水全部循环了吗？雨是怎么形成的？
在高中《地理》上册（人教版2004年印）第77页，课本上讲了“水循环”的问题，并配了水循环示意图。把这里讲的同第42-43页的天气系统相比，有一些共通之处，即都是关于“下雨”的问题。表面上看，下雨只不过是地球上的一种水循环过程，没有什么学问可谈。可实际上，天为什么会下雨的问题已经困扰了科学界300多年，至今也没有找到准确的答案。这本《地理》教科书还是在同学生做迷藏，只知道弄些表观的现象来糊弄同学，对雨雪的成因问题只字未提。下面是本人《地球大揭秘》的一些观点，转贴于下，请给位少年大侠审读：
十八、地面热量失踪了吗？太阳每天都在把大地晒热，给海水加温，几亿年如此，可是大地和海洋为何没有将这些热积累起来呢？地面所接收的辐射热跑到哪里去了呢？它不可能传到地底，因为地底是一千多度的炽热岩浆，它也不可能传到高空，因为等离子层的温度比岩浆更高。按热力学第二定律，只要地面没有散热的途径，它应永远保持太阳辐射进来的热量，难道地面的热量失踪了吗？热平衡问题是地球物理学无法回避的，地球表面的几笔热量收支帐目还算楚，因为水在不断蒸发，把地面的热量带到了对流层顶部，并在那里丢掉热
量，还原为水（雨）后回到地面。这表明太阳辐射到地面的热量没钻到地底，而是回到了空中。
问题在于，水既然把地面的热量带到了对流层顶部，那么云层顶部的气温应比地面更高。而实测结果反而更低，赤道上空１７公里处的日照最强，而云层顶部气温却低于高纬，约－７０℃左右，难道太阳会把云层越晒越冷？水从地面带上来的热量会在这里消失？现代气象学至今没有回答这个问题，在解释夏天为什么多雨和冰雹时，总是说“上升暖湿气流遇到高空冷风锋面……”等，而高空为什么会有冷风而不是热风的问题，则被回避或绕开了。其实，云顶层的气态水分子所受到的太阳辐射比地面更强，８～１７公里高空，太阳紫外线、伦琴射线更直接地作用于水汽分子，云顶一部分水分子进行着“第二次蒸发”。
所谓“第二次蒸发”，就是水分子在高空更强烈的辐射环境下电离，电离的化学方程式为：
〖ＪＺ〗４Ｈ２Ｏ〖ＦＹ（〗辐射〖ＦＹ）〗４ＯＨ－↑＋４Ｈ＋↑
这个反应过程同实验室电解水的过程完全一致，即４个水分子在强光辐射作用下分解为４个负氢氧根离子和４个氢原子核。所不同的是，空气稀薄的高空，被分解出来的４个氢原子核不可能像在地面实验室里那样，很容易从周围物质中抢夺４个电子，并结合为氢气分子。４个负氢氧根离子所带的４个电子也不可能像在地面那样，很快向邻居转“嫁”，因为高空“人口”密度太低。在氮气分子的海洋中，氢原子核一从水分子中分解出来，体积膨胀，疯快地向等离子层浮升，负氢氧根离子也缓慢地向平流层底部浮升。
由于４个体积的水变成了４个体积的负氢氧根离子和４个体积的氢原子核，共由４个体积变成了８个体积，这里显然是吸热反应。反应发生区域的热量被氢原子核H＋或氢原子H与氢离子H＋２带到了更高天层，被负氢氧根离子带到了平流层底部，这就造成了对流层顶部－５５℃至－７０℃的低温环境。
４个氢氧根负离子在向平流层底部浮升的过程中，也在缓慢地进行着还原反应，反应式为：
４ＯＨ－↑＝２Ｈ２Ｏ↓＋Ｏ２＋4ｅ
即４个负氢氧根离子还原成２个水分子、１个氧分子并放出４个电子。这里由４个体积变成了３个体积，属放热反应。正因为放出了１个体积的热量，从而使平流层底部气温回升到－４５℃。从整个双向反应的结果来看，仍有３个体积（假定氢原子核与氢分子体积相同）的热量被氢核带到了外空，地球又会像彗星甩掉彗发那样，把带着热量的多余氢原子核（质子）丢到太空，以维持整个地球的热平衡。这里，水的两次蒸发是地球热平衡过程的基本途径。可见，从地面把热带到高空的水蒸汽并没有全部转化为雨而回到地面，其中一部分物质与热量一起逃离了地球，溶进了太空。
