Дождь

Сильный дождь падает на пустыню на закате

Воспроизвести медиа

Падающий дождь

Часть серии по
Погода
Умеренный и полярный сезон Зима Весна Летом Осень
Тропические сезоны Сухой сезон Харматтан Влажный сезон
Бури Облако Кучево-дождевое облако Аркус облако Downburst Микровзрыв Тепловой взрыв Деречо Молния Вулканическая молния Гроза Воздушно-массовая гроза Грозовой снег Сухая гроза Мезоциклон Supercell Торнадо Антициклонический смерч Смерч Водяной смерч Пыльный дьявол Огненный вихрь Антициклон Циклон Полярный низкий Внетропический циклон Европейский ураган Nor'easter Субтропический циклон Тропический циклон Атлантический ураган Тайфун Штормовая волна Песчаная буря Simoom Хабуб Муссон Амихан Гейл Сирокко Огненная буря Зимняя буря Снежная буря Снежная буря Наземная метель Snowsquall
Осадки Морось Замораживание Graupel Град Мегакриометеор Ледяная крупа Бриллиантовая пыль Дождь Замораживание Ливень Снег Дождь и снег смешанные Снежные зерна Снежный каток Слякоть
Темы Загрязнение воздуха Атмосфера Химия Конвекция Физика река Климат Облако Физика Туман Сезон тумана Холодная волна Тепловая волна Струйный поток Метеорология Суровая погода Список Экстремальный Терминология суровой погоды Канада Япония Соединенные Штаты Прогноз погоды Модификация погоды
Глоссарии Метеорология Изменение климата Условия торнадо Термины тропических циклонов
Портал погоды
v т е

	Дождь Типичный звук дождя с громом
Проблемы с воспроизведением этого файла? См. Справку по СМИ .

Дождь - это жидкая вода в форме капель , которые конденсируются из водяного пара из атмосферы, а затем становятся достаточно тяжелыми, чтобы упасть под действием силы тяжести . Дождь является основным компонентом круговорота воды и отвечает за осаждение большей части пресной воды на Земле. Он обеспечивает подходящие условия для многих типов экосистем , а также воду для гидроэлектростанций и орошения сельскохозяйственных культур .

Основная причина образования дождя - это движение влаги по трехмерным зонам контрастов температуры и влажности, известным как погодные фронты . При наличии достаточного количества влаги и восходящего движения осадки выпадают из конвективных облаков (с сильным вертикальным восходящим движением), таких как кучево-дождевые облака (грозовые облака), которые могут образовывать узкие полосы дождя . В горных районах возможны обильные осадки там, где восходящий поток максимален на наветренных сторонах местности.на высоте, которая заставляет влажный воздух конденсироваться и выпадать в виде дождя по склонам гор. На подветренной стороне гор может существовать пустынный климат из-за сухого воздуха, вызванного нисходящим потоком, который вызывает нагревание и сушку воздушных масс . Движение муссонного корыто или внутритропической зоны конвергенции , приносит дождливые сезоны в саванне климатов .

Эффект городского острова тепла приводит к увеличению количества и интенсивности дождевых осадков с подветренной стороны от городов. Глобальное потепление также вызывает изменения в структуре осадков во всем мире, включая более влажные условия в восточной части Северной Америки и более сухие условия в тропиках. Антарктида - самый засушливый континент. Глобальное среднее годовое количество осадков над сушей составляет 715 мм (28,1 дюйма), но по всей Земле оно намного выше и составляет 990 мм (39 дюймов). ^[1] Системы классификации климата, такие как система классификации Кеппена , используют среднегодовое количество осадков, чтобы помочь дифференцировать различные климатические режимы. Количество осадков измеряется с помощью дождемеров.. Количество осадков можно оценить с помощью метеорологического радара .

Дождь также известен или подозревается на других планетах, где он может состоять из метана , неона , серной кислоты или даже железа, а не воды.

