Es mag verlockend sein zu sagen, dass Regen von Wolken kommt, aber Sie können auch sagen, dass Regen Wolken sind, und geben ihre träumen davon, Wasserdampf zu sein und wieder auf die Erde zu fallen, wo sie ihre Reise durch den Niederschlagskreislauf beginnen nochmal. Wenn Sie besser verstehen möchten, warum Regen von Wolken fällt, beginnen Sie mit diesem Niederschlagszyklus, dem Mechanismus, durch den Wasser von der Erde in die Atmosphäre und wieder zurück fließt.
Den Niederschlagszyklus verstehen
Die auf der Erde verfügbare Wassermenge ändert sich nie. Aber sein Zustand (Flüssigkeit oder Gas/Dampf) tut es, und das alles dank der thermischen Energie der Sonne. Wenn flüssiges Wasser von der Sonne erhitzt wird, erhält es genug Energie, um seine Moleküle zu zerbrechen und in Wasserdampf umzuwandeln.
Je wärmer die Luft, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Diese warme, feuchtigkeitsgesättigte Luft steigt zusammen mit dem darin enthaltenen Wasserdampf auf und kühlt sich beim Aufsteigen ab. Sobald die Luft über den "Taupunkt" abgekühlt ist, kondensiert sie um "Kondensationskeime", die normalerweise winzige Staub-, Rauch- oder sogar Salzpartikel sind, die in der Luft schweben. (Wenn Sie schon einmal durch einen Sonnenstrahl geschaut und Staubpartikel in der Luft tanzen gesehen haben, ist das ein großartiges Bild.)
Die winzigen Wassertröpfchen, die sich zunächst bilden, sieht man als Wolken – und wenn man genau auf Wolken im Himmel, Sie werden sehen, dass sie als Reaktion auf die kriegerischen Kräfte der Verdunstung ständig schrumpfen und wachsen Kondensation.
Tipps
Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der in der Luft mehr Kondensation als Verdunstung stattfindet, und so beginnt Wasserdampf zu kondensieren und zu Wassertröpfchen zu verschmelzen, die als Regen fallen können. Der Taupunkt kann zwischen den 30ern (Fahrenheit) und in seltenen Fällen bis zu den 80ern variieren. Weitere Informationen zum Taupunkt im Vergleich zur durchschnittlichen Luftfeuchtigkeit finden Sie unter Ressourcen.
Wie aus Wolken Regen wird
Wasserdampf, der zu winzigen Tröpfchen kondensiert und Wolken gebildet hat, ist auf dem besten Wege, zu Regen zu werden – aber noch ist er nicht da. Im Moment sind die Wassertröpfchen so winzig, dass die Luftströmungen sie in der Luft halten, genauso wie wirbelnde Staubpartikel in der Luft bleiben können. Aber während diese Tröpfchen weiter aufsteigen, getragen von aufsteigenden warmen Luftkörpern, haben sie zwei Wege, um zur Erde zurückzukehren.
Die erste ist, wenn Wassertröpfchen kollidieren und mit anderen Tröpfchen verschmelzen und schließlich schwerer werden als der Auftrieb der Luft um sie herum, woraufhin sie durch die Wolke fallen. Oder, durch den sogenannten Bergeron-Findeisen-Wegener-Prozess, den Eisprozess des Niederschlags oder einfach den Bergeron-Prozess, steigen die Tröpfchen hoch genug, um zu Eiskristallen zu gefrieren, mehr Wasserdampf anzuziehen und schnell zu wachsen, bis sie schwer genug sind, um als Schnee zu fallen oder zu schmelzen und zu fallen als Regen.
Tipps
Wusstest du schon? Die aus Wolken fallenden Wassertropfen – also Regen – haben die Form weniger wie der Tropfen aus einem Wasserhahn, sondern eher wie eine kleine Kugel. Wenn sie größer werden, werden sie vom Widerstand der Luft beeinflusst und fangen an, eher wie ein Hamburgerbrötchen oder eine Bohne auszusehen; und wenn sie groß genug werden, zerbrechen sie tatsächlich in kleinere Tröpfchen.
Wie kommt Regen aus Wolken?
Sobald ein Wassertropfen von der Wolke zur Erde springt, kommt er mit dem unzeremoniellen Klatschen eines Regentropfens an. In der Regel. Je nach atmosphärischen Bedingungen kann es aber auch als Eisregen, Graupel (Eispellets vermischt mit Regen oder Schnee), Hagel oder natürlich Schnee kommen.
