Opady: znaczenie, proces i typy

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. Znaczenie opadów 2. Proces opadów 3. Rodzaje.

Znaczenie opadów:

Strącanie można zdefiniować jako spadającą na ziemię wodę w postaci płynnej lub stałej.

lub,

Całkowita ilość wody padającej na dany obszar w postaci deszczu lub śniegu lub gradu określana jest mianem opadów.

Proces opadów:

Opady powstają w wyniku kondensacji oparów wody w masie powietrza. Wznosząca się masa powietrza z wystarczającą ilością oparów wody staje się nasycona z powodu adiabatycznego chłodzenia. Kondensacja oparów wody prowadzi do powstawania chmur. Każda chmura zawiera prąd wstępny i prąd zstępujący.

Rozwój i wysokość chmur zależą od prądu wznoszenia. Silniejszy prąd wznoszący, większa jest wysokość chmury. Kiedy wzrasta woda w płynie, siła prądu wznoszenia spada, a prąd w dół zaczyna narastać. W wyniku tego powstają opady atmosferyczne.

Chociaż wszystkie chmury zawierają wodę, ale niektóre z nich powodują opady, podczas gdy inne nie. W niektórych przypadkach wytrącona wilgoć spada z chmur, ale przedostaje się do atmosfery, zanim dotrze do powierzchni ziemi.

Opady występują tylko wtedy, gdy kropelki chmur lub kryształy lodu rosną do rozmiarów, które mogą przezwyciężyć prądy wstępujące w atmosferze. Oznacza to, że niektóre specjalne procesy działają w chmurze, z której spada opadów.

Istnieją dwa procesy, które mogą wyjaśnić te mechanizmy:

1. Proces Bergerona.

2. Kolizja - proces koalescencji.

ja. Proces Bergerona:

W tym procesie chmury zawierają mieszaninę kryształów lodu i super schłodzonych kropel wody. Kiedy kryształ lodu zderza się z kroplą wody super chłodzonej, indukuje zamarzanie kropli. Proces ten opiera się na dwóch właściwościach wody.

Pierwsza właściwość:

Kropelki wody w chmurze nie zamarzają w 0 ° C, ale pozostają w postaci wody do -40 ° C. Nazywa się to wodą super chłodzoną. Super chłodzona woda ma tendencję do zamrażania, jeśli jest zakłócona. Dlatego super schłodzona woda wymaga jąder, na których mogą one zamarznąć. Jądra te nazywane są jądrami zamrażającymi. Jednak jądra zamrażające są rzadkie w atmosferze.

Tak więc, kiedy wznoszące się prądy powietrzne wznoszą się znacznie powyżej poziomu zamarzania, niektóre kropelki wody zamieniają się w lód. Jeśli pojedynczy kryształ lodu zostanie wprowadzony do chmury supernie schłodzonych kropelek wody, cała chmura gwałtownie zmienia się w chmurę całkowicie lodową.

Druga właściwość wody:

Ciśnienie pary nasycenia (es) w stosunku do kryształu lodu jest niższe niż nad wodą. Prężność par ciśnienia jest ustawiana między wodą a kryształami lodu. Kryształy lodu rosną kosztem super chłodzonej wody. Kiedy kryształki lodu staną się wystarczająco duże, zaczną wypaść z chmury. Te kryształki lodu topią się przed dotarciem do ziemi i spadają w postaci deszczu.

ii. Kolizja - proces koalescencji:

Proces ten ma zastosowanie do tych chmur, w których podstawa takich chmur nie wykracza poza poziom zamarzania. Te chmury nazywane są ciepłymi chmurami. Te chmury zawierają dużą liczbę chmur o różnych rozmiarach. Duże krople rosną kosztem mniejszych. Jako takie, zderzają się z mniejszymi kropelkami, które są wychwytywane i stają się ich częścią.

W dużej chmurze kropelki chmury są wielokrotnie przenoszone w górę i w dół przez prądy wstępujące i zstępujące. W związku z tym krople te szybko osiągają wymagany rozmiar. Jeśli chodzi o wymaganą wielkość kropel deszczu, należy zauważyć, że krople wody muszą mieć średnicę większą niż 100μ.

