A csapadék a mennyiségi értékelését csapadék , a természet ( eső , hó , ónos eső , köd ) és a forgalmazás. Különböző technikákkal számítják ki. Számos műszert használnak erre a célra, amelyek közül az esőmérő / pluviográf a legismertebb. A mértékegység attól függően változik, hogy a csapadék típusa szilárd vagy folyékony-e, de összehasonlítás céljából a felület négyzetméterére vetített víz ekvivalencia milliméterére csökken . A 0,1 mm- nél kisebb csapadékot „ nyomnak ” nevezzük .
A csapadék, a földi hőmérséklet megoszlása, a földi éghajlat feltételei , az ökoszisztémák jellege és működése , valamint elsődleges termelékenységük . Ez az emberi társadalmak fejlődését befolyásoló tényezők egyike, ezért geopolitikai kérdés .
Az emberek évszázadok óta arra törekszenek, hogy jobban megjósolják az esőket, viharokat és áradásokat, sőt mágikus ( esőtáncok ) vagy technológiai ( mesterséges esők ) eszközökkel is manipulálják az éghajlatot .
Az első ismert mérési ismert csapadék összegeket, amelyeket a görögök körül 500 BC. Kr. E. Száz évvel később, Indiában , a lakosság tálakkal gyűjtötte az esővizet és mérte meg a mennyiséget. Mindkét esetben az ezeken mennyiségű esővíz segített megbecsülni a jövőbeni termés hozama .
A Magadha királyságában használt Arthashâstra könyvben meghatározták a gabonatermesztés normáit, és az állam minden magtárjában volt ilyen esőmérő adózási szempontból. Az Izraelben , a II th század ie. Kr. U. , A vallási írások az esők mezőgazdasági célú mérését említik.
1441-ben Koreában , az első szabvány bronz csapadékmérő, az úgynevezett „ Cheugugi ” fejlesztette ki tudós Jang Yeong-sil használatra országos hálózatának. 1639-ben az olasz Benedetto Castelli , a Galileo tanítványa elvégezte az első csapadékméréseket Európában, hogy megismerje a Trasimeno-tó esős epizódjának vízhozamát . Kalibrált egy hengeres üvegtartályt ismert mennyiségű vízzel, és megjelölte a megfelelő szintet a hengeren. Ezután esőnek tette ki a tartályt, és óránként jelölővel jelölte meg a víz által elért szintet. 1662-ben az angol Christopher Wren kifejlesztette az első vödör pluviométert vagy pluviográfot, amelyet a következő évben egy meteográfhoz társított, amely olyan meteorológiai paramétereket rögzít, mint a levegő hőmérséklete, az irányú szél és a csapadék. Esőmérője egy fogadó tölcsérből és három rekeszből állt, amelyek felváltva gyűjtötték a csapadékot óránként. 1670-ben az angol Robert Hooke vödör esőmérőt is használt. 1863-ban George James Symons- t nevezték ki a brit meteorológiai társaság igazgatóságába , ahol élete hátralévő részét csapadékméréssel töltötte a Brit-szigetek felett . Felállította az önkéntesek hálózatát, akik méréseket küldtek neki. Symons különféle történelmi információkat is tudomásul vett a szigetek esős csapadékáról. 1870-ben 1725-ből származó beszámolót tett közzé.
A meteorológia fejlődésével terjed a Föld légkörének különböző paramétereinek mérése . Az esőmérők javulnak, de az alapelvek változatlanok. A Franciaországban , a meteorológiai egyesület által létrehozott Urbain Le Verrier elosztott „Association” csapadékmérő. A XX . Században új műszereket fejlesztettek ki, amelyek széles területeket lefedő radarjai, valamint olyan műholdak, amelyek meghatározott pontok helyett a Föld teljes felületét képesek megfigyelni. Érzékelőik fejlesztése lehetővé teszi, hogy jobban lássák a csapadék finom változásait, anélkül, hogy elhárítanák az in situ mérések fontosságát . Az elmúlt évtizedekben a csapadék előrejelzés pontossága javult regionális, majd helyi szintig (az utcák és a városrészek szintjéig). A műholdas képalkotás , valamint a nagy adatok modellezésében és kezelésében elért eredmények jelentős előrehaladást értek el, de jelentős pénzügyi költségekkel jártak.
