下雨是水汽在空气中凝结并增长到足够大后降落到地面的自然现象。这一过程需要三个基本条件：充足的水汽供应、使水汽上升的动力以及云滴增长为雨滴的物理机制。当太阳加热地表，水体蒸发形成水蒸气，暖湿空气受热上升后遇冷凝结成微小云滴，这些云滴通过碰撞合并或冰水转化逐渐增大，最终因重力作用克服上升气流而降落形成降雨。

从气象学角度分析，降雨形成机制可分为以下四个关键环节：地表水体在太阳辐射作用下蒸发为水蒸气，这是降水的水汽来源。根据实测数据，全球海洋每年向大气输送约4.5×10^17千克水汽，占大气水汽总量的85%以上。水蒸气随上升气流进入高空，每上升100米温度下降约0.6℃，当达到露点温度时便会在凝结核上凝结成云滴。研究显示，典型积雨云中每立方厘米含100-1000个云滴，直径仅10-20微米。第三阶段是云滴增长过程，主要通过两种途径：在温度高于-15℃的云层中，云滴通过碰撞合并增大，单个雨滴往往由百万个云滴合并而成；在混合云中，冰晶通过"伯杰龙过程"快速生长，即水汽从过冷却水滴向冰晶转移。最后当雨滴直径超过0.5毫米时，其末速度可达2-8米/秒，足以克服上升气流形成降水。气象观测表明，发展旺盛的积雨云垂直气流速度通常为5-15米/秒，这也是暴雨常伴随强对流活动的原因。

现代气象卫星和雷达观测进一步揭示了降雨系统的三维结构。在台风系统中，螺旋雨带内的上升气流速度可达20米/秒，使云滴能在短时间内增长为大雨滴。而层状云降水则依赖长时间、大范围的缓慢抬升运动，云滴通过碰并增长形成持续性降水。2025年4月全球降水监测数据显示，强对流云团发展时，云顶高度可达12-18公里，液态水含量超过2克/立方米，这类云体产生的小时降雨量往往超过30毫米。气候学研究还发现，近三十年全球水循环加速导致极端降水事件频率增加约12%，这与海洋蒸发量上升和大气持水能力增强密切相关。这些观测事实均验证了经典降雨形成理论的科学性，也为暴雨预报提供了物理基础。