Kropelki chmur zderzają się, tworząc cząstki o większym rozmiarze o średnicy 500μ. Jest to wielkość kropel wody w mżawce. Dalsze kolizje zwiększają rozmiar kropli i plony deszczu. Stwierdzono, że kropla o średnicy 500 μm prawie nie zajmie 10 minut, aby dotrzeć do ziemi z podstawy chmurowej 1000 m nad powierzchnią ziemi.

Średnie krople deszczu mogą mieć średnicę w zakresie od 1000 do 2000 μ, ale te krople mogą osiągnąć maksymalną średnicę około 7000 μ. Powyżej tej wartości stają się niestabilne i rozpadają się na mniejsze kropelki podczas upadku. Ten rodzaj opadów występuje w ciepłych chmurach obszarów równikowych i tropikalnych.

Oprócz kolizji, elektryzowanie się kropelek odgrywa ważną rolę w doprowadzeniu do koalescencji. Jeśli zderzające się kropelki mają przeciwne ładunki elektryczne, łatwo można osiągnąć koalescencję.

Wiemy, że wszystkie chmury nie mogą powodować opadów. Chmury, które nie powodują wytrącania, mogą mieć małe kropelki o jednolitym rozmiarze. Tego rodzaju sytuacja może prowadzić do stabilności koloidalnej w chmurach.

Wzrost chmur nie wzrośnie ze względu na niewielkie rozmiary kropel, zderzenie kropelek może nie nastąpić. Dlatego te kropelki chmur mogą opadać powoli ze stałą prędkością bez kolizji. W związku z tym wszystkie te chmury, które nie mają wymaganej wielkości kropelek chmur, mogą nie powodować opadów.

W obu procesach opady będą występować przez dłuższy okres, jeśli występuje wystarczająca podaż wilgoci.

Rodzaje opadów:

Istnieją trzy rodzaje opadów:

1. Opady atmosferyczne,

2. Konwekcyjne opady atmosferyczne (typ konwekcyjny) oraz

3. Opady cyklonowe lub przednie.

1. Opady atmosferyczne:

Ten rodzaj opadów występuje, gdy masa wilgotnego powietrza wzrasta po nawietrznej stronie góry. Wilgotna masa powietrza jest lżejsza niż masa suchego powietrza, dlatego siły wyporu popychają masę powietrza wzdłuż zbocza góry i schładza się z suchą szybkością adiabatyczną. Gdy chłodzenie jest wystarczające, masa powietrza staje się nasycona i zaczyna się kondensacja. W rezultacie osiągnięty zostaje poziom skraplania i zaczynają tworzyć się chmury.

Kiedy góry działają jako bariera dla przepływu masy powietrza, powietrze chłodzi się adiabatycznie, w wyniku czego zachodzą chmury i opady. Nazywa się to precypitacją orograficzną. Ten rodzaj opadów występuje na nawietrznej stronie gór.

Ale po stronie zawietrznej następuje nagły spadek opadów ze względu na malejącą masę powietrza, która nagrzewa się przy suchym spadku adiabatycznym. Opadająca masa powietrza staje się sucha i gorąca.

W rezultacie chmury po stronie zawietrznej znikają. Dlatego suche obszary zawsze istnieją po zawietrznej stronie gór. Są one znane jako obszary cienia deszczu. Wynika to z tego, że wilgotne powietrze przeważa od strony nawietrznej, a po stronie zawietrznej przeważa ciepłe, suche powietrze.

W Indiach monsun południowo-zachodni powoduje ulewne deszcze na nawietrznym zboczu zachodnich ghatów, natomiast po stronie zawietrznej są rozległe obszary cienia deszczu. Występuje ciągły wzrost opadów po nawietrznej stronie do pewnej wysokości, powyżej której opady zaczynają spadać. Nazywa się to inwersją opadów.

2. Konwekcyjne opadów:

Aby spowodować ten typ opadów, wymagane są dwa warunki:

ja. Intensywne nagrzewanie powierzchni ziemi.

ii. Duża podaż wilgoci.

Promieniowanie słoneczne jest głównym źródłem ciepła do wytwarzania prądów konwekcyjnych w powietrzu. Proces ten rozpoczyna się, gdy powierzchnia jest nierówno ogrzewana. W ciągu dnia powietrze nad nagą glebą będzie cieplejsze niż powietrze nad sąsiednim lasem.

