Як дощ сходить із хмар?

Хоча може бути спокусливим сказати, що дощ йде з хмар, ви також можете сказати, що дощ - це хмари, відмовляючись від своїх мріє бути водяною парою і падати назад на Землю, де вони починають свою подорож через цикл опадів знову. Якщо ви хочете краще зрозуміти, чому дощ сходить із хмар, почніть з того циклу опадів, механізму, за допомогою якого вода рухається від Землі до атмосфери і назад.

Кількість води, доступної на Землі, ніколи не змінюється. Але його стан (рідина або газ / пара) є, і це все завдяки тепловій енергії сонця. Коли рідка вода нагрівається сонцем, вона отримує достатньо енергії, щоб розбити свої молекули і перетворитися на водяну пару.

Чим тепліше повітря, тим більше водяної пари він може утримувати. Це тепле, насичене вологою повітря піднімається разом з водяною парою, яке воно містить, і піднімаючись охолоджує. Після того, як повітря охолоне за "точкою роси", воно конденсується навколо "ядер конденсації", які, як правило, представляють собою крихітні крихітні частинки пилу, диму або навіть солі, які зависають у повітрі. (Якщо ви коли-небудь дивилися крізь сонячне світло і бачили частинки пилу, що танцюють у повітрі, це чудовий візуал.)

Крихітні крапельки води, які спочатку утворюються, - це те, що ви бачите як хмари - і якщо ви звернете пильну увагу на хмари в небо, ви побачите, що вони постійно скорочуються і зростають у відповідь на воюючі сили випаровування і конденсація.

• Точка роси - це температура, при якій у повітрі відбувається більше конденсації, ніж випаровування, і тому водяна пара починає конденсуватися і зливатися в крапельки води, які можуть випасти у вигляді дощу. Точка роси може коливатися в будь-якому місці - від 30-х (за Фаренгейтом) до, у рідкісних випадках, до 80-х. Див. Ресурси для більш тривалого обговорення точки роси проти середньої вологості.

Водяна пара, яка конденсувалася в крихітні крапельки та утворила хмари, на шляху до того, щоб стати дощем - але її ще немає. Наразі крапельки води настільки крихітні, що повітряні потоки утримують їх вгору, так само, як кружляючі частинки пилу можуть залишатися в повітрі. Але коли ці краплі продовжують підніматися, підкріплені піднімаючимися теплими повітрями, у них є два шляхи повернення на Землю.

Перший - коли краплі води стикаються і зливаються з іншими краплями, врешті-решт стають важчими, ніж підняття повітря навколо них, і в цей момент вони падають крізь хмару. Або через щось, що називається процесом Бержерона-Фіндейзена-Вегенера, крижаним процесом опадів або просто процесом Бержерона, краплі піднімаються високо достатньо, щоб застигнути в кристалах льоду, залучаючи до себе більше водяної пари і швидко зростаючи, поки вони не стануть досить важкими, щоб впасти снігом або розтанути дощ.

• Ти знав? Крапельки води, що випадають з хмар - іншими словами, дощ - за формою менш нагадують крапельницю з крана і більше нагадують маленьку кульку. Коли вони збільшуються, на них впливає опір повітря і вони починають більше нагадувати булочку з гамбургерами або квасоля; і якщо вони стануть досить великими, вони насправді розпадуться на менші крапельки.

Як тільки крапля води робить стрибок з хмари на Землю, вона прибуває з безцеремонним бризком дощової краплі. Зазвичай. Але залежно від атмосферних умов він може надходити у вигляді морозу, дощу, снігу (льодових гранул, змішаних з дощем або снігом), граду або звичайно снігу.

Ви також можете побачити багато різних типів дощу, як може сказати вам кожен, хто відчуває стійкі тумани Ірландії або громову зливу тропіків. На форму дощу впливають не тільки атмосферні умови, такі як температура повітря, але і форми рельєфу. Наприклад, горбисті прибережні райони часто вологіші, ніж рівнинні прибережні райони, оскільки, коли мокре повітря з океану піднімається, щоб перейти через пагорби, воно конденсується в достатній мірі, щоб випав дощ.

Деякі з найбільш вражаючих дощів можуть трапитися при зіткненні погодних фронтів або маси теплого та холодного повітря. Коли це трапляється, маса теплого повітря - і води, яку він несе - піднімається вгору і над повітрям прохолодного фронту. Коли все тепле повітря піднімається, воно охолоджується настільки, щоб водяна пара конденсувалась і падала під сильним інтенсивним дощем. Коли умови правильні, це також може бути механізмом, який запускає літню грозу.

• Грози спричинені масами теплого повітря, яке піднімається, чи то внаслідок зіткнення погодних фронтів, гірської рельєфу або підйому теплого повітря, спричиненого сонцем. Якщо достатньо теплого повітря, що піднімається, щоб продовжувати подавати енергію в хмару, поєднання тепла, що піднімається вгору, вологе повітря та сухе, прохолодне повітря, що падає вниз, створює кругообіг вгору-вниз, який утворює грозову клітину.

Як ви вже знаєте, опади можуть зійти на Землю різними способами - і такі слова, як "туман", "туман", "дощ" чи "сплеск хмар", не просто описові, вони також мають наукові визначення розміру крапель води, швидкості їх падіння, дюймів опадів за годину та їх щільності або скільки крапель є в квадратний фут. Ці терміни: від найменших опадів до найсильніших:

• Туман
  
• Туман
  
• Посипати
  
• Невеликий дощ
• Помірний дощ
• Сильний дощ
• Сильний дощ
• Хмарний вибух

Тож коли ваш привітний телевізійний синоптик каже, що "там котять і собаки йдуть дощі", вони прикрашають a трохи - але якщо вони кажуть, що ви можете з нетерпінням чекати "надмірного дощу", вони насправді роблять наукову роботу заява.

Це складне питання. Ось один вражаючий факт: за даними геологічного дослідження США, на континентальну частину Сполучених Штатів випадає достатньо дощів, щоб покрити землю 30-дюймовою водою.

З огляду на це, схема опадів надзвичайно різниться з року в рік та між географічними районами. Наприклад, за даними Геологічної служби США, рекорд найбільшої кількості дощів за рік тримає місто Черрапунджі, Індія, в якому випало колосальних 905 дюймів (більше 75 футів) дощу 1861. Рекорд найвищої середньорічної кількості опадів належить Mt. Ваялеале, Гаваї, в якому щорічно випадає близько 450 дюймів опадів.

Існують і протилежні крайнощі: знову ж, згідно з геологічним дослідженням США, період без опадів в Аріці, Чилі, тривав 14 років. Це понад 5000 сухих днів, що робить 767-денну посуху в Багдаді, Каліфорнія, на початку 1910-х років здається майже м’якою.

З огляду на це, ви можете не здивуватися, дізнавшись, що частини Південної Америки (особливо в Чилі) та частини Каліфорнії є офіційно пустелями. Але чи знали ви, що великі ділянки суші над Полярним колом також називають пустелями через їх низьку кількість опадів? Сюди входять великі ділянки Гренландії, Канади та Сибіру. Значна частина Антарктиди теж вважається пустелею.

Як вимірюються ваші місцеві схеми дощу? Карту середньої кількості опадів у США див. У розділі „Ресурси”.