Sie können auch viele verschiedene Arten von Regen sehen, wie Ihnen jeder bestätigen kann, der die anhaltenden Nebel Irlands oder den donnernden Regen der Tropen erlebt hat. Die Form des Regens wird nicht nur von atmosphärischen Bedingungen wie der Lufttemperatur, sondern auch von Landschaftsformen beeinflusst. Zum Beispiel sind hügelige Küstengebiete oft feuchter als flache Küstengebiete, da die nasse Luft aus dem Meer, die über die Hügel steigt, so stark kondensiert, dass es regnen kann.
Zu den spektakulärsten Regenfällen kann es kommen, wenn Wetterfronten oder Massen warmer und kalter Luft aufeinanderprallen. Wenn das passiert, hebt sich die warme Luftmasse – und das Wasser, das sie trägt – über die Luft der kühlen Front. Wenn die warme Luft aufsteigt, kühlt sie sich so weit ab, dass Wasserdampf kondensiert und in heftigen, intensiven Regen fallen kann. Wenn die Bedingungen stimmen, kann dies auch der Mechanismus sein, der ein Sommergewitter ins Rollen bringt.
Tipps
Gewitter werden durch aufsteigende Warmluftmassen verursacht, sei es durch kollidierende Wetterfronten, bergige Topographie oder durch die Sonne verursachte Warmluftaufwinde. Wenn genügend warme, aufsteigende Luft vorhanden ist, um der Wolke weiterhin Energie zuzuführen, ist die Kombination aus aufsteigender warmer, feuchte Luft und nach unten fallende trockene, kühle Luft erzeugt den Auf- und Ab-Zyklus der Luft, der eine Gewitterzelle bildet.
Was ist das für ein "Regen"?
Wie Sie bereits wissen, kann Niederschlag auf viele Arten auf die Erde fallen – und Wörter wie "Nebel", "Nebel", "Nieselregen" oder "Wolkenbruch" sind nicht nur beschreibend, sie haben auch wissenschaftliche Definitionen für die Größe der Wassertröpfchen, die Geschwindigkeit ihres Fallens, die Niederschlagsmenge pro Stunde und ihre Dichte oder wie viele Tröpfchen es in einem gibt Quadratfuß. Vom leichtesten Niederschlag bis zum stärksten sind diese Begriffe:
- Nebel
- Nebel
- Nieselregen
- Leichter Regen
- Mäßiger Regen
- Starkregen
- Übermäßiger Regen
- Wolkenbruch
Wenn also Ihr freundlicher Fernsehwettermann sagt, dass es draußen Katzen und Hunde regnet, dann verschönern sie ein bisschen – aber wenn sie sagen, dass Sie sich auf "übermäßigen Regen" freuen können, machen sie tatsächlich eine wissenschaftliche Aussage.
Wie viel Regen gibt es überhaupt?
Das ist eine komplizierte Frage. Hier ist eine beeindruckende Tatsache: Laut der US-Geologischen Untersuchung fällt auf den kontinentalen Vereinigten Staaten genug Regen, um das Land mit 30 Zoll Wasser zu bedecken.
Vor diesem Hintergrund variieren die Niederschlagsmuster enorm von Jahr zu Jahr und zwischen den geografischen Gebieten. Laut dem U.S. Geological Survey wird beispielsweise der Rekord für die meisten Regenfälle in einem Jahr gehalten von die Stadt Cherrapunji, Indien, die satte 905 Zoll (mehr als 75 Fuß) Regen in. erhielt 1861. Der Rekord für den höchsten durchschnittlichen Jahresniederschlag gehört dem Mt. Waialeale, Hawaii, wo jedes Jahr durchschnittlich etwa 450 Zoll Niederschlag fallen.
Es gibt auch die gegensätzlichen Extreme: Auch hier dauerte eine regenlose Zeit in Arica, Chile, laut US-Geological Survey 14 Jahre. Das sind mehr als 5.000 Trockentage, was eine 767-tägige Dürre in Bagdad, Kalifornien Anfang der 1910er Jahre fast mild erscheinen lässt.
Vor diesem Hintergrund überrascht es Sie vielleicht nicht zu wissen, dass Teile von Südamerika (insbesondere in Chile) und Teile von Kalifornien offiziell Wüsten sind. Aber wussten Sie, dass weite Landstriche oberhalb des Polarkreises wegen ihres geringen Niederschlags auch Wüsten genannt werden? Dazu gehören weite Teile Grönlands, Kanadas und Sibiriens. Auch ein Großteil der Antarktis gilt als Wüste.
Wie messen sich Ihre lokalen Regenmuster? Siehe Ressourcen für eine Karte des durchschnittlichen Niederschlags in den Vereinigten Staaten.
