由 S小編 June 4, 2021
前言
最近雨水終於較前一陣子多了，今天北部甚至因為鋒面與彩雲颱風接近短時強降雨造成多處路面積水！上週末台灣也有一波較為顯著的降雨，稍稍緩和了近年來數一數二嚴重的缺水事態！然而嚴重缺水時，有些聲音指出中台灣降雨顯著減少和空汙脫不了關係，可能歷經停水的朋友，是否也曾聽過或這樣想過？就讓我們看看空汙和降雨的關係吧！
降雨的成因
聊空汙對降雨的影響之前，我們需要先簡單認識降雨的成因。當空氣中的水氣足夠多、且溫度夠低的時候，水蒸氣便有機會凝結形成小水滴，這時就是我們所看到的雲。當空氣中的水蒸氣撞到雲中的小水滴，就有機會附著在上面，使小水滴變大；同時小水滴之間也可能互相碰撞形成一個更大的水滴。當水滴夠大夠重時，就會從空中落下造成降雨啦。
萬事起頭難
雖然剛剛說到，當水氣夠多且溫度夠低的時候就有機會凝結形成小水滴，但這個「溫度低」可不是簡單的飽和就能做到的事！雲滴的形成涉及雲滴的曲率半徑、溫度、過飽和程度等(Köhler theory)，所謂萬事起頭難，要無中生有、形成一個小水滴是非常困難的，相對地小水滴長大成為大水滴可能還比較容易些。
空汙的影響
不過呢，如果有外力的介入，形成雲滴就不是那麼困難的事了。空汙中的大量氣膠微粒(aerosol)對於空氣中的水氣就是形成雲滴很好的外界幫助，相比於憑空凝結，水氣附著在氣膠微粒上而凝結所需克服的能量障礙降低許多，因此也較易形成初期的雲滴。不過你可能會想，這樣空汙既然能夠幫助雲的形成，不是應該也會讓降雨增多嗎？
的確，單看水氣凝結是因為大量氣膠微粒的存在而變容易了。由於四周的雲滴都比較容易形成，水氣能附著上的雲滴變得更多的，最後平均雲滴大小反而因此變得較小，使得降雨可能減少。中央大學最新的研究也指出，台灣西北部秋天污染日的平均日累積降雨量比乾淨日低了 6.8 毫米，使水庫蓄水量降低。
不過要注意的是，上面描述的都是氣膠微粒對暖雲(只有液態水和氣態水)的影響，如果有雲裡有冰晶那又是另外一個故事了，甚至可能使降雨增加。此外，不同種類的氣膠微粒對降雨的影響也有所不同，上述的只是最為概略的情形，科學家們也尚在努力瞭解更詳盡的機制，因此也無法直接斷定說空汙就會造成降雨減少。
小結
最後，上面講到氣膠微粒對降雨的影響，有一個很先決的條件，那就是空氣中要有足夠多的水氣！如果缺乏水氣，空汙對於降雨的影響非常有限，所以台灣前一陣子降雨少的主因其實還是水氣少喔。希望邁入西半部的雨季後能迎來夠多的降雨，讓大家早日脫離缺水之苦囉！
參考資料
- Köhler theory (Wiki)
- PM 2.5 會抑制下雨！中央大學發現：空汙日的平均降雨量少了 6.8 毫米 (TechOrange)
- Aerosol impacts on warm-cloud microphysics and drizzle in a moderately polluted environment.Atmos. Chem. Phys., 21, 4487–4502, 2021.