Meteorologiassa sade on vettä, joka putoaa maan pinnalle ilmakehästä nestemäisessä tai kiinteässä muodossa painovoiman vaikutuksesta. Siksi ilmiöt, kuten sade, lumi, rakeet, ovat sateita. Harkitse kysymystä siitä, miten sade, lumi, rakeet ja kaste ja huurre muodostuvat.
Mitä ovat pilvet ja pilvet?
Ennen kuin keskustelemme sateen ja muun sateen muodostumisesta, katsotaanpa luonnonkohteita, kuten pilviä ja pilviä, fysiikan näkökulmasta, sillä niillä on tärkeä rooli sadeprosessissa.
Pilvet ja pilvet ovat kokoelma pieniä vesipisaroita tai -kiteitä, jotka ovat suspendoituneet ilmakehään. Se, koostuuko tietty pilvi kiteistä vai pienistä vesipisaroista, riippuu tämän pilven korkeudesta maanpinnan yläpuolella ja lämpötilasta. Pilviä muodostuu sen seurauksena, että meren ja v altamerten lähellä veden pintaa olevat lämpimät ja kosteat massat nousevat, jäähtyvät ja tiivistyvät pieniksi pisaroiksi. Nämä pisarat ovat niin pieniä, ettänäkyvät paljaalla silmällä. Niiden yhdistelmä muodostaa pilviä ja pilviä. Jos nämä pisarat alkavat syystä tai toisesta kasvaa, ne putoavat maahan.
Sateen muodostuminen
Ymmärtääksesi, miten sade muodostuu, sinun tulee kiinnittää huomiota ilmakehässä olevien vesipisaroiden kokoon, jotka muodostavat pilven. Kun nämä pisarat alkavat törmätä ja liittyä toisiinsa, tietyssä kriittisessä koossa painovoima pakottaa ne putoamaan maahan. Samalla ne saavuttavat nopeuden 4-8 m/s.
Sadepisaran koko on noin 1 mm (0,7 mm - 5 mm). Tämän koon saavuttamiseksi pilvipisaroiden on kasvatettava massaansa miljoonia kertoja. Tässä suhteessa pilven paksuuden on oltava suurempi kuin tietty koko. Jotkut pilvet voivat saavuttaa 12 km:n paksuuden, mutta ne voivat johtaa voimakkaiden ja pitkittyneiden sateiden muodostumiseen ja joissain tapauksissa jopa rakeiden muodostumiseen.
Pilvien ja pilvien suuri paksuus mahdollistaa pisaroiden nousemisen paksuudeltaan, samalla kun ne yhdistyvät muihin pisaroihin. Tämän prosessin seurauksena muodostuu suuria pisaroita, jotka putoavat sateen muodossa. Toinen mekanismi, joka selittää sateen muodostumisen, on seuraava: pilven paksuuden kasvaessa pieni pisara jäähtyy ja kiteytyy. Nämä kiteet putoavat maahan, kun ne putoavat, ne kuumenevat ja muuttuvat vedeksi.
Neitsyt-ilmiö
Neitsyt on sade, joka putoaa ilmakehään, mutta ei saavuta maan pintaa. Tämä luonnonilmiö voidaan selittääjos tarkastellaan asiaa fysiikan näkökulmasta. Miten tällainen sade muodostuu? Tosiasia on, että suuren sadetta muodostavan pilven ja maan pinnan välissä voi olla ilmamassakerroksia, jotka ovat erittäin kuumia ja kuivia. Tässä tapauksessa pilvien paksuudesta putoavat vesipisarat, kun ne saapuvat näihin kuumiin ja kuiviin ilmamassoihin, yksinkertaisesti haihtuvat uudelleen eivätkä koskaan saavuta maan pintaa.
Lumimuodostelma
Jatketaan analysointia siitä, miten sade, kaste ja lumi muodostuvat. Keskitytään nyt kiinteän sateen - lumen - muodostumisprosessiin.
Lumi on kiinteä vesimuoto, joka putoaa maan pinnalle lumihiutaleina. Lumihiutaleet muodostuvat, kun pilvissä olevat pienet vesipisarat jäähtyvät alle 0 °C:n lämpötilaan ja kiteytyvät. Jotta lunta muodostuisi, lämpötilat eivät ole riittävän alhaiset, ilmakehässä täytyy silti olla jonkin verran kosteutta. Maapallolla on paikkoja, jotka ovat melko kylmiä, mutta kuivan ilman vuoksi lunta ei juuri sataa.
Rakeen muodostuminen
Kun tutkitaan kysymystä siitä, miten kaste, huurre, sade ja lumi muodostuvat, on mahdotonta puhua rakeista. Toisin kuin lumi, joka riittää muodostamaan alhaisia lämpötiloja, rakeita syntyy, kun lämpötila on alle -15 °C. Koska ilmakehän lämpötila laskee korkeuden myötä, paksujen pilvien huipulle muodostuu rakeita, joissa lämpötila laskee -50 asteeseen. Sellaisia pilviäkutsutaan cumulonimbusiksi. Niiden alaosassa vesi on pienten nestepisaroiden muodossa ja yläosassa - jääkiteiden muodossa. Nämä kiteet kasvavat vähitellen johtuen vesipisaroista, jotka nousevat pilven pohj alta nousevien ilmavirtojen vuoksi. Kun kide saavuttaa kriittisen koon, se putoaa maahan. Huomaa, että kaikki jääkiteet eivät pääse maahan, koska ne sulavat putoaessaan.
Kaste ja huurre
Lopetetaan pohdiskelu siitä, miten sade, lumi, kaste ja huurre muodostuvat, fyysisellä selityksellä kahdelle viimeiselle ilmiölle, eli kasteen ja huurteen muodostumiselle.
Molemmat nämä ilmiöt liittyvät ilmakehän päivittäisiin lämpötilanvaihteluihin. Niiden ymmärtämiseksi sinun tulee tietää, että kaasumaisessa muodossa olevan veden liukoisuus ilmakehässä riippuu lämpötilasta. Mitä korkeampi ilman lämpötila, sitä enemmän siihen voi liueta höyryn muodossa olevaa vettä. Päivän aikana aurinko lämmittää ilmaa ja johtaa veden haihtumiseen ja ilmakehän kosteuden nousuun. Yöllä ilma jäähtyy, vesihöyryn liukoisuus siihen laskee, ylimääräinen vesi tiivistyy pieniksi pisaroiksi, jotka putoavat kasteen muodossa.
Routaa muodostuu samalla tavalla, vain tässä tapauksessa joko ilman lämpötila laskee nollan alapuolelle, mikä johtaa vesipisaroiden jäätymiseen ilmakehässä tai maan pinta on riittävän kylmä ja pudonnut kaste se kiteytyy.