Формирование

Водонасыщенный воздух

Воздух содержит водяной пар, и количество воды в данной массе сухого воздуха, известное как соотношение смешивания , измеряется в граммах воды на килограмм сухого воздуха (г / кг). ^{[2] [3]} Количество влаги в воздухе также обычно указывается как относительная влажность ; который представляет собой процент от общего количества водяного пара, который воздух может удерживать при определенной температуре воздуха. ^[4] Сколько водяного пара может содержать кусок воздуха, прежде чем он станет насыщенным (относительная влажность 100%) и превратится в облако (группа видимых и крошечных частиц воды и льда, взвешенных над поверхностью Земли) ^[5]зависит от его температуры. Более теплый воздух может содержать больше водяного пара, чем более холодный воздух, прежде чем он станет насыщенным. Поэтому один из способов насытить сверток воздухом - охладить его. Точка росы - это температура, до которой посылка должна охладиться, чтобы она стала насыщенной. ^[6]

Существует четыре основных механизма охлаждения воздуха до точки росы: адиабатическое охлаждение, кондуктивное охлаждение, радиационное охлаждение и испарительное охлаждение. Адиабатическое охлаждение происходит, когда воздух поднимается и расширяется. ^[7] Воздух может подниматься из-за конвекции , крупномасштабных атмосферных движений или физического препятствия, такого как гора ( орографический лифт ). Кондуктивное охлаждение происходит, когда воздух соприкасается с более холодной поверхностью ^[8], как правило, при переносе с одной поверхности на другую, например, с поверхности жидкой воды на более холодную землю. Радиационное охлаждение происходит из-за испускания инфракрасного излучения воздухом или находящейся под ним поверхностью. ^[9]Испарительное охлаждение происходит, когда влага добавляется к воздуху в результате испарения, что заставляет температуру воздуха понижаться до температуры по влажному термометру или до насыщения. ^[10]

Основными способами добавления водяного пара в воздух являются: конвергенция ветра в области восходящего движения, ^[11] осадки или вирга, падающая сверху, ^[12] дневное нагревание, испарение воды с поверхности океанов, водоемов или влажной земли, ^{[ 13]} испарение растений, ^[14] прохождение холодного или сухого воздуха над более теплой водой, ^[15] и подъем воздуха над горами. ^[16] Водяной пар обычно начинает конденсироваться на ядрах конденсации, таких как пыль, лед и соль, с образованием облаков. Повышенные участки погодных фронтов (которые по своей природе трехмерны) ^[17]заставляют широкие области восходящего движения в атмосфере Земли, которые образуют палубы облаков, такие как альтослоистые или перисто-слоистые . ^[18] Stratus - это стабильный слой облаков, который имеет тенденцию формироваться, когда холодная стабильная воздушная масса оказывается в ловушке под теплой воздушной массой. Он также может образоваться из-за исчезновения адвективного тумана в ветреную погоду. ^[19]

Коалесценция и фрагментация

Коалесценция происходит, когда капли воды сливаются, образуя более крупные капли воды. Сопротивление воздуха обычно заставляет капли воды в облаке оставаться неподвижными. Когда возникает турбулентность воздуха, капли воды сталкиваются, образуя более крупные капли.

По мере того, как эти более крупные капли воды опускаются, слияние продолжается, так что капли становятся достаточно тяжелыми, чтобы преодолеть сопротивление воздуха и выпадать в виде дождя. Коалесценция обычно чаще всего происходит в облаках выше точки замерзания и также известна как процесс теплого дождя. ^[20] В облаках ниже нуля, когда кристаллы льда набирают достаточно массы, они начинают падать. Обычно это требует большей массы, чем слияние, когда происходит между кристаллом и соседними каплями воды. Этот процесс зависит от температуры, так как капли переохлажденной воды существуют только в облаке, температура которого ниже точки замерзания. Кроме того, из-за большой разницы температур между облаками и уровнем земли эти кристаллы льда могут таять при падении и превращаться в дождь. ^[21]

Капли дождя имеют средний диаметр от 0,1 до 9 мм (от 0,0039 до 0,3543 дюйма), но имеют тенденцию к распаду при больших размерах. Более мелкие капли называются облачными и имеют сферическую форму. По мере того, как капля дождя увеличивается в размерах, ее форма становится более сжатой, а ее наибольшее поперечное сечение обращено к набегающему воздушному потоку. Крупные капли дождя становятся все более плоскими на дне, как булочки для гамбургеров ; очень большие по форме напоминают парашюты . ^{[22] [23]} Вопреки распространенному мнению, их форма не похожа на слезу. ^[24] Самые большие капли дождя на Земле были зафиксированы над Бразилией и Маршалловыми островами.в 2004 году - некоторые из них были размером до 10 мм (0,39 дюйма). Большой размер объясняется конденсацией на крупных частицах дыма или столкновением капель в небольших областях с особенно высоким содержанием жидкой воды. ^[25]