A Föld éghajlati rendszerét alapvetően két elem vezérli: a légkör és az óceán. Ez a két tömeg az egész globális éghajlati rendszer felett uralkodik, amelyet a közöttük zajló jelentős energiacsere generál. A Naptól közvetlenül kapott energiát rövid hullámok formájában nagyrészt megragadja az intertrópusi zónák, mert ott a legfontosabb a napsugár intenzitása és a legszabályosabb a forgástengely miatt. a Föld, amely napsütést ad szinte merőlegesen az Egyenlítőre és legel a pólusokon. Végül a sugárzást a tengerek és a kontinensek fogják felszínük albedója és a kontinenseket borító növényzet szerint. Így a jégtábla nagy mennyiségű energiát tükröz vissza az űrbe, miközben a tenger jelentősen elnyeli azt.
Az ezen hőcserék által kiváltott légköri keringés napról napra részletesen változik, de a légtömegek általános mozgása viszonylag állandó és a szélességtől függ. A szélkeringésnek három zónája van az Egyenlítő és a Lengyelek között . Az első zóna az, hogy a Hadley között található, az Egyenlítő és a 30 fok N és S, ahol találunk rendszeres szél fúj az északkeleti az északi féltekén, és a délkeleti a déli egy: a passzátszelek. . Északon félig állandó anticiklonokkal társul, ahol jó idő uralkodik, de sivatagok is vannak, alacsony csapadékmennyiség mellett. Ezzel szemben az Egyenlítő közelében található az intertrópusi konvergencia zóna, amely bőséges esőket ad.
A szélkeringés második zónája a közepes szélességi fokokon található. A mélyedések ott mindenütt kialakulnak, a káoszelmélet olykor szoros kiszámíthatósága alapján , de a légköri keringés teljes módja stabil, és függ a légköri nyomás eloszlása és a forgás miatti Coriolis-erő egyensúlyától . Ezek a rendszerek magassági keringés alatt mozognak általában nyugat felől, ez a Ferrel-sejt . Különböző típusú csapadékot adnak, amely váltakozik a tiszta idővel. Jön végre a Polar sejt, amely megtalálható az északi és déli 60 -én felületével párhuzamosan forgalomban általában. A levegő hideg és viszonylag száraz, ezért az azt befolyásoló mélyedések kevés felhalmozódást eredményeznek, ez utóbbi az év nagy részét hó formájában valósítja meg.
A megkönnyebbülés azonban a kihullott csapadékmennyiségre is nagy hatással van, a fokozó hatások miatt, ha a légáramlás felfelé megy a lejtőn, vagy éppen ellenkezőleg, az akadályoktól lefelé csökken. Így sok eső esik Amerika nyugati partvidékén, a keringés a Csendes-óceán felől érkezik, és a belső sivatagok a masszívumoktól lefelé, például a Taklamakan-sivatag a Himalájától lefelé (lásd az eső árnyékát ).
A csapadékmennyiség is különböző módon szerveződik: 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 a zápor egyszerre néhány négyzetkilométerre csapadékot ad.
Egy tanulmány eredményei, amelyek a globális éghajlati megfigyelő rendszer felszíni hálózatának 185 kiváló minőségű megfigyelőállomásának napi csapadék-adatain alapultak Észak-Amerika, Eurázsia és Ausztrália (de nem Dél-Amerika és Afrika) felett északi 50 ° fok és A déli szélességet (vagyis a két sarki zóna között) 2018-ban tették közzé. A megfigyeléseket 16 év alatt gyűjtötték össze (1999-től 2014-ig), ami elég hosszú idő volt ahhoz, hogy eltöröljék az El Niño és más rövid távú éghajlati ciklusok miatti éves eltéréseket .
