Τα σύννεφα σχηματίζονται από έναν μεγάλο αριθμό μικροσκοπικών σταγονιδίων νερού και μικρών κρυστάλλων πάγου που προκύπτουν από την αλλαγή της κατάστασης των υδρατμών σε υγρή και στερεά μέσα σε μια μάζα αέρα. Η μάζα του αέρα ανεβαίνει και ψύχεται μέχρι να κορεστεί και να συμπυκνωθεί σε σταγόνες νερού. Όταν το σύννεφο είναι γεμάτο με σταγόνες νερού και οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ευνοϊκές, η βροχόπτωση εμφανίζεται με τη μορφή πάγου, χιονιού ή χαλαζιού.
Θέλετε να μάθετε τα πάντα για τη βροχόπτωση;
Πώς σχηματίζεται η καθίζηση;
Όταν ο αέρας στην επιφάνεια θερμαίνεται, ανεβαίνει. Η θερμοκρασία της τροπόσφαιρας μειώνεται με το υψόμετρο. Δηλαδή, όσο ψηλότερα ανεβαίνουμε, τόσο πιο κρύο γίνεται. Επομένως, όταν η αέρια μάζα ανεβαίνει, συναντά ψυχρότερο αέρα και κορένεται. Κατά τον κορεσμό, συμπυκνώνεται σε μικροσκοπικά σταγονίδια νερού ή κρυστάλλους πάγου (ανάλογα με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα) και σχηματίζεται γύρω από μικρά σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από δύο μικρά, που ονομάζονται υγροσκοπικοί πυρήνες συμπύκνωσης.
Όταν οι σταγόνες νερού προσκολλώνται σε πυρήνες συμπύκνωσης και οι επιφανειακές αέριες μάζες συνεχίζουν να ανεβαίνουν, σχηματίζεται ένα κατακόρυφα αναπτυσσόμενο νέφος. Αυτό συμβαίνει επειδή η ποσότητα του αέρα που κορένεται και συμπυκνώνεται είναι τόσο μεγάλη που τελικά αυξάνεται σε ύψος. Αυτός ο τύπος νέφους, που σχηματίζεται λόγω της ατμοσφαιρικής αστάθειας, ονομάζεται cumulus humilis . Καθώς αναπτύσσεται κατακόρυφα και φτάνει σε ένα σημαντικό πάχος (αρκετό για να μπλοκάρει σχεδόν όλη την ηλιακή ακτινοβολία), ονομάζεται cumulonimbus.
Για να συμπυκνωθούν σε σταγονίδια οι ατμοί που υπάρχουν σε μια μάζα αέρα που φτάνει σε σημείο κορεσμού, πρέπει να πληρούνται δύο προϋποθέσεις: η πρώτη είναι η μάζα του αέρα να έχει ψυχθεί επαρκώς και η δεύτερη είναι να υπάρχουν υγροσκοπικοί πυρήνες συμπύκνωσης στον αέρα πάνω στους οποίους μπορούν να σχηματιστούν σταγονίδια νερού.
Μόλις σχηματιστούν τα σύννεφα, τι καθορίζει αν θα παράγουν βροχή, χαλάζι ή χιόνι — δηλαδή, οποιοδήποτε είδος βροχόπτωσης; Τα μικροσκοπικά σταγονίδια που αποτελούν το σύννεφο, αιωρούμενα μέσα σε αυτό από ανοδικά ρεύματα, αρχίζουν να αναπτύσσονται απορροφώντας άλλα σταγονίδια καθώς πέφτουν. Δύο δυνάμεις ασκούνται σε κάθε σταγόνα: η αντίσταση που ασκείται από το ανοδικό ρεύμα και το βάρος της σταγόνας.
Όταν τα σταγονίδια είναι αρκετά μεγάλα για να ξεπεράσουν τη δύναμη έλξης, θα σπεύσουν στο έδαφος. Όσο περισσότερο περνούν τα σταγονίδια νερού στο σύννεφο, τόσο μεγαλύτερα γίνονται, καθώς προσθέτουν σε άλλα σταγονίδια και άλλους πυρήνες συμπύκνωσης. Επιπλέον, εξαρτώνται επίσης από το χρόνο που περνούν τα σταγονίδια προς τα πάνω και προς τα κάτω στο σύννεφο και όσο μεγαλύτερη είναι η συνολική ποσότητα νερού που έχει το σύννεφο.
Τύποι υετού
Οι τύποι βροχοπτώσεων καθορίζονται από το σχήμα και το μέγεθος των σταγονιδίων νερού που πέφτουν υπό τις κατάλληλες συνθήκες. Αυτοί μπορεί να περιλαμβάνουν ψιχάλα, καταιγίδες, χαλάζι, χιόνι, χιονόνερο, βροχή κ.λπ.