Капли дождя, связанные с тающим градом, обычно больше, чем другие капли дождя. ^[26]

Интенсивность и продолжительность дождя обычно обратно пропорциональны, т. Е. Штормы высокой интенсивности, вероятно, будут непродолжительными, а штормы низкой интенсивности могут иметь большую продолжительность. ^{[27] [28]}

Распределение капель по размеру

Окончательное распределение капель по размеру является экспоненциальным . Количество капель с диаметром между и на единицу объема пространства составляет . Это обычно называют законом Маршалла – Палмера в честь исследователей, которые впервые его охарактеризовали. ^{[23] [29]} Параметры в некоторой степени зависят от температуры, ^[30] и наклон также масштабируется в зависимости от количества осадков (d в сантиметрах и R в миллиметрах в час). ^[23]${\ displaystyle d}$${\ displaystyle D + dD}$${\ displaystyle n (d) = n_ {0} e ^ {- d / \ langle d \ rangle} dD}$${\ Displaystyle \ langle d \ rangle ^ {- 1} = 41R ^ {- 0,21}}$

Отклонения могут возникать для мелких капель и при различных условиях дождя. Распределение имеет тенденцию соответствовать усредненному количеству осадков, тогда как мгновенные спектры размеров часто отклоняются и моделируются как гамма-распределения . ^[31] Распределение имеет верхний предел из-за фрагментации капель. ^[23]

Удары дождевой капли

Капли дождя сталкиваются со своей конечной скоростью , которая больше для более крупных капель из-за их большего отношения массы к сопротивлению. На уровне моря и без ветра, моросящий дождь 0,5 мм (0,020 дюйма ) ударяется со скоростью 2 м / с (6,6 фута / с) или 7,2 км / ч (4,5 мили в час), в то время как крупные капли 5 мм (0,20 дюйма) падают с расстояния около 9 м / с (30 футов / с) или 32 км / ч (20 миль / ч). ^[32]

Дождь, падающий на неплотно упакованный материал, такой как недавно выпавший пепел, может образовывать ямочки, которые могут окаменеть, называемые отпечатками дождевых капель . ^[33] Зависимость максимального диаметра дождевой капли от плотности воздуха вместе с отпечатками окаменелых дождевых капель использовалась для ограничения плотности воздуха 2,7 миллиарда лет назад. ^[34]

Звук дождевых капель , поражающих воды вызвано пузырьками воздуха колеблющегося под водой . ^{[35] [36]}

Код METAR для дождя - RA, а код для ливневых дождей - SHRA. ^[37]

Вирга

В определенных условиях осадки могут выпадать из облака, но затем испаряться или увеличиваться до уровня земли. Это называется вирга и чаще встречается в жарком и сухом климате.

Причины

Фронтальная активность

Стратиформные (широкий экран осадков с относительно одинаковой интенсивностью) и динамические осадки (конвективные осадки, которые по своей природе ливневые с большими изменениями интенсивности на небольших расстояниях) возникают как следствие медленного подъема воздуха в синоптических системах (порядка см / с), например, вблизи холодных фронтов, а также вблизи и к полюсу от поверхностных теплых фронтов . Подобный подъем наблюдается вокруг тропических циклонов за пределами глаза , а также в диаграммах выпадения осадков вокруг среднеширотных циклонов . ^[38]Вдоль закрытого фронта может быть множество погодных условий, возможны грозы, но обычно их прохождение связано с высыханием воздушной массы. Фронты окклюзии обычно образуются вокруг зрелых областей низкого давления. ^[39] Что отличает осадки от других типов осадков, таких как ледяная крупа и снег , так это наличие толстого слоя воздуха наверху, температура которого выше точки плавления воды, которая тает замороженные осадки задолго до того, как они достигнут земли. Если имеется неглубокий приповерхностный слой ниже точки замерзания, может возникнуть ледяной дождь (дождь, который замерзает при контакте с поверхностями в условиях ниже нуля). ^[40] Приветствуюстановится все более редким явлением, когда уровень замерзания в атмосфере превышает 3 400 м (11 000 футов) над уровнем земли. ^[41]

