Opadów oznacza wszystkie meteory , które mieszczą się w atmosferze i może być ciałem stałym lub cieczą w zależności od składu i temperatury w tym ostatnim. Określenie to pogoda jest najczęściej mnogiej i odnosi się do ziemi jest hydrometeors ( kryształków lodu lub kropel wody ), które, będąc poddane procesom kondensacji i agregacji w tych chmur , stanie się zbyt ciężki, aby pozostać w zawiesinie, w atmosferze i spadku do ziemi lub odparować w virga przed dotarciem do niej. Co za tym idzie, termin ten może być również używany do podobnych zjawisk na innych planetach lub księżycach posiadających atmosferę.
Częstotliwość i charakter opadów w danym regionie geograficznym są ważnymi cechami jego klimatu . Wnoszą istotny wkład w płodność i możliwość zamieszkania w strefach umiarkowanych lub tropikalnych; na obszarach polarnych pomagają utrzymać czapy lodowe. Opady mogą przybierać następujące formy (czasami mieszane):
CiekłySolidnyW meldunkach z obserwacji pogody rodzajowi opadów towarzyszy oznaczenie intensywności (lekka, umiarkowana lub silna) oraz miara widzialności przez opady. Raporty obserwacyjne wskazują również na czasowy charakter opadów: jeśli ich intensywność zmienia się gwałtownie i towarzyszą jej przerzedzenia, opady nazywamy ulewą .
Opady mierzone są w milimetrach (mm) grubości dla opadów ciekłych i w centymetrach (cm) grubości dla śniegu. Opady można również wyrazić jako ekwiwalent cieczy w litrach na metr kwadratowy (l/m²), przy czym dwie jednostki są równoważne za pomocą gęstości wody lub roztopionego śniegu w wodzie, zebranego na powierzchni 1 metra kwadratowego.
Krople zaczynają tworzyć się w powietrzu na ogół powyżej punktu zamarzania, gdy unoszone powietrze staje się nieco przesycone w stosunku do temperatury otoczenia. Wymaga to jednak zarodków kondensacji , pyłu lub ziaren soli, na których osadza się para wodna. Powstały roztwór chemiczny obniża napięcie powierzchniowe niezbędne do utworzenia kropli. Najpierw tworzą się bardzo drobne krople, które dają chmurę. Ponieważ te kropelki wzrasta, gdy przechodzą one poniżej punktu zamrażania, ale na ogół pozostaje przechłodzony , gdy temperatura wynosi od -10 ° C a 0 ° C . Rzeczywiście, jądra zamrażające są znacznie mniej dostępne niż jądra kondensacyjne, co pozostawia dużo czasu podczas wynurzania, zanim spotkają się z jednym i przekształcą krople w kryształki lodu .
Gdy kropelki zwiększają średnicę, musi nastąpić drugi proces, koalescencja, aby osiągnąć średnicę wystarczającą do utworzenia kropli deszczu. W rzeczywistości kropelki powstałe w wyniku kondensacji osiągają zaledwie kilkadziesiąt mikronów w czasie zwykle wymaganym do wytworzenia deszczu.
PołączenieKoalescencji jest połączenie dwóch lub więcej kropelek na skutek zderzenia, tworząc większe. Ponieważ kropelki rosną z różnymi prędkościami, w zależności od stężenia pary wodnej, będą poruszać się z inną prędkością, która jest związana z ich średnicą i prądem wstępującym. Większe, poruszające się wolniej, schwytają mniejsze w drodze w górę, a gdy nie będą już dłużej wspierane przez nurt, zejdą w dół i nadal będą rosły w ten sam sposób.
Efekt BergeronaEfekt Bergerona , od jego odkrywcy Tor Bergeron , jest najskuteczniejszym z procesów powstawania deszczu lub przebiśniegów. Kiedy kryształki lodu ostatecznie tworzą się przez zamrażanie kropelek, mają niższe ciśnienie nasycenia niż otaczające kropelki. Kropelki zatem odparowują, a para wodna osadza się na kryształach.
