Mưa hình thành khi không khí ẩm bốc lên cao, lạnh đi tới mức hơi nước ngưng tụ thành những giọt nước li ti bám quanh hạt bụi, tạo thành mây; các giọt này va nhau, lớn dần hoặc lớn lên qua tinh thể băng, đến khi đủ nặng thì rơi xuống thành mưa. Một giọt mưa bình thường to gấp khoảng một triệu lần thể tích một giọt mây, nên quá trình "lớn lên" ấy mới là phần khó và thú vị nhất.
Bước 1: hơi nước vào không khí
Mỗi ngày, Mặt Trời làm bốc hơi một lượng nước khổng lồ từ biển, sông hồ, đất ẩm và lá cây. Hơi nước là chất khí vô hình, trộn trong không khí. Không khí càng nóng càng chứa được nhiều hơi nước — đó là lý do mùa hè nhiệt đới oi ẩm đến vậy.
Việt Nam có Biển Đông ấm ngay cạnh và rừng, ruộng đồng rộng, nên không khí tầng thấp gần như lúc nào cũng nhiều hơi nước.
Bước 2: không khí bốc lên và lạnh đi
Hơi nước chỉ ngưng tụ khi không khí lạnh xuống tới điểm sương. Cách phổ biến nhất để không khí lạnh đi là bốc lên cao: áp suất giảm, không khí giãn nở và nguội đi. Có bốn cách chính khiến không khí bốc lên:
| Cơ chế nâng | Diễn ra thế nào | Ví dụ ở Việt Nam |
|---|---|---|
| Đối lưu | Mặt đất nóng, không khí sát đất nóng lên, nhẹ đi, bốc lên | Mưa rào chiều mùa hè ở Nam Bộ |
| Địa hình | Gió gặp núi bị đẩy lên sườn | Mưa lớn sườn đông Trường Sơn mùa thu – đông |
| Front | Khối không khí lạnh luồn xuống dưới, đẩy không khí nóng ẩm lên | Mưa khi không khí lạnh tràn về miền Bắc |
| Hội tụ | Gió từ nhiều hướng dồn về một vùng, buộc phải đi lên | Dải hội tụ nhiệt đới, bão, áp thấp |
Bước 3: ngưng tụ thành mây
Hơi nước không tự kết thành giọt trong không khí sạch dễ dàng. Nó cần một "hạt nhân" để bám vào: hạt bụi, muối biển, khói, phấn hoa, gọi chung là hạt nhân ngưng kết. Mỗi hạt nhân trở thành một giọt mây đường kính chỉ khoảng một phần trăm milimét. Hàng tỉ giọt như thế lơ lửng tạo thành đám mây.
Giọt mây nhỏ đến mức rơi rất chậm, và chỉ một luồng không khí đi lên nhẹ đã giữ được nó trên cao. Đó là lý do mây có thể lơ lửng cả ngày mà không mưa.
Bước 4: giọt mây lớn thành giọt mưa
Có hai con đường chính, các nhà khí tượng đã giải thích từ đầu thế kỷ 20.
Con đường "mưa ấm": va chạm và kết hợp
Trong mây có giọt lớn giọt nhỏ. Giọt lớn rơi nhanh hơn, va vào giọt nhỏ và nuốt chúng. Càng lớn càng rơi nhanh, càng nuốt nhiều. Ở vùng nhiệt đới như Việt Nam, nhiều trận mưa từ mây tầng thấp hình thành theo cách này, kể cả khi mây không có băng.
Con đường "mưa lạnh": qua tinh thể băng
Ở trên cao, nhiệt độ dưới 0°C, trong mây có cả giọt nước quá lạnh (dưới 0°C mà chưa đông) lẫn tinh thể băng. Tinh thể băng hút hơi nước nhanh hơn giọt nước, nên lớn rất nhanh. Khi đủ nặng, chúng rơi xuống, đi qua lớp không khí ấm bên dưới thì tan thành mưa. Quá trình này mang tên các nhà khoa học Wegener, Bergeron và Findeisen. Phần lớn mưa lớn từ mây dông, kể cả ở xứ nóng, đều có giai đoạn băng trên đỉnh mây.
