Hvordan kommer regn ned fra skyer?

Selv om det kan være fristende å si at regn kommer fra skyer, kan du også si at regn er skyer, som gir opp deres drømmer om å være vanndamp og falle ned igjen til jorden, hvor de begynner sin reise gjennom nedbørssyklusen en gang til. Hvis du vil ha en bedre forståelse av hvorfor regn kommer ned fra skyer, begynn med den nedbørssyklusen, mekanismen der vann beveger seg fra jorden til atmosfæren og tilbake igjen.

Mengden vann tilgjengelig på jorden endres aldri. Men tilstanden (væske eller gass / damp) gjør det, og alt takket være termisk energi fra solen. Når flytende vann varmes opp av solen, mottar det nok energi til å bryte molekylene fra hverandre og transformere til vanndamp.

Jo varmere luften er, jo mer vanndamp kan den holde. Den varme, fuktighetsmettede luften stiger sammen med vanndampen den inneholder, og når den stiger avkjøles den. Når luften har avkjølt seg forbi "duggpunktet", kondenserer den rundt "kondenseringskjerner", som vanligvis er små bittesmå partikler av støv, røyk eller til og med salt som er suspendert i luften. (Hvis du noen gang har sett gjennom et skaft av sollys og sett støvpartikler danser i luften, er det en flott visuell.)

De små vanndråpene som opprinnelig dannes, er det du ser på som skyer - og hvis du følger nøye med på skyene i himmelen, vil du se at de stadig krymper og vokser som svar på de stridende fordampningskreftene og kondensasjon.

• Duggpunkt er temperaturen der det er mer kondens enn fordampning i luften, og så begynner vanndamp å kondensere og smelte sammen til vanndråper som kan falle som regn. Duggpunkt kan variere alt fra 30-tallet (Fahrenheit) til, i sjeldne tilfeller, 80-tallet. Se Ressurser for en lengre diskusjon om duggpunkt kontra gjennomsnittlig luftfuktighet.

Vanndamp som har kondensert seg til små dråper og dannet skyer er godt på vei til å bli regn - men den er ikke der ennå. For øyeblikket er vanndråpene så små at luftstrømmene holder dem høyt, akkurat som virvlende støvpartikler kan holde seg i luften. Men når disse dråpene fortsetter å stige, oppdrevet av stigende varme luftkropper, har de to ruter for å komme tilbake til jorden.

Den første er når vanndråper kolliderer og smelter sammen med andre dråper, og til slutt blir tyngre enn løftingen av luften rundt dem, på hvilket tidspunkt de faller ned gjennom skyen. Eller, gjennom noe som kalles Bergeron-Findeisen-Wegener-prosessen, isprosessen med nedbør eller rett og slett Bergeron-prosessen, stiger dråpene høyt nok til å fryse i iskrystaller, tiltrekke mer vanndamp til seg selv og vokse raskt til de er tunge nok til å falle som snø eller smelte og falle som regn.

• Visste du? Vanndråpene som faller ut av skyene - med andre ord regn - er formet mindre som drypp fra en kran og mer som en liten ball. Når de blir større, blir de påvirket av luftens motstand og begynner å ligne mer på en hamburgerbolle eller en bønne. og hvis de blir store nok, vil de faktisk brytes fra hverandre i mindre dråper.

Når en vanndråpe tar spranget fra skyen mot jorden, ankommer den med en uhøytidelig regndråpe. Som oftest. Men avhengig av atmosfæriske forhold kan det også komme som iskaldt regn, sludd (ispellets blandet med regn eller snø), hagl eller selvfølgelig snø.

Du kan også se mange forskjellige typer regn, som alle som opplever Irlands vedvarende tåke eller den tordnende regnskyllen i tropene, kan fortelle deg. Formen på regn påvirkes ikke bare av atmosfæriske forhold som lufttemperatur, men også landformer. For eksempel er kuperte kystområder ofte våtere enn flate kystområder, fordi når den våte luften fra havet stiger for å gå over åsene, kondenserer den nok til at regn kan falle.

Noe av det mest spektakulære regnet kan skje når værfronter, eller masser av varm og kald luft, kolliderer. Når det skjer, løfter massen av varm luft - og vannet den bærer - seg opp og over luften på den kalde fronten. Når all den varme luften stiger, avkjøles den nok til at vanndamp kondenserer og faller i det som kan bli kraftig, intens regn. Når forholdene er korrekte, kan dette også være mekanismen som starter et tordenvær på sommeren.

• Tordenvær er forårsaket av masser av varm luft som stiger, enten som et resultat av kolliderende værfronter, fjellaktig topografi eller oppstramning av varm luft forårsaket av solen. Hvis det er nok varm, stigende luft til å fortsette å mate energi inn i skyen, vil kombinasjonen av oppadgående varm, fuktig luft og nedover fallende tørr, kjølig luft skaper en opp-og-ned-syklus av luft som danner en tordenværscelle.

Som du allerede vet, kan nedbør komme ned til jorden på mange måter - og ord som "tåke", "tåke", "duskregn" eller "skybrudd" er ikke bare beskrivende, de har også vitenskapelige definisjoner for størrelsen på vanndråpene, fallhastigheten, tommer nedbør per time og dens tetthet eller hvor mange dråper det er i en kvadratfot. Fra letteste nedbør til tyngste er disse begrepene:

• Tåke
  
• Tåke
  
• Duskregn
  
• Lett regn
• Moderat regn
• Mye regn
• For mye regn
• Skybrudd

Så når din vennlige TV-værperson sier at "det regner katter og hunder der ute", pynter de a bit - men hvis de sier at du kan se frem til "kraftig regn", gjør de faktisk en vitenskapelig uttalelse.

Det er et komplisert spørsmål. Her er ett imponerende faktum: Ifølge den amerikanske geologiske undersøkelsen faller det nok regn på det kontinentale USA for å dekke landet i 30 tommer vann.

Når det er sagt, varierer nedbørsmønstrene enormt fra år til år og mellom geografiske områder. Ifølge U.S. Geological Survey holdes for eksempel rekorden for mest regn på et år av byen Cherrapunji, India, som fikk hele 905 tommer (mer enn 75 fot) regn i 1861. Rekorden for høyest gjennomsnittlig årlig nedbør tilhører Mt. Waialeale, Hawaii, som gjennomsnittlig er omtrent 450 tommer nedbør hvert år.

De motsatte ekstremene eksisterer også: Igjen ifølge den amerikanske geologiske undersøkelsen varte en regnfri periode i Arica, Chile, i 14 år. Det er mer enn 5000 tørre dager, noe som gjør at en 767-dagers tørke i Bagdad, California, tidlig på 1910-tallet virker nesten mild.

Med det i tankene vil du kanskje ikke bli overrasket over å vite at deler av Sør-Amerika (spesielt i Chile) og deler av California offisielt er ørkener. Men visste du at store strekninger over polarsirkelen også kalles ørkener på grunn av deres lave nedbør? Disse inkluderer store deler av Grønland, Canada og Sibir. Mye av Antarktis regnes også som en ørken.

Hvordan måler de lokale regnmønstrene deg? Se Ressurser for et kart over gjennomsnittlig nedbør i USA.