A csapadék minden olyan meteort jelent, amely a légkörbe esik, és szilárd vagy folyékony lehet, az utóbbi összetételétől és hőmérsékletétől függően. Ez a kifejezés az időjárás leggyakrabban többes számban, és utal a Föld „s hydrometeors ( jégkristályok vagy vízcseppek ), aki, miután kitéve folyamatok kondenzációs és aggregációját a felhők , lett túl nehéz szuszpenzióban maradnak a légkörben, és ősszel a földre, vagy virgában elpárolog, mielőtt elérné. Kiterjesztéssel a kifejezés hasonló jelenségekre is használható más légkörű bolygókon vagy holdakon .
A csapadék gyakorisága és jellege egy adott földrajzi régióban az éghajlat fontos jellemzői . Alapvetően hozzájárulnak a mérsékelt vagy trópusi zónák termékenységéhez és lakhatékonyságához; a sarki területeken elősegítik a jégtakarók fenntartását. A csapadék a következő formákat öltheti fel (néha vegyesen):
FolyékonySzilárdAz időjárás-megfigyelési jelentésekben a csapadék típusát az intenzitás (könnyű, mérsékelt vagy nehéz) jelzése, valamint a csapadékon keresztüli láthatóság mérése kíséri. A megfigyelési jelentések a csapadék időbeli jellegét is jelzik: ha intenzitása gyorsan változik, és elvékonyodások kísérik, akkor a csapadékot felhőszakadásnak nevezik .
A csapadékmennyiséget milliméter (mm) vastagságban mérjük folyékony csapadék esetén, centiméter (cm) vastagságban mérjük hó esetén. A csapadékot liter / négyzetméter folyadék-egyenértékben (L / m²) is kifejezhetjük, a két egység ekvivalens a víz sűrűségének, vagy a vízben megolvadt hónak az 1 négyzetméteres területen összegyűjtve.
A fagypont fölött lévő levegőben cseppek akkor kezdenek kialakulni, amikor az emelt levegő kissé túltelítetté válik a környező hőmérséklethez képest. Ehhez azonban kondenzációs magoknak , pornak vagy sószemcséknek kell lenniük , amelyeken a vízgőz lerakódik. A kapott kémiai oldat csökkenti a csepp kialakulásához szükséges felületi feszültséget . Először nagyon finom cseppek képződnek, amelyek a felhőt adják. Amint ezek a cseppek emelkednek, átmennek a fagypont alatt, de általában túlhűtöttek maradnak, ha a hőmérséklet -10 ° C és 0 ° C között van . Valójában a fagyasztó magok sokkal kevésbé állnak rendelkezésre, mint a kondenzációs magok, amelyek sok időt hagynak a felemelkedés során, mielőtt találkoznak egymással, és a cseppeket jégkristályokká alakítják .
A cseppek átmérőjének növekedésével egy második folyamatnak, koaleszcenciának kell lennie annak érdekében, hogy elérje az esőcseppek kialakításához elegendő átmérőt. Valójában a kondenzációval képződött cseppek csak néhány tíz mikronot érnek el az eső leadásához általában szükséges idő alatt.
KoaleszcenciaA koaleszcencia a összeolvasztását két vagy több cseppeket ütközés, hogy egy nagyobb. Amint a cseppek különböző sebességgel nőnek, a vízgőz koncentrációjától függően, más sebességgel mozognak, amely összefügg az átmérőjükkel és a feltöltődéssel. A lassabban haladó nagyobbak a kisebbeket a felfelé vezető úton fogják el, majd amikor az áram már nem tudja őket támogatni, akkor visszajönnek, és ugyanúgy tovább növekednek.
Bergeron-hatásA felfedezője, Tor Bergeron által kapott Bergeron-effektus az eső- vagy hóvirág-képződési folyamatok közül a leghatékonyabb. Amikor a jégkristályok a cseppek fagyasztásával végül kialakulnak, alacsonyabb a telítési nyomásuk, mint a környező cseppeknél. A cseppek ezért elpárolognak, és a vízgőz a kristályokra rakódik le.