Te kryształy również w końcu odpadną i połączą się z innymi, tworząc płatki śniegu. Wychwytują również krople przez koalescencję, co spowoduje ich zamrożenie, jeśli temperatura spadnie poniżej zera stopni Celsjusza. Jeśli temperatura atmosfery nad ziemią spadnie poniżej zera, spadnie śnieg. Z drugiej strony, jeśli poziom zamarzania nie występuje na ziemi lub jeśli na wysokości występują warstwy powyżej zera, wystąpią różne rodzaje opadów: deszcz, marznący deszcz, deszcz ze śniegiem itp.
Aby kropelki wody utworzyły się i wywołały chmurę, a następnie opady, potrzebny jest mechanizm doprowadzenia powietrza do nasycenia. O ile powietrze nie jest chłodzone przez mechanizm adwekcji zimnego powietrza lub mechanizm przenoszenia promieniowania , jak w przypadku tworzenia się mgły , następuje to przez wypór. Kiedy hydrometeory stają się zbyt masywne, aby mogły być podtrzymywane przez dostępny ruch pionowy, zaczynają spadać w kierunku ziemi. Oprócz ich fazy występują zatem dwa rodzaje opadów w zależności od mechanizmu wywołującego ruch pionowy:
Te dwa rodzaje opadów nie wykluczają się jednak wzajemnie. Rzeczywiście, mogą istnieć niestabilne obszary w gęstym deszczu lub warstwowym śniegu, które spowodują silniejsze opady w tych sektorach. Podobnie niestabilne warunki można uzyskać przez podnoszenie. Na przykład wiatry wznoszące się w górę zbocza mogą spowodować, że poziom konwekcji swobodnej przekroczy poziom konwekcji swobodnej w podnoszonej paczce lotniczej i wywołać burzę z piorunami.
Chmura na ogół generuje znaczne opady, gdy jej grubość przekracza 4000 stóp (1200 m ). Ogólnie rzecz biorąc, chmura nie będzie generować opadów, jeśli gęstość ciekłej wody w chmurze jest mniejsza niż 0,5 g /m³.
Opady można organizować na różne sposoby: na dużych obszarach, w pasmach opadów lub w odosobnieniu. Zależy to od stabilności masy powietrza , ruchów w niej pionowych i efektów lokalnych. Tak więc przed frontem ciepłym opady będą w większości warstwowe i pokryją kilkaset kilometrów szerokości i głębokości. Z drugiej strony, przed zimnym frontem lub w tropikalnym cyklonie opady tworzą cienkie pasma, które mogą rozciągać się na boki na duże odległości. W końcu ulewa lub burza spowoduje opady na kilka kilometrów kwadratowych, tworząc kolumnę opadów pod chmurą konwekcyjną.
Opad deszczuOpady deszczu to badanie nagromadzenia deszczu, śniegu lub innej formy wody za pomocą przyrządów pomiarowych in situ lub telemetrii. Akumulacje w stanie stałym są dodawane przez karmienie lodowca lub pola śnieżnego ; przeciwieństwem jest ablacja . Akumulacja opadów ciekłych i stałych jest jednym z czynników warunkujących klimat, aw konsekwencji rozwój społeczeństw ludzkich i często jest kwestią geopolityczną .
W pluwiometrii stosuje się kilka przyrządów, z których najbardziej znany jest deszczomierz / pluwiograf . Pomiar można przeprowadzić w różnych jednostkach, w zależności od tego, czy rodzaj opadów jest stały czy płynny, ale dla celów porównawczych sprowadza się go do milimetrów równoważnika wody, czyli w litrach na metr kwadratowy powierzchni poziomej.
ZeznanieW deszczomierzu można zbierać dwa rodzaje osadów, ale rzadko tworzą one więcej niż ślad nagromadzenia:
W tych dwóch przypadkach nie możemy mówić o opadach atmosferycznych, ponieważ kropelki tworzą się lub osadzają na ziemi lub przedmiotach bez opadania.