E tanulmány szerint:
A szélesség, a domborzat és a tengertől való távolság együttes hatása nagyon változó csapadékeloszlást eredményez Európa-szerte, a Földközi-tenger térségének egyes részein és Európa középső síkságainál kevesebb, mint 400 mm / év és a tenger mentén 1000 mm / év felett. Az Atlanti-óceán partjai Spanyolországtól Norvégiáig, az Alpokig és azok keleti kiterjesztéséig. Ennek a csapadéknak a nagy része elveszik, mivel az evapotranspiráció és a fennmaradó „tényleges csapadék” Európa legnagyobb részében nem haladja meg a 250 mm / év értéket . Dél-Európa egyes részein a tényleges csapadék kevesebb, mint 50 mm / év . A csapadékmennyiség Európában a XX . Század folyamán általában megnövekedett , 1901 és 2005 között átlagosan 6–8% -kal nőtt, azonban nagy földrajzi különbségek mutatkoznak, különösen a Földközi-tengeren és Kelet-Európában. Ezenkívül szezonális változások történtek, többek között Nyugat- és Észak-Európa nagy részében megnövekedett a téli csapadék, Dél-Európában és Közép-Európa egyes részeiben pedig csökkent. Az éghajlati modellek előrejelzik a csapadék jövőbeli általános növekedését Észak-Európában és csökkenést Dél-Európában.
Az éghajlat osztályozása csapadék és hőmérséklet alapján történik. A legismertebb a Köppen-osztályozás, amely a Földet öt fő éghajlatra osztja: trópusi (A), száraz (B), enyhe középső szélesség (C), hideg középső szélesség (D) és sarki (E). Ezeket az éghajlatokat ezután szubklímára osztják az esőzések szerint. Ne feledje, hogy a jobb oldali kép és az éves csapadék kép nagy hasonlóságot mutat az előző szakaszban.
Ezek az éghajlati paraméterek határozzák meg a terület vegetációjának típusát, az ott élő faunát, valamint a populációk sűrűségét. Mivel az emberi életmód az ökoszisztémától és a víz rendelkezésre állásától függ, nagyrészt esőzések szerint is besorolható. Például a mezőgazdaság csak akkor lehetséges, ha rendszeres vízellátás érkezik közvetlenül a csapadékból vagy olyan folyókból, amelyek maguk is csapadékkal táplálkoznak. Másrészt a száraz éghajlat nomádizmusokra ösztönzi a populációkat, hogy kövessék az állatvilág és növényvilág rendelkezésre álló erőforrásait, vagy etessék állományaikat.
A túlzott esőzéseknek szintén fontos következményei vannak. A felhőszakadás vagy egy trópusi ciklonnal rendelkező árvizek fontosak lehetnek, a földcsuszamlások vagy iszapcsuszamlások elárasztják a normál eseményekhez tervezett infrastruktúrát. Számos halálesetet tulajdonítanak nekik.
A levegő minősége számos módon befolyásolhatja mennyiségileg a csapadékképződést:
Így az Egyesült Államokban "hétvégi hatás" figyelhető meg. A csapadék növekedésének valószínűsége szombaton tetőzik, miután a héten öt napig felhalmozódott a légszennyező anyag, különösen a legmelegebb területeken. Sűrűn lakott és kelet közelében található a tengerparton, ahol a vizsgálat idején ( 1998 ) 22% -kal nőtt az eső valószínűsége szombaton hétfőhöz képest.
Ezenkívül hőbuborékok képződnek a városokban és azok felett, de a külvárosokban és a vidéki területeken is (+ 0,6 ° C és + 5,6 ° C között) . Ez a további hő módosítja a felújítást, ami hozzájárulhat az időjárás viharos összetevőihez. A városok feletti csapadék mértéke (a szél irányához viszonyítva) így 48% -ról 116% -ra nőtt. Részben ennek a felmelegedésnek köszönhető, hogy a havi átlagos csapadék körülbelül 28% -kal magasabb a várostól lefelé (a széliránytól lefelé) 32 és 64 km közötti távolságban .
Néhány város a teljes csapadékmennyiség növekedését 51% -ra becsüli. Ez a jelenség Ázsiában erősen megnőhet (a városok, az autó és a szénfelhasználás együttes növekedése miatt).
