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雨的形成源于地球上的水循环。地球上的水以三种状态存在：固体的冰、液体的水和气体的水蒸气。在太阳能量的作用下，地表的液态水不断蒸发，变成水蒸气上升到大气中。这个蒸发过程是整个水循环和降雨形成的起点。
太阳辐射是蒸发的主要动力。当太阳光照射到地表水体时，水分子吸收热能，运动加剧。当水分子获得足够的动能时，就能克服分子间的作用力，从液态转变为气态。蒸发主要发生在海洋、湖泊、河流等水体表面。由于水蒸气的密度比空气小，它会在热气流的推动下不断上升到大气中。
当水蒸气上升到高空时，由于海拔升高，温度逐渐下降。当温度降到露点以下时，水蒸气开始凝结。凝结过程需要凝结核，如尘埃、花粉、海盐等微小颗粒作为凝结中心。水蒸气围绕这些凝结核凝结成微小的水滴，无数个小水滴聚集在一起就形成了云。根据形成条件和高度的不同，会产生不同类型的云，如垂直发展的积云、水平分布的层云，以及高空的卷云。
云中的小水滴要变成雨滴，需要通过两种主要机制长大。第一种是碰撞聚合过程，大小不同的水滴在云中运动时，大水滴下降速度快，会追上并吞并小水滴，越来越大。第二种是冰晶过程，在高空的混合云中，冰晶和过冷水滴共存，由于冰面的饱和水汽压比水面低，水蒸气会从过冷水滴转移到冰晶上，使冰晶快速长大，最后下降时融化成雨滴。
当雨滴在云中长大到足够重量时，重力作用超过空气阻力，雨滴开始下降形成降雨。降雨的形成受到多种因素影响，包括温度、湿度、气压、风向等。完整的水循环过程是：太阳加热地表水体产生蒸发，水蒸气上升到高空遇冷凝结形成云，云中小水滴聚合长大成雨滴，最后降落到地面形成降雨，雨水通过地表径流重新汇集到水体中，继续下一轮循环。这个不断循环的过程维持着地球上水资源的更新和分配，是地球生态系统的重要组成部分。