Ψεκάστε
Η ψιχάλα αποτελείται από ελαφριά βροχόπτωση με πολύ μικρές σταγόνες νερού που πέφτουν ομοιόμορφα. Αυτές οι σταγόνες συνήθως δεν βρέχουν πολύ το έδαφος και η έντασή τους εξαρτάται από άλλους παράγοντες, όπως η ταχύτητα του ανέμου και η σχετική υγρασία. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τους διαφορετικούς τύπους βροχής , αυτός ο σύνδεσμος μπορεί να σας φανεί χρήσιμος.
Τσουμπάσκος
Οι καταιγίδες χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερες σταγόνες βροχής που συνήθως πέφτουν βίαια και σε σύντομο χρονικό διάστημα. Συνήθως συμβαίνουν σε περιοχές όπου η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται, δημιουργώντας ένα σύστημα χαμηλής πίεσης γνωστό ως κυκλώνας. Οι καταιγίδες σχετίζονται με σωρειτομελανοειδή σύννεφα που σχηματίζονται πολύ γρήγορα, προκαλώντας την αύξηση των σταγονιδίων νερού και συχνά οδηγώντας σε καταρρακτώδη βροχή.
Χαλάζι και νιφάδες χιονιού
Η καθίζηση μπορεί επίσης να συμβεί σε στερεά μορφή. Για να συμβεί αυτό, πρέπει να σχηματιστούν κρύσταλλοι πάγου στην κορυφή του νέφους σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, περίπου -40°C . Αυτοί οι κρύσταλλοι μπορούν να αναπτυχθούν από μικροσκοπικά σταγονίδια νερού σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες που παγώνουν πάνω τους (η αρχή του σχηματισμού χαλαζιού) ή ενώνοντας με άλλους κρυστάλλους για να σχηματίσουν νιφάδες χιονιού. Όταν φτάσουν σε ένα κατάλληλο μέγεθος, και λόγω της βαρύτητας, μπορούν να πέσουν από το νέφος, με αποτέλεσμα τη στερεά καθίζηση στην επιφάνεια, εάν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι κατάλληλες.
Μερικές φορές οι νιφάδες χιονιού ή οι χαλαζόκοκκοι που πέφτουν από ένα σύννεφο, εάν συναντήσουν ένα στρώμα θερμού αέρα καθώς κατεβαίνουν, λιώνουν πριν φτάσουν στο έδαφος, με αποτέλεσμα τελικά να σχηματιστεί υγρή βροχόπτωση. Αν ενδιαφέρεστε για το χιόνι, μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις ορογραφικές βροχοπτώσεις εδώ.
Μορφές υετού και τύποι νεφών
Ο τύπος της καθίζησης εξαρτάται ουσιαστικά από τις περιβαλλοντικές συνθήκες στις οποίες σχηματίζεται το νέφος και από τον τύπο του νέφους που σχηματίζεται. Σε αυτήν την περίπτωση, οι πιο συνηθισμένες κατακρημνίσεις είναι μετωπικοί, ορθογραφικοί και συναυλιακοί ή θυελλώδεις τύποι.
Μετωπική βροχόπτωση συμβαίνει όταν τα σύννεφα συνδέονται με μέτωπα, τόσο θερμά όσο και ψυχρά. Η τομή ενός θερμού μετώπου και ενός ψυχρού μετώπου δημιουργεί σύννεφα που παράγουν μετωπική βροχόπτωση. Ένα ψυχρό μέτωπο σχηματίζεται όταν μια μάζα ψυχρού αέρα ωθεί και μετατοπίζει μια θερμότερη αέρια μάζα προς τα πάνω. Καθώς ανεβαίνει, ψύχεται, οδηγώντας σε σχηματισμό νεφών. Στην περίπτωση ενός θερμού μετώπου, μια θερμή αέρια μάζα κινείται πάνω από μια ψυχρότερη αέρια μάζα.
Όταν σχηματίζεται ένα ψυχρό μέτωπο, ο τύπος νεφών που συνήθως αναπτύσσεται είναι σωρειτομελανίτες ή υψοσωρειτές . Αυτά τα νέφη τείνουν να έχουν μεγαλύτερη κατακόρυφη ανάπτυξη και, ως εκ τούτου, παράγουν βαρύτερες και πιο έντονες βροχοπτώσεις. Επιπλέον, οι σταγόνες βροχής είναι πολύ μεγαλύτερες από εκείνες που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια ενός θερμού μετώπου. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τον σχηματισμό συστημάτων χαμηλής πίεσης, μπορείτε να το κάνετε εδώ.