Egy 2018-as tanulmány ( Constants szakasz ) az előre jelzett CO 2 -koncentráció növekedésének hatásait is megvizsgálta . 36 különböző éghajlati modellt tesztelt a csapadékmennyiségek 2020 és a század vége közötti szimulálására, különös tekintettel a 2085–2100 közötti időszakra, 2100-ban 936 millió ppm (ppm) CO 2 forgatókönyv esetén (szemben 408 ppm). 2018-ban). Az eredmények azt mutatják, hogy a szakadó esőzések még erőszakosabbak lehetnek: 1985 és 2100 között az éves csapadék fele 12 helyett 11 nap alatt eshet, miközben az összes éves eső is növekedhet.
A hőmérsékletek szempontjából a Golf-áramlat nem változik jelentősen, de a felmelegedés egyszerű földrajzi és magassági eltolódást eredményez az éghajlati övezetekben. A csapadék szempontjából az éghajlatváltozásra adott válaszváltozásnak összetettebbnek kell lennie. A modellek nem jósolják, hogy minden eső kicsit megnő; évente csak néhány szakadó esőnek lehet még kivételesebb. Így a 2018-as modellek térbeli felbontásának skáláján ( kb. 100-200 km ), magas üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátás forgatókönyve esetén :
Az időjárási állomáson a változás még nyilvánvalóbb: a csapadékváltozás fele az év 6 legesősebb napján fog bekövetkezni, és a szokatlanul heves esőzések a teljes éves csapadék növekvő részét képezik.
Az árvizek és az aszályok súlyosabbak lehetnek; a szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy "A társadalomnak általában nem kell nagyobb esőre számítania, mintsem a legtöbb változással, de a mai esőnél néhány zuhatagabb esővel szemben megküzdenie kell.
A Pluviometria ezért a csapadék mennyiségének és típusának éves és napi változását tanulmányozza a régiók éghajlatának osztályozása érdekében. Ezenkívül tanulmányozza a kivételes események visszatérési időszakát, mint például az aszályok és az áradásokat okozó zuhogó esőzések. Különféle eszközöket használnak erre, és egy adott eszköz felbontása megadja a minimálisan mérhető összeget, amelyet jelenteni tud.
Bármely 0,1 mm- nél kisebb vízcsapadék nyomnak tekinthető . Ez azért van, mert ez nulla felett nagyobb mennyiség, de kisebb, mint a standard eszközökkel mérhető legkisebb mennyiség. Ez mind az időjárás-előrejelzés igazolása, mind klimatológiai célokból fontos, mivel még a méréshez túl kicsi csapadékmennyiség is jelentős társadalmi hatásokkal járhat.
Az esőmérő egy mérőeszköz, amelyet arra használnak, hogy megtalálják a területre hullott eső mennyiségét. Használata azt feltételezi, hogy a csapadékvíz egyenletesen oszlik el a régióban, és nem párolog . A mérést általában milliméterben vagy literben / négyzetméterben, vagy mezőgazdaságban köbméterben / hektárban fejezik ki ( víz esetén 1 mm = 1 l / m 2 = 10 m 3 / ha ). Két fontos részből áll:
A gyűjtőt megfelelő magasságban kell elhelyezni, általában egy méterre a talajtól, és több méter távolságra más tárgyaktól, hogy ne találjon vizet a földről pattogó vagy ezek a tárgyak. Az esőmérő gallérjának széleit kívülről le kell ferdíteni, hogy korlátozzuk a gyűjtőkúp külsejéből csöpögő csöpögés bizonytalanságát.
A hó szelvény néz ki mint egy csapadékmérő de sokkal nagyobb. Ez egy felfelé nyitott tölcsérből (csengő) és egy kivehető hengerből áll. A harang alakja segít csökkenteni a turbulenciát a repülőgép felett, hogy jobban összegyűjtse a havat a hengerben. Egy olyan lábon nyugszik, amelynek magassága télen állítható, mivel a hó nő a földön. A kezelő havazás után eltávolítja a hengert, és megolvasztja, hogy megmérje a benne lévő víz mélységét. A mérés valós időben is elvégezhető, miközben egy fűtőelem megolvasztja a havat, a súlyváltozás pedig a lehullott vízegyenérték mennyiségét adja.
