A meteorológiában a csapadék olyan víz, amely a gravitáció hatására a légkörből folyékony vagy szilárd formában a földfelszínre hullik. Ezért az olyan jelenségek, mint az eső, hó, jégeső csapadék. Fontolja meg a kérdést, hogyan képződik eső, hó, jégeső, harmat és fagy.
Mik azok a felhők és felhők?
Mielőtt az eső és más típusú csapadék kialakulásának megvitatása előtt beszélnénk, nézzük meg a természeti objektumokat, például a felhőket és a felhőket a fizika szemszögéből, mivel ezek fontos szerepet játszanak a csapadék folyamatában.
A felhők és a felhők a légkörben szuszpendált kis vízcseppek vagy -kristályok összessége. Az, hogy egy adott felhő kristályokból vagy kis vízcseppekből áll, a felhő földfelszín feletti magasságától és a hőmérséklettől függ. A felhők annak eredményeként jönnek létre, hogy a tengerekben és óceánokban a víz felszínéhez közel eső meleg és nedves tömegek felemelkednek, lehűlnek és kis cseppekké tömörülnek. Ezek a cseppek olyan kicsik, hogyszabad szemmel látható. Ezek kombinációja felhőket és felhőket alkot. Ha ezek a cseppek ilyen vagy olyan okból növekedni kezdenek, a földre esnek.
Esőképződés
Az eső képződésének megértéséhez ügyeljen a felhőt alkotó légkörben lebegő vízcseppek méretére. Amikor ezek a cseppek elkezdenek ütközni és összekapcsolódni egymással, akkor egy bizonyos kritikus méretnél a gravitáció arra kényszeríti őket, hogy lezuhanjanak a földre. Ugyanakkor 4-8 m/s sebességet érnek el.
Egy esőcsepp mérete körülbelül 1 mm (0,7 mm-től 5 mm-ig). Ahhoz, hogy ezt a méretet elérjék, a felhőcseppeknek tömegüket milliószorosára kell növelniük. Ebben a tekintetben a felhő vastagságának nagyobbnak kell lennie egy bizonyos méretnél. Egyes felhők vastagsága elérheti a 12 km-t is, miközben heves és hosszan tartó felhőszakadáshoz, esetenként jégesőhöz is vezethet.
A felhők és felhők nagy vastagsága lehetővé teszi, hogy a cseppek vastagságukban felemelkedjenek, miközben más cseppekkel csatlakoznak. A folyamat eredményeként nagy cseppek képződnek, amelyek eső formájában hullanak le. Egy másik mechanizmus, amely megmagyarázza az eső keletkezését, a következő: a felhő vastagságának növekedésével egy kis csepp lehűl és kikristályosodik. Ezek a kristályok a földre esnek, amikor leesnek, felmelegednek és vízzé alakulnak.
Virga-jelenség
A Virga olyan eső, amely a légkörbe esik, de nem éri el a föld felszínét. Ez a természeti jelenség megmagyarázhatóha a kérdést a fizika szemszögéből vizsgáljuk. Hogyan keletkezik ez a fajta eső? A helyzet az, hogy egy nagy csapadékképző felhő és a föld felszíne között légtömegek rétegei lehetnek, amelyek nagyon forróak és szárazak lesznek. Ebben az esetben a felhők vastagságából lehulló vízcseppek, amikor belépnek ezekbe a forró és száraz légtömegekbe, egyszerűen újra elpárolognak, és soha nem érik el a föld felszínét.
Hóképződés
Folytassuk az eső, harmat és hó képződésének kérdését. Most koncentráljunk a szilárd csapadék – hó – képződésének folyamatára.
A hó a víz szilárd formája, amely hópelyhek formájában hullik a föld felszínére. A hópelyhek akkor keletkeznek, amikor a felhőkben lévő kis vízcseppek 0 °C alá hűlnek és kikristályosodnak. Ahhoz, hogy hó tudjon képződni, a hőmérséklet nem elég alacsony, a légkörben még mindig kell lennie némi páratartalomnak. Vannak helyek a földön, ahol elég hideg van, de a száraz levegő miatt alig esik a hó.
Jégeső kialakulása
A harmat, a fagy, az eső és a hó képződésének kérdését vizsgálva lehetetlen szót sem hagyni a jégesőről. Ellentétben a hóval, amely elegendő az alacsony hőmérséklet kialakulásához, jégeső képződik, ha a hőmérséklet -15 °C alatt van. Mivel a légkör hőmérséklete a magassággal csökken, jégeső képződik a vastag felhők tetején, ahol a hőmérséklet -50 °C-ra csökken. Ilyen felhőkcumulonimbusnak nevezik. Alsó részükben a víz kis folyékony cseppek, a felső részben pedig jégkristályok formájában van. Ezek a kristályok fokozatosan növekednek a felszálló légáramlatok következtében a felhő aljáról felszálló vízcseppek miatt. Amikor a kristály eléri a kritikus méretet, a földre esik. Vegye figyelembe, hogy nem minden jégkristály éri el a talajt, mivel leesés közben megolvadnak.
Harmat és fagy
Befejezzük az eső, hó, harmat és fagy kialakulásának kérdését az utolsó két jelenség, azaz a harmat és a fagy kialakulásának fizikai magyarázatával.
Mindkét jelenség a légkör napi hőmérséklet-ingadozásaihoz kapcsolódik. Ahhoz, hogy megértsük őket, tudnia kell, hogy a légkörben lévő gáz halmazállapotú víz oldhatósága a hőmérséklettől függ. Minél magasabb a levegő hőmérséklete, annál több víz tud benne feloldódni gőz formájában. A nap folyamán a nap felmelegíti a levegőt, ami a víz elpárolgásához és a légkör páratartalmának növekedéséhez vezet. Éjszaka a levegő lehűl, a vízgőz oldhatósága csökken benne, a felesleges víz kis cseppekké kondenzálódik, amelyek harmat formájában hullanak le.
A fagy is hasonlóan alakul, csak ilyenkor vagy nulla alá süllyed a levegő hőmérséklete, ami a légkörben lévő vízcseppek megfagyásához vezet, vagy elég hideg a földfelszín, és a lehullott harmat kikristályosodik rajta.
