Koalesensi
Bentuk butir hujan menurut ukurannya
Koalesensi terjadi ketika butir air bergabung membentuk butir air yang lebih besar, atau ketika butir air membeku menjadi kristal es yang dikenal sebagai proses Bergeron. Resistensi udara mengakibatkan butiran air mengambang di awan. Ketika turbulensi udara terjadi, butiran air bertabrakan dan menghasilkan butiran yang lebih besar. Butiran air besar ini turun dan koalesensi terus berlanjut, sehingga butiran menjadi cukup berat untuk melawan resistensi udara dan jatuh sebagai hujan.
Koalesensi umumnya sering terjadi di awan atas titik beku dan dikenal sebagai proses hujan hangat.[19] Di awan bawah titik beku, kristal es mulai jatuh ketika memiliki massa yang cukup. Umumnya, kristal membutuhkan massa yang lebih besar daripada koalesensi yang terjadi antara kristal dan butiran air sekitarnya. Proses ini bergantung kepada suhu, karena butiran air superdingin hanya ada di awan bawah titik beku. Selain itu, karena perbedaan suhu yang besar antara awan dan permukaan, kristal-kristal es ini bisa mencair ketika jatuh dan menjadi hujan.[20]
Butiran hujan memiliki beragam ukuran mulai dari diameter rata-rata 0,1 milimeter (0,0039 in) hingga 9 milimeter (0,35 in), di atas itu butiran akan terpisah-pisah. Butiran kecil disebut butiran awan dan berbentuk bola. Butiran hujan besar semakin pepat di bawah seperti roti hamburger, butiran terbesar berbentuk mirip parasut.[21] Berbeda dengan kepercayaan masyarakat, bentuk butir hujan yang asli justru tidak mirip air mata.[22] Butiran hujan terbesar di Bumi tercatat di Brasil dan Kepulauan Marshall pada tahun 2004—beberapa di antaranya sebesar 10 milimeter (0,39 in). Ukuran besar ini disebabkan oleh pengembunan partikel asap besar atau tabrakan antara sekelompok kecil butiran dengan air tawar yang banyak.[23]
Intensitas dan durasi hujan biasanya berkaitan terbalik yang berarti badai intensitas tinggi memiliki durasi pendek dan badai intensitas rendah memiliki durasi panjang.[24][25] Butir hujan pada hujan es cair
cenderung lebih besar daripada butiran hujan lain.[26] Butir hujan jatuh pada kecepatan terminalnya, lebih besar untuk butiran besar karena massanya yang lebih besar terhadap rasio tarikan. Di permukaan laut tanpa angin, gerimis 0,5 milimeter (0,020 in) jatuh dengan kecepatan 2 meter per detik (4,5 mph), sementara butiran besar 5 milimeter (0,20 in) jatuh pada kecepatan 9 meter per detik (20 mph).[27] Suara butir hujan menabrak air disebabkan oleh gelembung air berosilasi di bawah air.[28][29] Kode METAR untuk hujan adalah RA, sementara kode untuk hujan deras adalah SHRA.[30]
