降水主要发生在空气的上升运动区。这一结论基于气象学基本原理和大量观测数据，其形成机制可通过以下三方面详细阐述：

从热力学角度分析，上升运动导致空气绝热冷却。当含有水汽的空气团受外力抬升时，因海拔升高气压降低而发生体积膨胀，根据热力学第一定律，气团内能减少表现为温度下降。实验数据表明，干空气绝热直减率为9.8℃/km，饱和湿空气约为5℃/km。这种降温使得空气相对湿度逐渐达到饱和点，水汽在凝结核上发生相变，形成云滴或冰晶。气象观测显示，层状云系的云底高度通常对应抬升凝结高度，而积雨云的垂直发展更直接印证了上升运动与降水形成的正相关关系。

微物理过程验证了上升区的关键作用。云物理学研究表明，云滴增长主要通过两种途径：凝结增长和碰并增长。在上升气流中，持续的水汽供应使云滴通过扩散作用增大体积；不同大小的云滴因末速度差异产生碰撞合并，该过程效率与上升速度呈正比。当云滴半径超过40微米时，重力作用将克服气流托力，形成可降落到地面的降水粒子。雷达观测数据显示，强降水回波核心总是对应着强烈的垂直上升运动区，最大上升速度可达10-15m/s。

第三，宏观环流特征支持该结论。全球降水分布图与上升运动区高度吻合：赤道辐合带常年存在大规模上升运动，对应年降水量超过2000mm；副极地低压槽的锋面抬升形成中纬度主要降水带；山地迎风坡的地形抬升产生显著降水增强。相反，在副热带高压控制的下沉区，如撒哈拉沙漠年降水量不足100mm。数值模拟表明，若关闭模式中的垂直速度项，全球降水将减少90%以上。

特别需要指出，上升运动的形成机制具有多样性。热力对流产生的局地强上升，常见于夏季午后雷阵雨；锋面抬升形成大范围层状云降水；地形强迫产生持久上升运动，造就"雨极"现象；台风眼墙区的剧烈上升可产生每小时超过100mm的特大暴雨。但无论何种驱动机制，水汽相变和粒子增长都必然发生在上升气流中。气象卫星的垂直运动反演产品与地面雨量计数据的相关系数达0.82，进一步验证了这一规律。

现代气象业务中，该原理已转化为重要预报指标。中央气象台的强降水预报模型将700hPa上升运动速度作为首要参数，当数值超过0.5Pa/s时发出暴雨预警。2024年华北特大暴雨过程分析显示，极端降水时段对应着异常强烈的上升运动，850hPa垂直速度达-2.4Pa/s。人工影响天气作业也遵循该原理，通过催化剂促进上升区内的冰晶增长来提高降水效率。

从气候变化角度看，全球变暖背景下大气持水能力增强，但降水格局变化仍严格受垂直环流调整支配。IPCC第六次评估报告指出，上升运动区降水增幅是下沉区的3倍，这种"干者愈干、湿者愈湿"的特征，正是降水物理本质的宏观体现。高分辨率模式预测，本世纪末上升运动区降水强度还将增加7-10%，而下沉区可能继续减少5-8%。