并非所有雨滴都大小相同。雨滴从天而降，其大小是由多种因素决定的，包括产生降水的云层在地球的哪个位置、雨滴是在云层的哪个位置产生的。幸有NASA与JAXA的联合全球降水观测（GPM）任务，科学家首次获得了世界各地雨滴和雪花的太空三维快照。借助该任务提供的最新全球雨滴和雪花尺寸数据，科学家能够提高卫星资料和数值天气预报模型的降水估测准确度，帮助我们更好地了解和防范极端天气活动。

“雨滴谱是决定暴风雨激烈程度、持续时间和最终雨水量的因素之一，”位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心气象学家Joe Munchak说道。“我们到现在才弄清楚水滴在全球范围内是如何变化的。”

暴风云中含有的水滴大小不一，最终降落成雨或雪。通常，云层核心的水滴在降到地球表面时，会相互碰撞并集聚，因而水滴变得较大，而在边缘部位和较高处，水滴则偏小。水滴未发生碰撞或自身分裂时，尺寸往往较小。科学家将同一云层内不同位置不同尺寸的雨滴和雪花数量称为“粒径分布”。

为精确获知一场暴风雨的降水量，科学家需要了解大水滴与中小水滴的比例。以往由于早期研究仅限于独立地点，全球数据有限，研究人员不得不假定该比例，Munchak说。

“如果不清楚这些大水滴与中小水滴之间的关联或比例，我们在确定所知的降水量时就会出现重大误差，进而对了解长期积水量造成重大影响，而我们也正需要长期积水量信息才能预测出暴洪情况，” Munchak说。

借助GPM卫星三维雨滴谱快照，科学家还可洞察暴风雨结构及其表现形式。雨滴谱通过改变暴风雨穿过干燥空气时的蒸发率而影响暴风雨强度，Munchak说。例如，较小雨滴往往蒸发较快，雨后的空气就会更加凉爽。这导致向下的气流流动更加强烈，到达地面时，就会刮起具有破坏性的大风。但是这些向下的气流也会干扰对暴风雨具有助推作用的向上气流，使暴风雨减弱或消退。

Munchak说，“这些复杂的相互关系部分取决于雨滴谱，GPM卫星测量值对预测这些相互关系会起到实实在在的作用”。

GPM卫星于2014年发射，并将首个双频测雨雷达（DPR）以及一部多波道GPM微波成像仪（GMI）载入太空。DPR对降水量进行了详细的3D测量，同时GMI利用一组（13个）优化频率检索出地球表面强降水、中度降水和弱降水的测量值。GPM卫星增进了我们对太空降水的了解，同时，该信息对改善天气模型和预测也将发挥至关重要的作用。

上图为概念图，显示了暴风雨中雨滴大小和分布的变化过程。蓝色和绿色代表直径为0.5-3mm的小雨滴。黄色、橘色和红色代表直径为4-6mm的较大雨滴。黄色、橘色和红色所占比例较大的暴风雨，其含水量要高于蓝色和绿色比例较大的暴风雨。