Ezek a kristályok végül le is esnek, és összeolvadnak másokkal, hópelyheket képezve. A cseppeket összefogással is megfogják, ami megfagyasztja őket, ha a hőmérséklet nulla Celsius fok alatt van. Ha a légkör hőmérséklete a talaj felett bárhol nulla alatt van, akkor hó lesz. Másrészt, ha a fagyás szintje nincs a földön, vagy ha a magasságban nulla feletti rétegek vannak, akkor sokféle csapadék lesz: eső, fagyos eső, ónos eső stb.
Annak érdekében, hogy a vízcseppek kialakuljanak, és felhőt, majd csapadékot eredményezzenek, mechanizmusra van szükség a levegő telítettségéhez. Kivéve, ha a levegőt hideg levegő- visszavezetés vagy sugárzási átviteli mechanizmus hűti , mint például a ködképződés esetén , ez felemeléssel történik. Amikor a hidrometeorok túlságosan hatalmasak lesznek ahhoz, hogy a rendelkezésre álló függőleges mozgás támogassa őket, a föld felé kezdenek zuhanni. Amellett, hogy a fázis , vannak tehát kétféle csapadék mechanizmustól függően, hogy okozza a függőleges mozgás:
Ez a két csapadéktípus azonban nem zárja ki egymást. Valójában instabil területek lehetnek az eső vagy a rétes hó tömegében, ami erősebb záporokat eredményez ezekben az ágazatokban. Hasonlóképpen instabil körülményeket lehet elérni emeléssel. Például a lejtőn felfelé haladó szél okozhatja, hogy a szabad konvekció szintje meghaladja a felemelt légcsomag szabad konvekciójának szintjét, és zivatart okozhat.
Egy felhő általában generál lényeges csapadék, ha annak vastagsága meghaladja 4000 láb (1200 m ). Általában a felhő nem hoz létre csapadékot, ha a felhőben lévő folyékony víz sűrűsége kevesebb, mint 0,5 g / m³.
A csapadék különféle módon szervezhető: nagy területeken, csapadéksávokban vagy elszigetelten. Ez függ a légtömeg stabilitásától, a benne lévő függőleges mozgásoktól és a helyi hatásoktól. Így a meleg front előtt a csapadék többnyire réteges lesz, szélességében és mélységében több száz kilométert tesz meg. Másrészről, a hidegfront előtt vagy egy trópusi ciklonban a csapadék vékony sávokat képez, amelyek oldalirányban nagy távolságokra nyúlhatnak. Végül egy zápor vagy zivatar csapadékot ad egyenként néhány négyzetkilométerre, és csapadékoszlopot képez a konvektív felhő alatt.
CsapadékA csapadék az eső, hó vagy bármely más vízfelhalmozódás vizsgálata in situ mérőeszközök alkalmazásával vagy telemetria segítségével. A szilárdtest halmozódásai egy gleccserbe vagy hómezőbe táplálkoznak ; az ellenkezője az abláció . A folyékony és szilárd csapadék felhalmozódása az éghajlatot és következésképpen az emberi társadalmak fejlődését befolyásoló tényezők egyike, és gyakran geopolitikai kérdés .
A pluviometriában számos műszert használnak, amelyek közül a legismertebb az esőmérő / pluviográf . A mérés különféle egységekben hajtható végre, attól függően, hogy a csapadék típusa szilárd vagy folyékony-e, de összehasonlítás céljából a víz egyenértékűségét milliméterekre , más szóval literre / négyzetméter vízszintes felületre csökkentik.
LerakódásKétféle lerakódás gyűjthető össze egy esőmérőben, de ritkán képeznek többet, mint a felhalmozódás nyoma:
Ebben a két esetben nem beszélhetünk csapadékról, mivel a cseppek esés nélkül keletkeznek vagy lerakódnak a földön vagy tárgyakon.
