云和降水的形成涉及到复杂的微物理学过程。首先，湿空气上升时，由于冷却，水汽达到饱和并在吸湿性强的云凝结核上凝结，形成初始的云滴，这个过程被称为核化。随后，云中的水滴或水汽在冰核上冻结或凝华，以及在低于-40℃的环境下自然冻结成冰晶，形成冰相生成过程。

在略高于饱和的条件下，水汽继续在云滴或冰晶上凝结或凝华，使得云滴或冰晶体积增大，这称为凝结增长或凝华增长过程。在下落过程中，云滴间的重力碰并使得较大云滴增长，尤其是在存在冰晶和过冷水滴时，冰晶会因水汽凝华而增大，过冷水滴则可能蒸发。

初始的微小云滴需要极高的相对湿度才能避免蒸发，但在实际大气中，水汽浓度通常远低于饱和。云滴的形成依赖于大气中存在的各种凝结核，如不溶于水的亲水性物质和含有可溶盐的气溶胶微粒，它们提供凝结的基础。

随着凝结水量增加，溶液滴的饱和水汽压和浓度要求各异。当环境水汽压超过临界值，溶液滴会持续增长，最终可能接近纯水滴。冰晶的生成则依赖于冰核的存在，杂质的存在使得水分子更容易聚集形成冰晶胚胎。

在上升冷却的云中，云滴的半径增长速度与过饱和度和自身大小成比例，这导致云滴在相同水汽条件下凝结增长速度减慢。云滴的碰并增长是形成更大云滴的关键，尤其是重力碰并。然而，由于碰并系数通常小于1，大云滴对小云滴的碰并效果有限，只有在特定条件下，如湍流和电场影响下，云滴增长过程才会加速。

总的来说，虽然云滴的凝结、碰并和重力增长是降水过程的重要步骤，但在实际大气中，水汽凝结本身不足以直接形成雨滴，必须通过复杂的相互作用和条件才能形成雨滴，这就是暖云降水过程的基础。

扩展资料

云和降水微物理学是研究云粒子(云滴、冰晶)和降水粒子(雨滴、雪花、霰粒、雹块等)的形成、转化和聚合增长的物理规律的学科。它是云和降水物理学的重要组成部分，又是人工影响天气的理论基础。