大的純水滴；含有可溶性鹽的氣溶膠微粒。它能吸收水汽而成為鹽溶液滴，屬吸濕性核。例如海鹽的飽和水溶液，只要環境相對濕度高於78%，就可以凝結長大。
隨著凝結水量的增加，溶液滴的濃度越來越小，所要求的飽和水汽壓也越高。但是，隨著凝結水量的增加，溶液滴的尺度也隨著增大，所要求的飽和水汽壓又隨尺度增大而降低。因此，不同濃度和不同尺度的溶液滴要求的飽和水汽壓值各不相同，當環境水汽壓大於相應的臨界值時，溶液滴即可繼續增長，隨著尺度的增大，溶液滴漸趨純水滴，這時溶液滴的飽和水汽壓也轉而下降，一個含千億分之一克食鹽的微粒，只要環境的相對濕度略大於100%，即可成為凝結核而生成雲滴。
冰相生成過程
雲降水物理雲中空氣上升而膨脹冷卻時，水汽不斷凝結。在凝結過程中，雲滴半徑的增長速度和雲中水汽的過飽和度成正比，與雲滴本身的大小成反比。所以在確定的水汽條件下，雲滴凝結增長越來越慢。在0.05%的過飽和條件下，一個由質量為十億分之一克食鹽生成的初始雲滴，從半徑為0.75微米開始，增長到1微米時需要0.15秒的時間，增長到10微米時需30分鐘，而增長到30微米時，就需要四小時以上的時間。雖然水汽在少數大吸濕核上凝結之後，可產生大的雲滴，但如果要它繼續增長到半徑為100微米的毛毛雨，就需要更長的時間，而積雲本身的生命大約只有一小時，故在上述情況下不可能形成雨滴；在層狀雲中，氣流上升的速度，只有幾厘米每秒，當大雲滴在不斷下落的過程中，還來不及長成雨滴，就會越出雲底而蒸發掉。總之，在實際大氣中，單靠水汽凝結是不能產生雨滴的。
雲滴相互接近時，發生碰撞併合而形成更大雲滴的現象，稱為雲滴碰並增長。在重力場中下降的雲滴，半徑大的速度較快，可趕上小雲滴而發生碰撞併合，這稱為重力碰並。但半徑不同的雲滴相互接近時，由於小滴會隨著被大滴排開的空氣流繞過大滴，所以在大滴下落的路途中，只有一部分小滴能和大滴相碰。相碰的雲滴，也只有一部分能夠合併，其他則反彈開來。碰並的比例稱為碰並係數，其數值由大小雲滴的半徑所決定，通常都小於1。半徑小於20微米的大雲滴對小雲滴的碰並係數很小。大雲滴穿過小雲滴組成的雲體時，其半徑在碰並過程中的增長率與碰並係數、大小雲滴之間的相對速度和小滴的含水量都成正比。大雲滴的半徑越大，碰並增長得就越快。
在實際大氣中，雲滴間的碰撞是一種隨機過程。雲中一部分大雲滴碰並小雲滴的機會比平均結果大，所以長得特別快；而其他雲滴的碰並速度，則比平均結果慢。由於雨滴的濃度只有大雲滴的千分之一左右，所以只需要考慮那些長得最快的少數大雲滴長成雨滴的過程。用這樣的概念建立起來的隨機碰並增長理論，所得到的雨滴生成時間，比連續增長的時間大大縮短，這與實際情況更加接近。此外，氣流的湍流混合作用和雲滴在電場作用下的相互吸引，也能使雲滴相互接近而發生碰並。一般認為這兩種機制，主要是對小雲滴的增長起作用。由液態水構成的雲體，若有足夠的厚度、足夠的上升氣流速度和液態含水量，其中的大雲滴就可以在碰並過程中長大為雨滴。這種過程稱為暖雲降水過程。
雲降水回波伯傑龍根據這個道理，於1933年提出了降水粒子的生成機制。他認為：在低於0℃的雲中，有大量的過冷水滴存在，冰晶的出現，就破壞了雲中相態結構的穩定狀態；雲中水汽壓處於冰面和水面飽和值之間，水汽在冰面上不斷凝華的同時，水滴卻不斷蒸發；冰晶通過水汽的凝華，可迅速長大而成雪晶。這樣，水分從大量的過冷水滴中不斷轉移到少數冰晶上去，終於形成了降水粒子。這即為冰晶過程，又稱伯傑龍過程。
過冷水滴一方面蒸發，水汽向冰晶轉移，使冰晶長大；一方面又和雪晶碰撞而凍結，使雪晶進一步長大。如果參加碰撞而凍結的過冷水滴很多，雪晶就會轉化為球狀的霰粒。雪晶還可能在運動中相互粘連成雪??化者，就是雪霰等固體降水；落到溫度高於0℃的暖區時，就會融化成雨滴。冰晶濃度在很多場合下高於環境的冰核濃度，這說明參與冰晶過程的冰晶，不僅從冰核作用過程中生成，而且當雪晶等固體降水粒子在-5℃左右和直徑大於24微米的過冷水滴碰撞凍結時，或者當鬆脆的枝狀冰晶碎裂時都可能產生一些碎冰粒。這種產生次生冰晶的過程，稱為冰晶繁生。
在中緯度地區，形成大範圍持續降水的層狀雲，往往比較深厚，雲頂常在0℃層以上：因而雲體的上部溫度較低，有大量冰核活化，這是產生冰晶的源地。冰晶長大之後降到雲體中部，那裡有大量的過冷水滴，可通過冰晶過程將水分供給冰晶，使冰晶繼續生長。故一般稱這種雲的上部為播種雲，中部為供應雲。在這種過程中長大的雪晶和雪團，落入下部0℃以上的暖雲中，就融化成為雨滴。在雷達螢光屏上，常可觀測到顯示這種融化過程的亮帶。
