前言：Hello！大家好，我是一滴水，啊！不对，准确的说，现在的我还只是气态的水汽，因为我的相对湿度还没达到成为液态水的程度。那么，我是如何从气态的水汽成为液态的降水呢？在这一过程中我有哪些变化呢？在这一旅途中，我都去了哪里呢？接下来，请跟我一起来一次“一滴水”的奇幻旅途吧！

本文将通过介绍降水的形成、水汽输送的过程以及降水同位素指示水汽输送过程，来了解“一滴水”的旅途。

一、降水的形成

地球上的水体受到太阳光的照射后，就会随着蒸发作用到空气中。水汽在高空遇到冷空气，达到过饱和状态后便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小很轻，被空气中的上升气流托在空中，就聚成了云。而这些小水滴要变成雨滴降到地面，它的体积要增大100多万倍。

那么这些小水滴是怎样使自己的体积增长到100多万倍的呢？主要依靠两个手段，其一是云滴自身的凝结和凝华增大，其二是依靠云滴之间的的碰撞和并和作用增大。在雨滴形成的初期，云滴主要依靠不断吸收云体周围的水汽来使自己凝结和凝华。如果云体内的水汽能源源不断的得到供应和补充，使云滴表面经常处于过饱和状态，那么，这种凝结过程将会继续下去，使云滴不断增大，成为雨滴。

当云中的云滴增大到一定程度时，由于大云滴的体积和重量不断增加，它们在下降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小云滴，而且还会“吞并”更多的小云滴而使自己壮大起来。当大云滴越长越大，最后大到空气再也托不住它时，便从云中直落到地面，成为我们常见的雨水。

降水形成过程

二、水汽输送过程

水汽输送指的是大气中水分因扩散而由一地向另一地运移，或由低空输送到高空的过程。水汽在运移输送过程中，水汽的含量、运动方向与路线，以及输送强度等随时会发生改变，从而对沿途的降水以重大影响。

中国处于东亚季风区，因此中国上空的水汽输送有明显的季风特征。冬季，大陆广大地区盛行西北气流，虽然所含水汽量很小，但风力强劲而稳定，一般可将水汽送过长江流域，华南和东南沿海仍有西南和东南气流将水汽输入大陆，可达云贵高原上空；夏季，西北气流退缩到北纬35°以北。黄河中下游以南广大地区为夏季风所控制，南和西南气流携带丰沛水汽可送达华北平原。就多年平均而言，中国大陆的南边界、西边界、北边界为水汽入口，其中尤以南边界为主，东面为水汽出口。而其中最为重要的就是青藏高原的水汽输送过程。

青藏高原及其周边区域被誉为“亚洲水塔”，大量水资源以冰川、积雪、湖泊和河流的形式存储于此。热力和大地形动力的作用，使得青藏高原不断从印度洋和西太平洋地区抽吸水汽，水汽输送到高原后，以降水的形式进入高原水循环，成为补给高原水资源的关键机制之一。在气候平均态下，“亚洲水塔”的降水集中在夏季，其水汽输送的主导大气环流系统为南亚季风（又称“印度季风”）和西风，水汽输送以南边界为主，主要来源于印度洋和孟加拉湾；其次是西边界的输送，其输送的水汽量约为南边界的32%。不同季风也影响着青藏高原的不同区域，高原北部为低层西风控制区，高原东南部主要受亚洲季风控制。

水汽的辐合和抬升是影响水汽输送的重要过程，水汽的辐合和抬升就是暖湿空气在高原南缘辐合上升，到达高原主体高度时辐散，辐散的气流加强了高原表面的热低压引起的辐合气流，进一步维持高原上空的对流系统，最终形成高原的云和降水。印度中东部发展起来的对流系统在对流层中层西南风引导下越过喜马拉雅山，将携带的水汽输送到高原西南部，也就是“抬升-翻越”机制。

水汽输送“抬升-翻越”机制

三、降水同位素指示水汽输送

那么如何追踪“水”的“旅途”呢？这就需要组成水的同位素来指示了。

水的化学式是H₂O，由氢和氧两种元素组成。氢和氧也存在一些同位素，我们常见的水的组成是¹⁶O和¹H。除此之外，¹⁸O和²H是构成水分子的另外两种稳定同位素，其对气候与环境变化极为敏感，随气候参数或环境因子表现出明显的规律性变化特征，在水文循环中有显著的标记效应，能够反映水源、蒸发、混合等水文信息，可以作为水汽输送和水汽来源的变化的有效指示剂。

降水同位素指示水汽输送过程的原理主要是基于水中的同位素在相态变化时会发生相应的分馏，即从陆地上的液态水蒸发至空中成为气态到气态水凝结成小水滴通过降水回到陆地的过程中氢、氧同位素的δ¹⁸O和δ²H不同，以此作为指示剂进行追踪。

对于青藏高原区域，降水稳定同位素的“三模态”揭示出西风和印度季风控制的水汽输送的时空差异，即西风模态、印度季风模态和过渡模态。不同的模态主导的δ¹⁸O的季节变化特征也不同，由此可以判断西风和印度季风的水汽输送影响时间和空间范围。

一滴水的“旅途”短暂而又漫长，从蒸发、凝结、降落，它经过了很多的过程，也去了很多地方。看起来只是小小的一滴水，但是它可以作为气候因子为水文循环、气候变化等做出一定的指示与贡献。

小小的一滴水，也有着无限的能量！

【参考文献】

[1]周天军,高晶,赵寅,张丽霞,张文霞.影响“亚洲水塔”的水汽输送过程[J].中国科学院院刊,2019,34(11):1210-1219.

[2]http://www.cma.gov.cn/kppd/kppdsytj/201507/t20150722_288456.html