Ciepłe powietrze jest mniej gęste w porównaniu z zimnym powietrzem. Prądy konwekcyjne są ustawione na wymuszanie wzrostu powietrza. Powietrze jest schładzane adiabatycznie, a jego temperatura zmniejsza się wraz ze wzrostem. Masa powietrza będzie nadal rosnąć, o ile pozostaje cieplejsza niż otaczające powietrze.

Wzrastająca masa powietrza staje się nasycona, gdy zostaje schłodzona adiabatycznie. Rozpoczęła się kondensacja, a kolumna powietrza wznosząca staje się obłokiem cumulusowym. Jeśli konwekcja będzie nadal silna, chmura przekształci się w gęstą chmurę cumulonimbus.

Opady deszczu są zawsze związane z tego typu chmurą. Opady typu konwekcyjnego są zjawiskiem ciepłej pogody. Na ogół kojarzy się z grzmotami, błyskawicami i silnymi wiatrami powierzchniowymi. Czasami kojarzą się z nim także gradacje.

Znaczenie w roślinach uprawnych:

Ten rodzaj opadów występuje na niskich szerokościach geograficznych iw strefach umiarkowanych. Zwykle występuje w miesiącach letnich w godzinach wieczornych. W górach ten typ opadów ma bardzo krótki czas i składa się z ciężkich natrysków. Opady konwekcyjne są mniej skuteczne dla wzrostu roślin niż stały deszcz.

W tym przypadku spływ jest maksymalny, w związku z tym pozostaje mało wody do wniknięcia do gleby. Jednak w regionie umiarkowanym najskuteczniej promuje wzrost roślin. Głównym powodem jest to, że na średnich szerokościach geograficznych występuje tylko w ciepłym sezonie, kiedy wegetacja jest bardzo aktywna.

3. Opady cyklonowe lub przednie:

Występuje, gdy głębokie i rozległe masy powietrza są zbierane i poruszają się w górę, tak aby miało miejsce ich adiabatyczne chłodzenie. Dla tego typu opadów wymagane jest podnoszenie masy powietrza.

Strącanie cyklonowe można osiągnąć na dwa sposoby:

ja. Gdy dwie masy powietrza o różnej temperaturze i wilgotności spotykają się pod określonym kątem, ciepłe i wilgotne powietrze jest zmuszane do wznoszenia się nad cięższą masą zimnego powietrza.

ii. Gdy masy powietrza z różnych kierunków zbiegają się do środka, część powietrza jest wymuszana.

W rejonie tropikalnym występuje niewielka różnica w temperaturze i wilgotności zbieżnych mas powietrza. Podnoszenie jest prawie pionowe i towarzyszy mu konwekcja. W takim stanie zbieżność zapewnia początkowy ruch w górę niestabilnej masy powietrza i powoduje duże chmury i ciężkie prysznice.

W strefach umiarkowanych strefa kontaktu pomiędzy ciepłą i zimną masą powietrza nazywana jest frontem. Może być ciepło lub zimno z przodu. Opady atmosferyczne występują, gdy ciepłe i wilgotne powietrze stopniowo unosi się nad masą zimnego powietrza. Główną przyczyną tego opadu jest mieszanie się powietrza z przodu. Czołowe opady wzdłuż ciepłego frontu mają postać mżawki. Jest zawsze rozpowszechniona i długotrwała.

W przypadku zimnego frontu ma zawsze postać intensywnych pryszniców z błyskawicami i trwa bardzo krótko. Czołowe opady występują w Europie i Ameryce Północnej. W sezonie zimowym opady cykloniczne występują w północnych częściach Indii.

Znaczenie w roślinach uprawnych:

Opady związane z ciepłym frontem mają małą intensywność, ale pozostają przez długi czas. W wyniku tego opady opadają w glebie i trwają razem przez wiele godzin. Taki rodzaj opadów jest najbardziej przydatny do wzrostu roślin. Z drugiej strony, opady związane z zimnym frontem mają dużą intensywność spadając na niewielki obszar i pozostają przez krótki czas.

W rezultacie większość opadów nie ma szansy na przesiąkanie w glebie, ponieważ jest marnowana gwałtownie podczas ucieczki. Dlatego rośliny uprawowe mogą mieć mniejszą ilość opadów. Tak więc opady związane z ciepłym frontem są bardziej użyteczne dla wzrostu roślin uprawnych w porównaniu z zimnym frontem.