A hóasztal egyfajta fehérre festett asztal, általában 930 cm 2 méretű , amelyet általában a földre vagy az előző hóréteg fölé helyeznek. A hóasztal elhelyezésének ideális helye egy nagy, sík terület, távol az épületektől és fáktól, ahol a szélnek alig van hatása hófúvások kialakítására . A legtöbb snowboard továbbra is hagyományos, közepén egy egyszerű függőleges vonalzóval mérik a hó mélységét. Néhányan kiegészítik a hómagasság mérőrendszert egy webkamerával a távoli, valós idejű vagy változóan frissített analóg leolvasás céljából .
A meteorológiai radarok egyik fő felhasználási lehetősége, hogy távolról is észlelni lehessen a csapadékot a hidrometrikus alkalmazásokhoz . Például folyófolyás-szabályozási szolgáltatások, árvízjelzés , gáttervezés stb. mindnek tudnia kell a nagy területeken hulló eső és hó mennyiségét. A radar ideális esetben kiegészíti az esőmérők hálózatát azáltal, hogy kiterjeszti az adatgyűjtést, kalibrálásához a hálózatot használják .
Egyes műtárgyak összekeveredhetnek a valós adatokkal a radarhoz való visszatérés során. A felhalmozódások pontosabb becsléséhez ezeket a felhalmozási térképek elkészítése előtt szűrni kell.
A meteorológiai műholdak radiométerek, amelyek leolvassák a légkör és a benne lévő hidrometeorok hőmérsékletét . Infravörös spektrumban működnek . Az első eszközök csak néhány hullámhosszon "néztek", miközben az új generációk ezt a spektrumot több mint 10 csatornára osztották. Néhányat radarokkal is felszerelnek a csapadék mértékének mérésére.
A szegény országokban egyes régiókat továbbra sem fednek le közvetlenül a megfigyelések, sem a radar távérzékelési rendszerek, sem az időjárás-előrejelzés. A gazdák, halászok, tenyésztők és tengerészek szenvednek tőle. Ez hamarosan megváltozhat a vezeték nélküli mobiltelefon-hálózatok távoli területekre történő elterjedésével, mivel a levegőben lévő víztartalom befolyásolja a mikrohullámok diffúzióját, amelyeket részben a víz elnyel. A rádiós okkultációs technika már lehetővé tette a meteorológiai szempontból érdekes információk levezetését a műholdak által a föld felé küldött rádiójel egy részének okkultációja miatt ( GPS alkalmazása a meteorológiában ). A kutatók már 2006-ban kimutatták, hogy egy területen a csapadék mennyisége a kommunikációs tornyok közötti jelerősség változásának összehasonlításával értékelhető. Mindkét esetben a kutatóknak hozzáférniük kell a telekommunikációs vagy mobiltelefon-társaságok katonai vagy kereskedelmi tulajdonában lévő adatokhoz, ami hátráltatta a kutatásokat, de a legújabb európai és afrikai tapasztalatok egyrészt azt mutatják, hogy a meteorológia profitálhat ezen adatok elemzéséből integrálása az előrejelzési modellekbe, másrészt, hogy a szegény országok profitálhatnak a számukra kevésbé költséges előrejelzésekből.
A " startup ", amelyet 2017. április 2-án hoztak létre Bostonban, Massachusettsben, a ClimaCellben, azt állítja, hogy a mikrohullámú jeladatokat más időjárási adatokkal kombinálva azonnali, nagy felbontású (utcai szintű) előrejelzéseket hozhat létre három órával azelőtt, hogy elesettek és eső mennyiségek. Megemlíti, hogy 2017 vége előtt hat órával képes lehet megtenni, még mindig bizalmas módszer alapján (nem publikálták szakértők által áttekintett tudományos folyóiratban). Ez a cég kereskedelmi forgalomba hozza "termékét" az Egyesült Államokban és más fejlett országokban, de azt tervezi, hogy gyorsan (2017 végéig) bevezetik Indiában és más fejlődő országokban, potenciálisan bárhol, ahol az emberek mobiltelefonokat használnak, de versenyben van európai és izraeli kutatók egy csoportjának projektjével, akik többszintű rendszereket teszteltek, amelyek a közelmúltban nyílt forráskódú szoftvereket használó konzorcium létrehozására épülnek . Ez a csoport, amelyet Aart Overeem ( a Holland Királyi Meteorológiai Intézet hidrometeorológusa) koordinál , csaknem 5 millió euró támogatást kap az Európai Bizottságtól egy csapadékfigyelő rendszer prototípusának kidolgozásához, amelyet valószínűleg Európában és Afrikában telepítenek. A technológiát 2012-ben sikeresen tesztelték Hollandiában és 2015-ben Göteborgban (ahol a Svéd Meteorológiai és Hidrológiai Intézet (SMHI) naponta mintegy 6 millió adatot gyűjtött a városban, az Ericsson telekommunikációs vállalatának és az adó-szolgáltatónak köszönhetően ( Tower), amely lehetővé teszi a csapadék percenkénti becslését 500 méteres felbontással Göteborg város felett.