Według Xuebin Zhang (2007) z Climate Change Detection and Analysis Division of Environment and Climate Change Canada ( Toronto w Kanadzie ), ludzie w krajach rozwiniętych są bezpośrednio odpowiedzialni za 50 do 85% wzrostu opadów występujących na umiarkowanych szerokościach geograficznych (40 -70° N). W ten sposób przeanalizował opady według szerokości geograficznych między 1925 a 1999 r. Średnia wzrosła o 62 mm w środkowych szerokościach geograficznych półkuli północnej (Stany Zjednoczone, Europa Północna, Rosja) wobec spadku średnio o 98 mm . półkula północna (Sahel, Shara). Część ludzka została skonfrontowana z różnymi modelami (z emisją gazów cieplarnianych i bez oraz zasiarczoną glebą), aby dojść do cytowanego powyżej wniosku. Co najgorsze, opady przemieszczają się szybciej niż oczekiwano, podobnie jak wzrost poziomu morza. Obecne prognozy nie uwzględniają zatem długoterminowych zagrożeń klimatycznych .
W przyrodzie w zasiewie atmosfery uczestniczą różne procesy, biernie i/lub przez żywe gatunki.
Siew naturalnyOpady mogą być wywołane przez rozproszenie pyłu jodku srebra na chmurze . Jest to równoznaczne z wprowadzeniem jąder lodowcowych , co przyspiesza powstawanie kryształków lodu i wywołuje wspomniany wcześniej efekt Bergerona . Jest to sposób na ograniczenie wielkości gradu również poprzez stworzenie większej konkurencji dla dostępnej pary wodnej.
Technika jest bardzo skuteczna w laboratorium, ale w naturze jej skuteczność jest ograniczona według Jean-Louis Brenguier, szefa eksperymentalnej grupy meteorologicznej w Météo-France , chyba że przez całe życie wydajemy bardzo duże sumy na podążanie za chmurą. Nie przeszkadza to jednak Rosyjskiej Agencji Technologii Atmosferycznych w wykorzystaniu tej techniki do rozpraszania chmur nad Moskwą podczas niektórych świąt i oficjalnych wizyt lub do ograniczania ilości śniegu.
Mars ' atmosfery jest bardzo cienka, głównie składający się z dwutlenku węgla (95%), azotu (3%) i argonu (1,6%), i zawiera ślady Oxygen , wodą , i metanu . Istnieją chmury wody i dwutlenku węgla, które wyglądają bardzo podobnie do chmur cirrus . Niektóre chmury są tak cienkie, że można je zobaczyć tylko wtedy, gdy odbijają światło słoneczne w ciemności. W tym sensie są blisko nocnych chmur Ziemi. Sonda Phoenix zauważyć kryształy lodu spada z tych chmur na wysokości 4 km i sublimacja w virgi powyżej 2,5 km .
W atmosferze Wenus deszcze kwasu siarkowego (H 2 SO 4 ) są częste, ale nigdy nie docierają do ziemi (temperatura 470 ° C ). Odparowują z ciepła zanim dotrą do powierzchni virga . Kwas siarkowy odparowuje w temperaturze ok. 300 °C i rozkłada się na wodę i dwutlenek siarki. Z warstwy chmur, na wysokości od 48 do 58 km , te krople kwasu napotykają temperatury , w których ostatecznie wyparowują na wysokości około 30 km , a następnie wracają do chmur.
Na Tytanie , satelicie Saturna, metan przechodzi cykl podobny do cyklu wody na Ziemi . Ten, w średniej temperaturze Tytana, jest w stanie gazowym , ale atmosfera Tytana jest stopniowo niszczona w górnej atmosferze. Bardziej złożone związki węgla, powstałe z metanu, są ciekłe w tych temperaturach. Związki te opadają w formie deszczów i tworzą jeziora o głębokości kilku metrów, które mogą być przykryte blokami lodu amoniakalnego.
Jeziora odparowują, ale żaden proces chemiczny ani fizyczny (w warunkach panujących na Tytanie) nie pozwala tym związkom przekształcić się z powrotem w metan. Większość metanu musi zatem pochodzić z powierzchni lub z kriowulkanów, które przenoszą go do atmosfery, gdzie ponownie się skrapla i opada w postaci deszczy metanu, kończąc cykl. Oznacza to, że musi nastąpić odnowienie metanu w atmosferze.
Na Biegunie Północnym zimą występują duże opady – prawdopodobnie metan lub etan. Kiedy zmienia się pora roku, południe z kolei doświadcza tych deszczów. Deszcze te zasilają jeziora lub morza metanem lub ciekłym etanem na biegunie.