Στη μετεωρολογία, η κατακρήμνιση είναι το νερό που πέφτει στην επιφάνεια της γης από την ατμόσφαιρα σε υγρή ή στερεή μορφή υπό την επίδραση της βαρύτητας. Επομένως, φαινόμενα όπως βροχή, χιόνι, χαλάζι είναι η βροχόπτωση. Σκεφτείτε το ερώτημα πώς σχηματίζονται η βροχή, το χιόνι, το χαλάζι και η δροσιά και ο παγετός.
Τι είναι τα σύννεφα και τα σύννεφα;
Πριν συζητήσουμε πώς σχηματίζεται η βροχή και άλλοι τύποι βροχοπτώσεων, ας δούμε τα φυσικά αντικείμενα όπως τα σύννεφα και τα σύννεφα από τη σκοπιά της φυσικής, καθώς παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία της βροχόπτωσης.
Τα σύννεφα και τα σύννεφα είναι μια συλλογή μικρών σταγονιδίων ή κρυστάλλων νερού που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα. Το αν ένα δεδομένο σύννεφο αποτελείται από κρυστάλλους ή μικρές σταγόνες νερού εξαρτάται από το ύψος αυτού του νέφους πάνω από την επιφάνεια της γης και τη θερμοκρασία. Τα σύννεφα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι θερμές και υγρές μάζες κοντά στην επιφάνεια του νερού στις θάλασσες και τους ωκεανούς υψώνονται, ψύχονται και συμπυκνώνονται σε μικρές σταγόνες. Αυτές οι σταγόνες είναι τόσο μικρές πουορατή με γυμνό μάτι. Ο συνδυασμός τους σχηματίζει σύννεφα και σύννεφα. Εάν αυτές οι σταγόνες, για τον ένα ή τον άλλο λόγο, αρχίσουν να αυξάνονται σε μέγεθος, θα πέσουν στο έδαφος.
Σχηματισμός βροχής
Για να κατανοήσετε πώς σχηματίζεται η βροχή, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στο μέγεθος των σταγονιδίων νερού που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα που αποτελούν το σύννεφο. Όταν αυτές οι σταγόνες αρχίσουν να συγκρούονται και να συνδέονται μεταξύ τους, τότε σε ένα ορισμένο κρίσιμο μέγεθος, η βαρύτητα θα τις αναγκάσει να πέσουν κάτω στο έδαφος. Ταυτόχρονα αποκτούν ταχύτητα από 4 έως 8 m/s.
Μια σταγόνα βροχής έχει μέγεθος περίπου 1 mm (από 0,7 mm έως 5 mm). Για να φτάσουν σε αυτό το μέγεθος, τα σταγονίδια σύννεφων πρέπει να αυξήσουν τη μάζα τους εκατομμύρια φορές. Από αυτή την άποψη, το πάχος του νέφους πρέπει να είναι μεγαλύτερο από ένα ορισμένο μέγεθος. Κάποια σύννεφα μπορεί να φτάσουν το πάχος των 12 km, ενώ μπορεί να οδηγήσουν στο σχηματισμό ισχυρών και παρατεταμένων νεροποντών και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και χαλαζιού.
Το μεγάλο πάχος των νεφών και των νεφών επιτρέπει στα σταγονίδια να ανεβαίνουν στο πάχος τους, ενώ συνδέονται με άλλα σταγονίδια. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, σχηματίζονται μεγάλες σταγόνες, οι οποίες πέφτουν με τη μορφή βροχής. Ένας άλλος μηχανισμός που εξηγεί πώς σχηματίζεται η βροχή είναι ο εξής: ανεβαίνοντας στο πάχος του σύννεφου, ένα μικρό σταγονίδιο ψύχεται και κρυσταλλώνεται. Αυτοί οι κρύσταλλοι πέφτουν στο έδαφος, όταν πέφτουν, θερμαίνονται και μετατρέπονται σε νερό.
Φαινόμενο Virga
Virga είναι η βροχή που πέφτει στην ατμόσφαιρα, αλλά δεν φτάνει στην επιφάνεια της γης. Αυτό το φυσικό φαινόμενο μπορεί να εξηγηθείαν εξετάσουμε το ζήτημα από τη σκοπιά της φυσικής. Πώς σχηματίζεται αυτό το είδος βροχής; Το γεγονός είναι ότι ανάμεσα σε ένα μεγάλο σύννεφο ικανό να σχηματίσει βροχόπτωση και στην επιφάνεια της γης, μπορεί να υπάρχουν στρώματα αέριων μαζών που θα είναι πολύ ζεστά και ξηρά. Σε αυτή την περίπτωση, σταγόνες νερού που πέφτουν από το πάχος των νεφών, όταν εισέρχονται σε αυτές τις ζεστές και ξηρές μάζες αέρα, απλώς θα εξατμιστούν ξανά και δεν θα φτάσουν ποτέ στην επιφάνεια της γης.