A kizárólag mikrohullámokon alapuló adatok gyakran túlbecsülik a csapadék nagyságát (akár 200, vagy akár 300%), de a konzorcium szerint sikeresen kijavította ezt az elfogultságot anélkül, hogy esőmérőkről vagy mérőkről kellett volna alapadatokat adni. . 2012-ben egy Marielle Gosset (a Francia Fejlesztési Kutatóintézet hidrológusa) vezetésével egy csapat sikeresen tesztelte ezt a megoldást Burkina Fasóban, és azóta más országokban ( különösen Nigerben ) kifejlesztette . Az Orange- nal való partnerségnek, valamint a Világbank és az ENSZ finanszírozásának lehetővé kell tennie az egyenértékű fejlődést Marokkóban és Kamerunban 2017 vége előtt.
| Időtartam | Helység | Keltezett | Magasság (mm) |
|---|---|---|---|
| 1 perc | Unionville, Egyesült Államok (az OMM szerint) Barot, Guadeloupe (a Météo-France szerint) |
1956. július 4. , 1970. november 26 |
31,2 38 |
| 30 perc | Sikeshugou, Hebei , Kína | 1974. július 3 | 280 |
| 1 óra | Holt , Missouri, Egyesült Államok | 1947. június 22 | 305 42 perc alatt |
| 2 óra | Yujiawanzi, Kína | 1975.07.19 | 489 |
| 4,5 óra | Smethport, Pennsylvania | 1942.07.18 | 782 |
| 12 óra | Foc-foc, Reunion | 1966.01.08-án (Denise ciklon) | 1,144 |
| 24 óra | Foc-foc, Reunion | 07-tól 1966.01.08-ig (Denise ciklon) | 1,825 |
| 48 óra | Cherrapunji , India | 15-től 1995.06.16-ig | 2,493 |
| 3 nap | Commerson , Reunion | 2007. 24. 24. és 26. között Ciklon Gamède | 3 929 |
| 4 nap | Commerson, Reunion | 2007. 24. 24. és 27. között: Cyclone Gamède | 4,869 |
| 8 nap | Commerson, Reunion | 20-tól 2007.02.27-ig Cyclone Gamède | 5 510 |
| 10 nap | Commerson, Reunion | 18-tól 1980.01.27-ig Hyacinthe ciklon | 5 678 |
| 15 nap | Commerson, Reunion | 14-től 1980.01.28-ig Hyacinthe ciklon | 6,083 |
| 1 hónap | Cherrapunji, India | 1861. július | 9,296.4 |
| 1 év | Cherrapunji, India | 1860 augusztusától 1861 augusztusáig | 26 466.8 |
| 2 év | Cherrapunji, India | 1860 és 1861 | 40 768 |
| éves átlag | Mawsynram , India | éves átlag | 11 872 |
Egyrészt a világon a legkevesebb csapadék Aricában (Chile) számolt be, ahol 1903 októberétől 1918 januárjáig tartó 173 hónap alatt egyetlen csepp sem esett. Kontinensenként az éves felhalmozódás szerint a legszárazabb helyek:
Ezenkívül a világon több helyen éves csapadékmennyiség meghaladja a 7000 mm-t :
Csapadékrekordok Franciaország szárazföldjén:
A felhalmozódott hó mennyisége fontos adat a gleccserek előrehaladásának, a tavaszi lefolyás és az éghajlat ismeretének. Esőként használt olvadt hó vízegyenértékeként fejezik ki, de a rekordokat általában havi centiméterben adják meg időszakonként: