Хотя может показаться соблазнительным сказать, что дождь идет из облаков, вы также можете сказать, что дождь - это облака, отказавшись от их мечтает стать водяным паром и упасть обратно на Землю, где они начинают свое путешествие через цикл осадков очередной раз. Если вы хотите лучше понять, почему дождь идет из облаков, начните с этого цикла осадков, механизма, посредством которого вода перемещается с Земли в атмосферу и обратно.
Понимание цикла осадков
Количество воды, доступной на Земле, никогда не меняется. Но его состояние (жидкость или газ / пар) влияет, и все благодаря тепловой энергии солнца. Поскольку жидкая вода нагревается солнцем, она получает достаточно энергии, чтобы разбить свои молекулы на части и превратиться в водяной пар.
Чем теплее воздух, тем больше водяного пара он может удерживать. Этот теплый, насыщенный влагой воздух поднимается вместе с содержащимся в нем водяным паром и, поднимаясь, охлаждается. Когда воздух охлаждается выше «точки росы», он конденсируется вокруг «ядер конденсации», которые обычно представляют собой крошечные частицы пыли, дыма или даже соли, взвешенные в воздухе. (Если вы когда-либо смотрели сквозь луч солнечного света и видели, как в воздухе танцуют частицы пыли, это отличный образ.)
Крошечные капли воды, которые изначально образуются, - это то, что вы видите как облака - и если вы внимательно посмотрите на облака в небо, вы увидите, что они постоянно сокращаются и растут в ответ на противоборствующие силы испарения и конденсация.
Советы
Точка росы - это температура, при которой в воздухе происходит больше конденсации, чем испарения, поэтому водяной пар начинает конденсироваться и объединяться в капли воды, которые могут выпадать в виде дождя. Точка росы может варьироваться от 30 градусов (по Фаренгейту) до, в редких случаях, 80 градусов. См. Раздел Ресурсы для более подробного обсуждения зависимости точки росы от средней влажности.
Как облака превращаются в дождь
Водяной пар, который сконденсировался в крошечные капельки и образовал облака, скоро станет дождем, но его еще нет. На данный момент капли воды настолько крошечные, что воздушные потоки удерживают их в воздухе, так же как кружащиеся частицы пыли могут оставаться в воздухе. Но поскольку эти капли продолжают подниматься, поддерживаемые поднимающимися телами теплого воздуха, у них есть два пути, чтобы вернуться на Землю.
Первый - это когда капли воды сталкиваются и сливаются с другими каплями, в конечном итоге становясь тяжелее, чем поднятие воздуха вокруг них, и в этот момент они падают через облако. Или, благодаря так называемому процессу Бержерона-Финдейзена-Вегенера, ледяному процессу осаждения или просто процессу Бержерона, капли поднимаются высоко. достаточно, чтобы замерзнуть в ледяные кристаллы, притягивая к себе больше водяного пара и быстро расти, пока они не станут достаточно тяжелыми, чтобы упасть как снег или растаять и упасть, как дождь.
Советы
Вы знали? Капли воды, падающие из облаков - другими словами, дождь - имеют форму не столько капли из крана, сколько маленький шарик. По мере того, как они становятся больше, на них влияет сопротивление воздуха, и они начинают больше походить на булочку для гамбургера или фасоль; и если они станут достаточно большими, они фактически распадутся на более мелкие капли.
Как дождь идет из облаков?
Как только капля воды совершает прыжок из облака к Земле, она прилетает с бесцеремонным всплеском капли дождя. Обычно. Но в зависимости от атмосферных условий это может также быть ледяным дождем, мокрым снегом (ледяная крупа, смешанная с дождем или снегом), градом или, конечно, снегом.
Вы также можете увидеть много разных типов дождя, о чем может сказать вам любой, кто испытал стойкие туманы Ирландии или громовой ливень в тропиках. Форма дождя зависит не только от атмосферных условий, таких как температура воздуха, но и от форм рельефа. Например, холмистые прибрежные районы часто более влажные, чем плоские прибрежные районы, потому что по мере того, как влажный воздух с океана поднимается, поднимаясь над холмами, он конденсируется достаточно для выпадения дождя.
Один из самых захватывающих дождей может случиться, когда сталкиваются погодные фронты или массы теплого и холодного воздуха. Когда это происходит, масса теплого воздуха - и вода, которую он несет, - поднимается вверх и над воздухом прохладного фронта. По мере того, как весь этот теплый воздух поднимается вверх, он охлаждается достаточно, чтобы водяной пар конденсировался и выпадал в сильный, сильный дождь. При подходящих условиях это также может быть механизмом, который запускает летнюю грозу.
Советы
Грозы вызываются поднимающимися массами теплого воздуха, будь то в результате столкновения погодных фронтов, горного рельефа или восходящих потоков теплого воздуха, вызванных солнцем. Если есть достаточно теплого поднимающегося воздуха, чтобы продолжать подпитывать облако энергией, комбинация поднимающегося вверх тепла, влажный воздух и падающий вниз сухой прохладный воздух создают восходящий и нисходящий круговорот воздуха, который образует грозовую ячейку.
Что это за «дождь»?
Как вы уже знаете, осадки могут выпадать на Землю разными способами - и такие слова, как «туман», «туман», «изморось» или «ливень», не только описательны, но и имеют научные определения размера капель воды, скорости их падения, дюймов осадков в час, их плотности или количества капель в квадратный фут. От самых легких до самых сильных осадков - это следующие термины:
- Туман
- Туман
- Морось
- Легкий дождь
- Умеренный дождь
- Ливень
- Сильный дождь
- Ливень
Поэтому, когда ваш дружелюбный телеведущий говорит, что «там идет дождь из кошек и собак», они приукрашивают немного - но если они говорят, что вы можете ожидать "сильного дождя", они на самом деле делают научный утверждение.
И вообще, сколько дождя?
Это сложный вопрос. Вот один впечатляющий факт: согласно данным Геологической службы США, на континентальной части Соединенных Штатов выпадает достаточно дождя, чтобы покрыть землю на 30 сантиметрах воды.
С учетом сказанного, режимы осадков сильно различаются от года к году и между географическими регионами. Например, по данным Геологической службы США, рекорд по количеству дождя в год принадлежит город Черапунджи, Индия, в который выпало колоссальное количество осадков 905 дюймов (более 75 футов) в 1861. Рекорд по самому высокому среднегодовому количеству осадков принадлежит Mt. Вайалеале, Гавайи, где ежегодно выпадает в среднем около 450 дюймов осадков.
Существуют и противоположные крайности: опять же, по данным Геологической службы США, период без дождей в Арике, Чили, длился 14 лет. Это более 5000 засушливых дней, из-за чего 767-дневная засуха в Багдаде, штат Калифорния, в начале 1910-х годов кажется почти мягкой.
Имея это в виду, вы, возможно, не удивитесь, узнав, что некоторые части Южной Америки (особенно в Чили) и некоторые части Калифорнии официально являются пустынями. Но знаете ли вы, что большие участки земли за Полярным кругом также называют пустынями из-за малого количества осадков? К ним относятся большие участки Гренландии, Канады и Сибири. Большая часть Антарктиды тоже считается пустыней.
Каковы ваши местные особенности дождя? См. В разделе Ресурсы карту среднего количества осадков в США.