◎北京科学中心

最近，北京连下几场雨，结束了前一段时间的高温天气，也一扫以往闷热的感觉，让人顿感秋高气爽。那么问题来了，在秋天，下雨和降温为何联系得如此紧密？

“一场秋雨一场寒”，这是古人通过长年累月的观察得出的宝贵经验。这句话的意思是，进入秋天后气温会逐渐降低，一场秋雨冷过一场。通常在后面还有一句话是“十场秋雨穿上棉”，几场秋雨过后就可以穿冬装了。这种说法背后的科学依据是什么呢？

太阳辐射的减弱

夏至以后，太阳直射点逐渐向南回归线南移，太阳向北半球射出的光线不断倾斜。此时，太阳辐射强度减弱，白昼时数减少。这不仅会使地面获得的热量越来越少，而且也使地面自身辐射冷却加剧，逐步向热量入不敷出的状态推进。

而且纬度越高的地区，热量入不敷出的情况越明显。这样，在高纬度地区，冷空气堆积得越厚，爆发南下的频次就越多，冷气团向南位移便成为必然，这是造成“一场秋雨一场寒”的最根本原因。

冷空气南下引起降雨

较冷空气向较暖空气方向输送，即空气从冷的地区刮到暖的地区，称为冷平流，常引起较暖地区的温度下降，是天气剧变的因素之一。

进入秋季后，一股冷空气从西伯利亚和蒙古国南下，遇到了南方的暖湿空气。冷暖气团交界面发生对抗、交绥，就形成了降雨。在白天，云层遮蔽阳光，并从高空降下“冷雨”，于是引起较为剧烈的降温现象。

辐射冷却的加剧

当白天形成降雨、引起降温后，到了夜间，随着云的散去，降温的过程仍在持续。

云层在影响温度方面的作用如同我们用来保暖的被子。云层一方面能吸收地面向外的长波辐射，另一方面将来自地面自身的辐射返还给地面，向地面发射长波辐射——大气逆辐射。

冷空气的到来会使得区域内空气变得干冷，气层较稳定。当相关地域被来自北方的冷气团控制后，夜间天气转晴，地面便失去了云层的覆盖，这导致地面辐射散热不会受到阻挡，当然，也不再有云层向地面的逆辐射。

太阳直射点南移，使得地面获得的热量逐渐减少，再加上地面自身辐射冷却的原因，地面上的温度会越来越低。发生在夜间的这一悄无声息的降温过程，往往使气温达到同期极端最低值。

由此看来，下雨导致的降温只是一种表象。冷平流加上地面的强烈辐射冷却，才是使人们感受到近地层空气“一场秋雨一场寒”的主要原因。

冷空气的频频南下

暖空气和冷空气交战之后，往往会败下阵来，向南方缓缓退去。而后，当地被冷气团控制，天气放晴，气温下降。数日之后当西伯利亚或蒙古地区又有新的冷空气南下，与日趋衰败的暖湿空气再次在当地上空交汇时，又会形成新的降雨、降温天气。

冷空气活动具有一定的规律性，一般来说，平均5-7天左右南下一次，十次秋雨差不多要两个多月时间，十场秋雨之后自然要穿棉了。

那么，夏天下了那么多场雨，为什么不会致寒？

夏季暖湿空气充沛，只要有微弱的冷空气就能形成降水，甚至大多数时候的降雨并不需要冷空气的参与。夏季的高温和强烈的太阳辐射促进了水汽的蒸发和大气对流，加上季风和热带气旋的影响，使得夏季降雨较多。因此，如果不是冷空气南下引起的降水，就不一定使气温降低了。

（文章源自微信公众号 数字北京科学中心）

编辑/韩世容