Hoe komt regen uit wolken?

Hoewel het verleidelijk kan zijn om te zeggen dat regen uit wolken komt, kun je ook zeggen dat regen wolken zijn, waarbij je hun dromen ervan waterdamp te zijn en terug te vallen naar de aarde, waar ze hun reis door de neerslagcyclus beginnen opnieuw. Als je beter wilt begrijpen waarom regen uit wolken komt, begin dan met die neerslagcyclus, het mechanisme waardoor water van de aarde naar de atmosfeer beweegt en weer terug.

De hoeveelheid water die op aarde beschikbaar is, verandert nooit. Maar zijn toestand (vloeistof of gas/damp) doet dat wel, en dat is allemaal te danken aan thermische energie van de zon. Omdat vloeibaar water door de zon wordt verwarmd, krijgt het genoeg energie om de moleculen uit elkaar te breken en om te zetten in waterdamp.

Hoe warmer de lucht, hoe meer waterdamp deze kan bevatten. Die warme, met vocht verzadigde lucht stijgt, samen met de waterdamp die het bevat, en als het opstijgt, koelt het af. Zodra de lucht voorbij het 'dauwpunt' is afgekoeld, condenseert het rond 'condensatiekernen', meestal minuscule deeltjes stof, rook of zelfs zout die in de lucht zweven. (Als je ooit door een zonnestraal hebt gekeken en stofdeeltjes in de lucht hebt zien dansen, is dat een geweldig beeld.)

De kleine waterdruppeltjes die zich aanvankelijk vormen, zijn wat je ziet als wolken - en als je goed op de wolken in de hemel, zul je zien dat ze voortdurend krimpen en groeien als reactie op de strijdende krachten van verdamping en condensatie.

• Het dauwpunt is de temperatuur waarbij er meer condensatie dan verdamping in de lucht plaatsvindt, en dus begint waterdamp te condenseren en samen te smelten tot waterdruppels die als regen kunnen vallen. Het dauwpunt kan overal variëren van de jaren '30 (Fahrenheit) tot, in zeldzame gevallen, de jaren '80. Zie bronnen voor een langere bespreking van dauwpunt versus gemiddelde vochtigheid.

Waterdamp die is gecondenseerd tot kleine druppeltjes en wolken heeft gevormd, is goed op weg om regen te worden - maar het is er nog niet. Voorlopig zijn de waterdruppels zo klein dat de luchtstromen ze omhoog houden, net zoals wervelende stofdeeltjes in de lucht kunnen blijven. Maar terwijl die druppeltjes blijven stijgen, ondersteund door stijgende warme luchtmassa's, hebben ze twee routes om terug naar de aarde te komen.

De eerste is wanneer waterdruppels botsen en samensmelten met andere druppels, en uiteindelijk zwaarder worden dan de lucht om hen heen, waarna ze door de wolk naar beneden vallen. Of, door iets dat het Bergeron-Findeisen-Wegener-proces wordt genoemd, het ijsproces van neerslag of gewoon het Bergeron-proces, stijgen de druppels hoog op genoeg om te bevriezen tot ijskristallen, meer waterdamp naar zich toe te trekken en snel te groeien totdat ze zwaar genoeg zijn om als sneeuw te vallen of te smelten en te vallen als regen.

• Wist u? De waterdruppels die uit de wolken vallen, oftewel regen, hebben minder de vorm van het druppelen van een kraan en meer als een balletje. Naarmate ze groter worden, worden ze beïnvloed door de weerstand van de lucht en beginnen ze meer op een hamburgerbroodje of een boon te lijken; en als ze groot genoeg worden, vallen ze uiteen in kleinere druppeltjes.

Zodra een waterdruppel de sprong van de wolk naar de aarde maakt, arriveert hij met de onopvallende splat van een regendruppel. Meestal. Maar afhankelijk van de atmosferische omstandigheden kan het ook komen als ijzel, ijzel (ijskorrels vermengd met regen of sneeuw), hagel of natuurlijk sneeuw.

Je kunt ook veel verschillende soorten regen zien, zoals iedereen die de aanhoudende nevels van Ierland of de donderende stortbui van de tropen heeft meegemaakt, je kan vertellen. De vorm die regen aanneemt, wordt niet alleen beïnvloed door atmosferische omstandigheden zoals de luchttemperatuur, maar ook door landvormen. Heuvelachtige kustgebieden zijn bijvoorbeeld vaak natter dan vlakke kustgebieden, omdat als de natte lucht van de oceaan opstijgt om over de heuvels te gaan, deze voldoende condenseert om regen te laten vallen.

Sommige van de meest spectaculaire regen kan gebeuren wanneer weerfronten, of massa's warme en koude lucht, botsen. Wanneer dat gebeurt, stijgt de massa warme lucht - en het water dat het draagt ​​- op en over de lucht van het koele front. Terwijl al die warme lucht opstijgt, koelt het genoeg af om waterdamp te laten condenseren en te vallen in wat zware, intense regen kan worden. Wanneer de omstandigheden correct zijn, kan dit ook het mechanisme zijn dat een zomeronweer aan het rollen zet.

• Onweersbuien worden veroorzaakt door massa's warme lucht die opstijgen, hetzij als gevolg van botsende weerfronten, bergachtige topografie of opwaartse stromingen van warme lucht veroorzaakt door de zon. Als er genoeg warme, opstijgende lucht is om de wolk van energie te blijven voorzien, kan de combinatie van opstijgende warme, vochtige lucht en naar beneden vallende droge, koele lucht creëert de op-en-neer cyclus van lucht die een onweerscel vormt.

Zoals je al weet, kan neerslag op veel manieren naar de aarde komen - en woorden als "mist", "mist", "motregen" of "wolkbreuk" zijn niet alleen beschrijvend, ze hebben ook wetenschappelijke definities voor de grootte van de waterdruppels, de snelheid van hun val, de centimeters neerslag per uur en hun dichtheid of hoeveel druppels er in een vierkante voet. Van lichtste neerslag tot zwaarste, die termen zijn:

• Mist
  
• De nevel
  
• Motregen
  
• Lichte regen
• Lichte regen
• Zware regen
• Overmatige regen
• Wolkbreuk

Dus als je vriendelijke tv-weerman zegt dat "het regent daarbuiten", verfraaien ze een beetje - maar als ze zeggen dat je uit kunt kijken naar "buitensporige regen", maken ze eigenlijk een wetenschappelijke uitspraak.

Dat is een ingewikkelde vraag. Hier is een indrukwekkend feit: volgens het Amerikaanse geologische onderzoek valt er genoeg regen op de continentale Verenigde Staten om het land te bedekken met 30 inch water.

Dat gezegd hebbende, variëren de regenpatronen enorm van jaar tot jaar en tussen geografische gebieden. Volgens de U.S. Geological Survey staat het record voor de meeste regen in een jaar bijvoorbeeld op naam van: de stad Cherrapunji, India, die maar liefst 905 inch (meer dan 75 voet) regen ontving in 1861. Het record voor de hoogste gemiddelde jaarlijkse regenval behoort tot Mt. Waialeale, Hawaii, waar jaarlijks gemiddeld ongeveer 450 centimeter regen valt.

De tegenovergestelde uitersten bestaan ​​ook: volgens het U.S. Geological Survey duurde een regenloze periode in Arica, Chili, 14 jaar. Dat zijn meer dan 5.000 droge dagen, waardoor een droogte van 767 dagen in Bagdad, Californië, in het begin van de jaren 1910, bijna mild lijkt.

Met dat in gedachten, zal het je misschien niet verbazen dat delen van Zuid-Amerika (vooral in Chili) en delen van Californië officieel woestijnen zijn. Maar wist je dat grote stukken land boven de poolcirkel ook woestijnen worden genoemd vanwege hun lage neerslag? Deze omvatten grote delen van Groenland, Canada en Siberië. Een groot deel van Antarctica wordt ook als een woestijn beschouwd.

Hoe verhouden uw lokale regenpatronen zich? Zie bronnen voor een kaart van de gemiddelde regenval in de Verenigde Staten.