Τα σύννεφα που σχηματίζονται κατά μήκος ενός θερμού μετώπου τείνουν να είναι πιο στρωματοποιημένα και συνήθως είναι nimbostratus , stratus ή stratocumulus . Η βροχόπτωση κατά μήκος αυτών των μετώπων είναι συνήθως ελαφρύτερη, συχνά με τη μορφή ψιχάλας.
Στην περίπτωση των βροχοπτώσεων από καταιγίδες, που ονομάζονται επίσης «συστήματα μεταφοράς», τα σύννεφα είναι ιδιαίτερα ανεπτυγμένα ( cumulonimbus ) και ως εκ τούτου παράγουν έντονες, βραχύβιες και συχνά καταρρακτώδεις βροχοπτώσεις. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό το φαινόμενο, μπορείτε να συμβουλευτείτε την ενότητα σχετικά με τις βροχοπτώσεις μεταφοράς.
Πώς να μετρήσετε την καθίζηση
Για να μετρήσετε την ποσότητα βροχής ή χιονιού που έχει πέσει σε μια συγκεκριμένη περιοχή και σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα, υπάρχει ένας μετρητής βροχής. Είναι ένα είδος βαθιού γυαλιού σε σχήμα χοάνης που στέλνει το νερό που συλλέγεται σε ένα βαθμονομημένο δοχείο όπου συσσωρεύεται η συνολική ποσότητα βροχής.
Ανάλογα με το πού βρίσκεται ο μετρητής βροχής, ενδέχεται να υπάρχουν εξωτερικοί παράγοντες που αλλάζουν τη σωστή μέτρηση της βροχόπτωσης. Αυτά τα σφάλματα μπορεί να είναι τα ακόλουθα:
- Έλλειψη δεδομένων: Η σειρά μπορεί να ολοκληρωθεί με συσχέτιση με άλλους κοντινούς σταθμούς που έχουν παρόμοια τοπογραφική κατάσταση και βρίσκονται σε κλιματολογικά ομοιογενείς ζώνες.
- Τυχαία λάθη: τυχαίο σφάλμα, συγκεκριμένα δεδομένα εμφανίζουν σφάλμα αλλά δεν επαναλαμβάνονται (λίγο νερό πέφτει κατά τη μέτρηση, σφάλματα εκτύπωσης κ.λπ.). Είναι δύσκολο να εντοπιστούν αν και ένα μεμονωμένο σφάλμα δεν θα επηρεάσει μια γενική μελέτη με τιμές μεγάλης περιόδου.
- Συστηματικά σφάλματα: επηρεάζουν όλα τα δεδομένα του σταθμού σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα και πάντα προς την ίδια κατεύθυνση (για παράδειγμα, κακή τοποθεσία του σταθμού, χρήση ακατάλληλων ανιχνευτών, αλλαγή θέσης του σταθμού, αλλαγή παρατηρητή, κακή κατάσταση του συσκευή).
Για να αποτραπεί το πιτσίλισμα των σταγόνων βροχής στην εξωτερική άκρη του βροχόμετρου, είναι κατασκευασμένο με λοξοτμημένες άκρες. Είναι επίσης βαμμένο λευκό για να μειωθεί η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας και να ελαχιστοποιηθεί η εξάτμιση . Εάν το κανάλι μέσω του οποίου πέφτει το νερό στο δοχείο γίνει στενό και βαθύ, η ποσότητα του νερού που εξατμίζεται μειώνεται, καθιστώντας τη μέτρηση της συνολικής βροχόπτωσης όσο το δυνατόν πιο κοντά στην πραγματική ποσότητα.
Σε ορεινές περιοχές, όπου είναι συνηθισμένο η βροχόπτωση να είναι σε στερεή μορφή (χιόνι) ή όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν κάτω από το σημείο πήξης του νερού, κάποιο είδος προϊόντος περιλαμβάνεται συνήθως στη δεξαμενή (συνήθως, άνυδρο χλωριούχο ασβέστιο) του οποίου η λειτουργία είναι για τη μείωση της τιμής της θερμοκρασίας στην οποία το νερό θα στερεοποιηθεί.
Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η θέση του μετρητή βροχής μπορεί να επηρεάσει τη μέτρησή του. Για παράδειγμα, αν το τοποθετήσουμε κοντά σε κτίρια ή κοντά σε δέντρα.
Ο όγκος του συλλεγόμενου βρόχινου νερού μετριέται σε λίτρα ανά τετραγωνικό μέτρο (l/m2) ή, ισοδύναμα, σε χιλιοστά (mm). Αυτή η μέτρηση αντιπροσωπεύει το ύψος, σε χιλιοστά, που θα έφτανε ένα στρώμα νερού αν κάλυπτε μια οριζόντια επιφάνεια ενός τετραγωνικού μέτρου.
Με αυτές τις πληροφορίες θα μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις βροχές, τους τύπους βροχής και να κατανοήσετε καλύτερα τον καιρό.