Giọt mưa có hình gì
Tranh vẽ thường cho giọt mưa hình giọt lệ, nhọn ở đầu. Thực tế, giọt nhỏ gần như tròn. Giọt lớn hơn khi rơi bị sức cản không khí ép dẹt phía dưới, trông như chiếc bánh bao bị đè. Giọt quá lớn (khoảng trên 5–6 mm) không bền và vỡ ra thành nhiều giọt nhỏ. Vì vậy mưa không có giọt to như quả nho.
Mưa phùn, mưa rào, mưa dầm khác nhau ở đâu
- Mưa phùn: giọt rất nhỏ (dưới 0,5 mm), rơi từ mây tầng thấp, dày; lất phất, kéo dài. Đặc trưng cuối đông – đầu xuân miền Bắc.
- Mưa rào: từ mây đối lưu (mây tích, vũ tích), bắt đầu và kết thúc đột ngột, cường độ thay đổi nhanh. Đặc trưng mùa hè và mùa mưa phía Nam.
- Mưa dầm: mưa vừa, đều, kéo dài nhiều giờ hoặc nhiều ngày, từ hệ mây tầng rộng lớn, thường liên quan front hoặc gió mùa mạnh.
- Mưa dông: mưa rào kèm sấm sét, gió giật.
Vì sao có mây mà không mưa
Mây chỉ cho mưa khi giọt lớn đủ nhanh và đủ nhiều trước khi mây tan. Nếu luồng không khí bốc lên yếu, mây mỏng, hoặc lớp không khí bên dưới quá khô, giọt mưa có thể bốc hơi giữa chừng. Đôi khi ta thấy những "dải mưa" như sợi tóc treo dưới đáy mây mà không chạm đất — hiện tượng gọi là virga.
Góc nhìn hôm nay: tự quan sát quá trình tạo mưa
- Thử quan sát mây tích mùa hè từ sáng đến chiều: sáng là những cụm bông nhỏ, trưa lớn dần, chiều dựng thành tháp đen — rồi mưa.
- Thí nghiệm nhỏ: hơi nước từ nồi đun gặp mặt vung lạnh sẽ ngưng tụ thành giọt, giọt lớn dần rồi nhỏ xuống. Đó là mô hình thu nhỏ của mây và mưa.
- Sách giáo khoa Địa lý 10 có phần "ngưng tụ hơi nước, mây và mưa" giải thích ngắn gọn; WMO có Atlas Mây Quốc tế (bản trực tuyến) với hình ảnh từng loại mây.
Câu hỏi thường gặp
Mưa được hình thành như thế nào?
Không khí ẩm bốc lên cao, lạnh đi, hơi nước ngưng tụ quanh hạt bụi thành giọt mây. Các giọt va nhau hoặc lớn lên qua tinh thể băng, khi đủ nặng thì rơi xuống thành mưa.
Vì sao mây không rơi xuống?
Vì giọt mây rất nhỏ, chỉ khoảng một phần trăm milimét, rơi cực chậm và được luồng không khí đi lên giữ lại. Chỉ khi giọt lớn lên nhiều mới rơi được thành mưa.
Giọt mưa có hình giọt lệ không?
Không. Giọt nhỏ gần như tròn, giọt lớn bị ép dẹt phía dưới khi rơi. Giọt quá lớn sẽ vỡ ra thành nhiều giọt nhỏ hơn.
Mưa phùn khác mưa rào thế nào?
Mưa phùn có giọt rất nhỏ, rơi đều và kéo dài từ mây tầng thấp. Mưa rào có giọt lớn, bắt đầu và tạnh đột ngột, rơi từ mây đối lưu như mây tích, mây vũ tích.
Điểm sương là gì?
Điểm sương là nhiệt độ mà khi không khí lạnh tới đó thì hơi nước trong nó bắt đầu ngưng tụ. Điểm sương càng gần nhiệt độ không khí, không khí càng ẩm.