Även om det kan vara frestande att säga att regn kommer från moln, kan du också säga att regn är moln och ger upp drömmer om att vara vattenånga och falla tillbaka till jorden, där de börjar sin resa genom nederbördscykeln om igen. Om du vill ha en bättre förståelse för varför regn kommer ner från moln, börja med den nederbördscykeln, den mekanism genom vilken vatten rör sig från jorden till atmosfären och tillbaka igen.
Förstå nederbördscykeln
Mängden tillgängligt vatten på jorden förändras aldrig. Men dess tillstånd (flytande eller gas / ånga) gör det, och det är allt tack vare termisk energi från solen. När flytande vatten värms upp av solen får det tillräckligt med energi för att bryta isär sina molekyler och förvandlas till vattenånga.
Ju varmare luften desto mer vattenånga kan den hålla. Den varma, fuktmättade luften stiger, tillsammans med den vattenånga den innehåller, och när den stiger svalnar den. När luften har svalnat förbi "daggpunkten" kondenserar den runt "kondensationskärnor", som vanligtvis är små, små partiklar av damm, rök eller till och med salt som hänger i luften. (Om du någonsin har tittat genom ett solljus och sett dammpartiklar dansa i luften är det en fantastisk bild.)
De små vattendropparna som ursprungligen bildar är vad du ser som moln - och om du ägnar stor uppmärksamhet åt molnen i himmel kommer du att se att de ständigt krymper och växer som svar på de stridande krafterna för avdunstning och kondensation.
Tips
Daggpunkt är temperaturen vid vilken det finns mer kondens än förångning som sker i luften, och så vattenånga börjar kondensera och smälta samman till vattendroppar som kan falla som regn. Daggpunkten kan variera var som helst från 30-talet (Fahrenheit) till, i sällsynta fall, 80-talet. Se Resurser för en längre diskussion om daggpunkt jämfört med genomsnittlig luftfuktighet.
Hur moln blir regn
Vattenånga som har kondenserat till små droppar och bildat moln är på god väg att bli regn - men det är inte där än. För närvarande är vattendropparna så små att luftströmmarna håller dem högt, precis som virvlande partiklar av damm kan stanna i luften. Men när dessa droppar fortsätter att stiga, uppehållet av stigande varma luftkroppar, har de två vägar för att komma tillbaka till jorden.
Den första är när vattendroppar kolliderar och sammanfaller med andra droppar och blir så småningom tyngre än luftupplyftningen runt dem, vid vilken tidpunkt de faller ner genom molnet. Eller genom något som kallas Bergeron-Findeisen-Wegener-processen, isprocessen med nederbörd eller helt enkelt Bergeron-processen, dropparna stiger högt tillräckligt för att frysa i iskristaller, locka mer vattenånga till sig själva och växa snabbt tills de är tillräckligt tunga för att falla som snö eller smälta och falla som regn.
Tips
Visste du? Vattendropparna som faller ut ur molnen - med andra ord regn - formas mindre som dropp från en kran och mer som en liten boll. När de blir större påverkas de av luftens motstånd och börjar se mer ut som en hamburgarbulle eller en böna; och om de blir tillräckligt stora kommer de faktiskt att bryta sönder i mindre droppar.
Hur kommer regn från moln?
När en vattendroppe gör språnget från molnet mot jorden, anländer den med den oseroniska stänk av en regndroppe. Vanligtvis. Men beroende på atmosfäriska förhållanden kan det också komma som frysregn, sludd (ispellets blandat med regn eller snö), hagel eller naturligtvis snö.
Du kan också se många olika typer av regn, som alla som upplever Irlands ihållande dimma eller de tordande regnskurarna i tropikerna kan berätta. Formen som regnet tar påverkas inte bara av atmosfäriska förhållanden som lufttemperatur utan också landformer. Till exempel är kuperade kustområden ofta våtare än platta kustområden, eftersom den våta luften från havet stiger för att gå över kullarna kondenserar den tillräckligt för att regnet ska falla.
Några av de mest spektakulära regn kan hända när väderfronter, eller massor av varm och kall luft, kolliderar. När det händer lyfter massan av varm luft - och vattnet den bär - upp och över luften på den svala fronten. När all den varma luften stiger svalnar den tillräckligt för att vattenånga kondenserar och faller i det som kan bli kraftigt, intensivt regn. När förhållandena är korrekta kan detta också vara mekanismen som startar en åskväder sommar.
Tips
Åskväder orsakas av massor av varm luft som stiger, antingen som ett resultat av kolliderande väderfronter, bergig topografi eller uppströmning av varm luft orsakad av solen. Om det finns tillräckligt med varm, stigande luft för att fortsätta mata energi in i molnet, är kombinationen av uppåt stigande varm, fuktig luft och nedåtfallande torr, sval luft skapar en upp-och-ned-cykel av luft som bildar en åskvädercell.
Vilken typ av "regn" är det?
Som du redan vet kan nederbörd komma ner till jorden på många sätt - och ord som "dimma", "dimma", "regnregn" eller "molnbrist" är inte bara beskrivande, de har också vetenskapliga definitioner för vattendropparnas storlek, hastigheten på deras fall, tum nederbörd per timme och deras densitet eller hur många droppar det finns i en kvadrat meter. Från lättaste nederbörd till tyngsta är dessa termer:
- Dimma
- Dimma
- Dugga
- Duggregn
- Måttligt regn
- Mycket regn
- För mycket regn
- Skyfall
Så när din vänliga TV-väderperson säger att "det regnar katter och hundar där ute", pryder de a lite - men om de säger att du kan se fram emot "alltför stort regn" gör de faktiskt en vetenskaplig påstående.
Hur mycket regn är det ändå?
Det är en komplicerad fråga. Här är ett imponerande faktum: Enligt den amerikanska geologiska undersökningen faller tillräckligt med regn på det kontinentala USA för att täcka landet i 30 tum vatten.
Med detta sagt varierar regnmönstren enormt från år till år och mellan geografiska områden. Enligt U.S. Geological Survey hålls rekordet för mest regn på ett år till exempel av staden Cherrapunji, Indien, som fick hela 905 tum (mer än 75 fot) regn i 1861. Rekordet för högsta genomsnittliga årliga nederbörd tillhör Mt. Waialeale, Hawaii, med ett genomsnitt på cirka 450 tum nederbörd varje år.
De motsatta ytterligheterna finns också: Enligt den amerikanska geologiska undersökningen varade en regnfri period i Arica, Chile, i 14 år. Det är mer än 5000 torra dagar, vilket gör att 767-dagars torka i Bagdad, Kalifornien, i början av 1910-talet verkar nästan mild.
Med detta i åtanke kanske du inte blir förvånad över att delar av Sydamerika (särskilt i Chile) och delar av Kalifornien officiellt är öknar. Men visste du att stora landsträckor ovanför polcirkeln också kallas öknar på grund av deras låga nederbörd? Dessa inkluderar stora delar av Grönland, Kanada och Sibirien. Mycket av Antarktis anses också vara en öken.
Hur mäter dina lokala regnmönster? Se Resurser för en karta över genomsnittlig nederbörd i USA.