Σχηματισμός χιονιού
Ας συνεχίσουμε να αναλύουμε το ερώτημα πώς σχηματίζονται η βροχή, η δροσιά και το χιόνι. Τώρα ας εστιάσουμε στη διαδικασία σχηματισμού στερεών βροχοπτώσεων - χιόνι.
Το χιόνι είναι μια στερεή μορφή νερού που πέφτει στην επιφάνεια της γης με τη μορφή νιφάδων χιονιού. Οι νιφάδες χιονιού σχηματίζονται όταν μικρές σταγόνες νερού στα σύννεφα ψύχονται σε θερμοκρασίες κάτω από 0°C και κρυσταλλώνονται. Για να σχηματιστεί χιόνι, οι θερμοκρασίες δεν είναι αρκετά χαμηλές, πρέπει να υπάρχει ακόμα κάποιο επίπεδο υγρασίας στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν μέρη στη γη που είναι αρκετά κρύα, αλλά λόγω του ξηρού αέρα, δεν χιονίζει σχεδόν καθόλου.
Σχηματισμός χαλαζιού
Εξερευνώντας το ερώτημα πώς σχηματίζεται η δροσιά, ο παγετός, η βροχή και το χιόνι, είναι αδύνατο να μην αναφέρουμε το χαλάζι. Σε αντίθεση με το χιόνι, που είναι αρκετό για να σχηματίσει χαμηλές θερμοκρασίες, το χαλάζι σχηματίζεται όταν η θερμοκρασία είναι κάτω από -15 °C. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα μειώνεται με το υψόμετρο, το χαλάζι σχηματίζεται στην κορυφή των πυκνών νεφών όπου οι θερμοκρασίες πέφτουν στους -50°C. Τέτοια σύννεφαπου ονομάζεται cumulonimbus. Στο κάτω μέρος τους, το νερό έχει τη μορφή μικρών σταγονιδίων υγρού και στο πάνω μέρος - με τη μορφή κρυστάλλων πάγου. Αυτοί οι κρύσταλλοι μεγαλώνουν σταδιακά λόγω των σταγονιδίων νερού που ανεβαίνουν από τον πυθμένα του νέφους λόγω των ανιόντων ρευμάτων αέρα. Όταν ο κρύσταλλος φτάσει σε ένα κρίσιμο μέγεθος, πέφτει στο έδαφος. Σημειώστε ότι δεν φτάνουν όλοι οι κρύσταλλοι πάγου στο έδαφος, καθώς λιώνουν καθώς πέφτουν.
Δροσιά και παγετός
Ας ολοκληρώσουμε την εξέταση του ερωτήματος του πώς σχηματίζονται η βροχή, το χιόνι, η δροσιά και ο παγετός, με μια φυσική εξήγηση των δύο τελευταίων φαινομένων, δηλαδή του σχηματισμού της δρόσου και του παγετού.
Και τα δύο αυτά φαινόμενα σχετίζονται με τις καθημερινές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα. Για να τα κατανοήσετε, θα πρέπει να γνωρίζετε ότι η διαλυτότητα του νερού σε αέρια μορφή στην ατμόσφαιρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο περισσότερο νερό σε μορφή ατμού μπορεί να διαλυθεί σε αυτόν. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο ήλιος θερμαίνει τον αέρα και οδηγεί σε εξάτμιση του νερού και αύξηση της υγρασίας στην ατμόσφαιρα. Τη νύχτα, ο αέρας ψύχεται, η διαλυτότητα των υδρατμών σε αυτόν μειώνεται, η περίσσεια νερού συμπυκνώνεται σε μικρά σταγονίδια που πέφτουν με τη μορφή δρόσου.
Ο παγετός σχηματίζεται με παρόμοιο τρόπο, μόνο σε αυτήν την περίπτωση είτε η θερμοκρασία του αέρα πέσει κάτω από το μηδέν, γεγονός που οδηγεί στο πάγωμα των σταγονιδίων νερού στην ατμόσφαιρα, είτε η επιφάνεια της γης είναι αρκετά κρύα και η δροσιά που έχει πέσει πάνω του κρυσταλλώνει.