Xuebin Zhang (2007), a Kanadai Környezetvédelmi és Éghajlatváltozási Klímaváltozás Felderítési és Elemzési Osztály ( Toronto , Kanada ) szerint a fejlett országokban élő emberek közvetlenül felelősek a mérsékelt szélességi fokon előforduló csapadékmennyiség 50–85% -áért (40). -70 ° É). Így elemezte az 1925 és 1999 közötti szélességi sávban eső csapadékmennyiséget . Az átlag 62 mm-rel nőtt az északi félteke középső szélességi fokain (Egyesült Államok, Észak-Európa, Oroszország), szemben a trópusi régiók átlagosan 98 mm-es csökkenésével . az északi félteke (Száhel, Sára). Az emberi rész különböző modellekkel szembesült (üvegházhatású gázok kibocsátásával és szulfáttalajjal és anélkül), hogy a fent idézett következtetésre jusson. A legrosszabb, hogy a csapadék a vártnál gyorsabban mozgott, csakúgy, mint a tengerszint emelkedése. A jelenlegi előrejelzések ezért alábecsülik a hosszú távú éghajlati kockázatokat .
A természetben különféle folyamatok vesznek részt a légkör kioltásában passzívan és / vagy élő fajok szerint.
Természetes vetésA csapadék kiváltható az ezüst-jodid por felhőre szórásával . Ez egyenértékű a glaciális magok bevezetésével , amely felgyorsítja a jégkristályok képződését és előidézi a fent említett Bergeron-hatást . Ezzel korlátozható a jégeső mérete, azáltal is, hogy nagyobb versenyt teremt a rendelkezésre álló vízgőzért.
A technika nagyon hatékony a laboratóriumban, de természetéből adódóan hatékonysága korlátozott Jean-Louis Brenguier, a Météo-France kísérleti meteorológiai csoportjának vezetője szerint , hacsak nem egész életében nagyon nagy összegeket költünk a felhő követésére. Ez azonban nem akadályozza meg az Orosz Légköri Technológiai Ügynökséget abban, hogy ezt a technikát használja fel a felhők eloszlatására Moszkva felett bizonyos ünnepek és hivatalos látogatások során, vagy korlátozza a hó mennyiségét.
Mars " hangulat nagyon vékony, többnyire tagjai a szén-dioxid (95%), a nitrogén (3%) és argont (1,6%), és tartalmaz nyomokban oxigént , vizet , és a metán . Vannak víz- és szén-dioxid-felhők, amelyek nagyon hasonlítanak a cirrusfelhőkre . Egyes felhők annyira vékonyak, hogy csak akkor láthatók, ha a sötétben tükrözik a napfényt. Ebben az értelemben közel vannak a Föld noctilucent felhőihez . A Phoenix szonda észlelte, hogy ezekből a felhőkből 4 km magasságban hullanak le a jégkristályok, amelyek 2,5 km feletti virgává szublimálódnak .
A Vénusz légkörében a kénsav (H 2 SO 4 ) eső gyakori, de soha nem éri el a földet ( 470 ° C hőmérséklet ). A hőtől elpárolognak, mielőtt elérnék a virga felszínét . A kénsav körülbelül 300 ° C-on elpárolog, és vízre és kén-dioxidra bomlik. A felhőrétegből, 48 és 58 km közötti magasságban, ezek a savcseppek olyan hőmérsékletet érnek el, hogy végül 30 km körüli magasságban elpárolognak , majd visszatérnek a felhőkhöz.
A Titánon , a Szaturnusz műholdján a metán a Föld vízéhez hasonló cikluson megy keresztül . Ez a Titan átlagos hőmérsékletén gáz halmazállapotú , de a Titan légköre fokozatosan tönkremegy a felső légkörben. A metánból képződő összetettebb szénvegyületek ezeken a hőmérsékleteken folyékonyak. Ezek a vegyületek esők formájában hullanak és néhány méter mély tavakat képeznek, amelyeket ammónia jégtömbök boríthatnak be.
A tavak elpárolognak, de semmilyen kémiai vagy fizikai folyamat (a Titánon meglévő körülmények között) nem teszi lehetővé ezeknek a vegyületeknek a metánná történő átalakulását. A metán nagy részének tehát a felszínről vagy kriovulkánokból kell származnia, amelyek a légkörbe szállítják, ahol ismét kondenzálódik, és metánesők formájában visszaesik, befejezve a ciklust. Ez azt jelenti, hogy a légkörben meg kell újulni a metánnak.
Az Északi-sark télen sok csapadékot - valószínűleg metánt vagy etánt - tapasztal. Amikor az évszak változik, a déli viszont tapasztalja ezeket az esőket. Ezek az esők a tavakat vagy tengereket látják el metánnal vagy folyékony etánnal a pólusnál.