十九、雨与雪的成因
当你飞行在１万米高空，看到更高处仍有少量雾障与淡云时，往往会有这样的疑问，为什么大多数云粒都在云海海面以下，这些高云有什么特殊，能比其它云飘得更高呢？实际上，２０公里高空都还有极稀薄的水分子存在，如前所述，这个高度的水分子不是从地面直接就蒸腾上来的，而是“第二次蒸发”后，负氢氧根离子还原出来的水分子。因为氢氧根（ＯＨ－）的分子量是１７，比水气分子量小１，故比水气浮得更高。当它们在平流层底部还原成水（Ｈ２Ｏ）后，在－４５℃的气温环境下，立即凝结成固态的霰粒，其直径在１微米以下，反射阳光，就像是雾障，特别浓密时，便犹如淡云。原理如图２２。
〖ＴＰＫ２2，＋90mm。96mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓２２〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
由于大量霰粒向云海掉落，云层的水雾向霰粒聚集，冻成较大的霰粒。当聚到１毫米左右直径时，原霰粒熔解为水，成为雨滴下落到地面。在冬季，原霰粒未被熔解，形成雪花或大霰粒下落到地面，这便是雨和雪的成因。在晴天时，高空霰粒在穿过没有云的云层时，因气温增高而在半空熔解，化为薄雾，或降落地面成为露、霜、或在降落途中，又被第二天的阳光和风再次蒸发。这些高空霰粒体积太小，容易熔解，不易现场“抓获”，故它的存在和作用常被气象学家们忽略。
现气象学一讲雨雪的成因，就说是暖湿气流遇到了冷气团，或湿热空气上升后冷却凝结云云。问题是，在夏秋雨季里，这些冷气团是从哪里来的呢?难道是从南北极圈专门跑来下雨的不成?既然湿热空气把地面的水汽与热能带到了高空，高空应该更热，为何又会冷却凝结为雨雪的呢?不首先弄清对流层顶部出现低温的原因，这种雨雪成因理论就根本不能自圆其说。
如前所述，第二次蒸发是高空寒冷的主因，大量霰粒落入云海并吸热熔解，会使云海“雪上加霜”，当云汽在这种寒冷条件下凝结为雨滴和雪粒后，比重增大，浮力消失，当然会向下飘落，形成雨雪。现在所说的“对流雨”、“地形雨”、“锋面雨”、“台风雨”、“人工降雨”等都只是在说明降雨过程所伴随的现象，并没有说清降雨的原因。
１８０１年，发现天王星的威廉•赫歇尔（英国）指出，太阳耀斑、黑子少时，地面雨量减少，他揭示了太阳辐射强度与降水量的正比关系。其实太阳辐射强度最直接地与“第二次蒸发”量成正比，辐射越强，第二次蒸发量越大，霰粒越多，造成的雨量越大，大气湿度相对降低，使海洋和湿地的第一次蒸发更快，……全年降雨次数增多，降水总量增大，这便是太阳辐射与降水的因果链条。
以上正比关系是就全球降水总量而言的，就局部地区而言，它往往表现为反比关系。受季风影响，西风风筒的赤道（即大气圈旋转的赤道线）时而倾向北半球，时而偏在南半球。若多数耀斑在上半年爆发，猛增的太阳风风力会使地球的西西南风加速，从而使西风风筒赤道向北旋进得更远，带往北半球的云量更多，降水增多，洪涝灾害也增多；与此同时，南半球云量减少，降水减少，干旱加剧，人们现非常狭义地把它称为厄尔尼诺现象。如１９５９年前后，北半球普遍干旱，而南半球却降水充沛。１９７２年前后，非洲严重干旱，而美国、菲律宾洪水成灾。１９９１年前后，非洲南部仍严重干旱，而中国南部洪水泛滥。这些表明，南北两半球的降水量往往不平衡，但全球降水总量与太阳辐射强度仍是成正比的。