Конвекция

Конвективный дождь или ливневые осадки происходят из конвективных облаков (например, кучево-дождевых или скопившихся кучевых облаков ). Он падает как ливень с быстро меняющейся интенсивностью. Конвективные осадки выпадают на определенной территории в течение относительно короткого времени, поскольку конвективные облака имеют ограниченную горизонтальную протяженность. Большая часть осадков в тропиках носит конвективный характер; однако было высказано предположение, что также имеет место расслоение осадков. ^{[38] [42]} Граупель и град указывают на конвекцию. ^[43] В средних широтах конвективные осадки являются прерывистыми и часто связаны с бароклинными границами, такими как холодные фронты ,линии шквала и теплые фронты. ^[44]

Орографические эффекты

Орографические осадки происходят с наветренной стороны гор и вызваны восходящим движением крупномасштабного потока влажного воздуха через горный хребет, что приводит к адиабатическому охлаждению и конденсации. В горных частях мира, подверженных относительно постоянным ветрам (например, пассатам ), на наветренной стороне горы обычно преобладает более влажный климат, чем на подветренной или подветренной стороне. Влага удаляется орографическим подъемником, оставляя более сухой воздух (см. Катабатический ветер ) на нисходящей и, как правило, теплой подветренной стороне, где наблюдается тень от дождя . ^[16]

В Гавайях , гора Wai'ale'ale , на острове Кауаи, отличается своими крайними осадками, так как он является одним из мест в мире с самым высоким уровнем осадков, с 9,500 мм (373 дюймов). ^[45] Системы, известные как штормы Кона, влияют на штат с сильными дождями с октября по апрель. ^[46] Местный климат значительно различается на каждом острове из-за их топографии, делится на наветренные ( Коолау ) и подветренные ( Кона ) регионы в зависимости от расположения относительно более высоких гор. Наветренные стороны обращены на восток к северо- восточным пассатам и получают гораздо больше осадков; подветренные стороны более сухие и солнечные, с меньшим количеством дождя и облачностью.^[47]

В Южной Америке горный хребет Анд блокирует проникновение влаги из Тихого океана на этот континент, что приводит к климату, напоминающему пустыню, с подветренной стороны западной Аргентины. ^[48] Хребет Сьерра-Невада создает такой же эффект в Северной Америке, образуя Большой бассейн и пустыни Мохаве . ^{[49] [50]}

В тропиках

Сезон дождей - это время года, охватывающее один или несколько месяцев, когда выпадает большая часть среднего годового количества осадков в регионе. ^[51] Термин « зеленый сезон» также иногда используется туристическими властями как эвфемизм . ^[52] Районы с влажным сезоном разбросаны по частям тропиков и субтропиков . ^[53] Климат саванны и районы с муссонным режимом имеют влажное лето и сухую зиму. В тропических лесах технически нет сухих или влажных сезонов, поскольку их количество осадков равномерно распределяется в течение года. ^[54]В некоторых районах с ярко выраженными сезонами дождей в середине сезона выпадение осадков прекращается, когда межтропическая зона конвергенции или муссонный желоб перемещаются к полюсу от их местоположения в середине теплого сезона. ^[27] Когда сезон дождей приходится на теплое время года или летом , дожди идут в основном во второй половине дня и в ранние вечерние часы. Сезон дождей - это время, когда улучшается качество воздуха ^[55], качество пресной воды ^{[56] [57]} и растительность значительно разрастается.

Тропические циклоны , являющиеся источником очень сильных дождей, состоят из больших воздушных масс в несколько сотен миль в диаметре с низким давлением в центре и с ветрами, дующими внутрь к центру, либо по часовой стрелке (южное полушарие), либо против часовой стрелки (северное полушарие). ^[58] Хотя циклоны могут уносить огромное количество жизней и личного имущества, они могут быть важными факторами в режимах выпадения осадков в местах, на которые они влияют, поскольку они могут принести столь необходимые осадки в засушливые регионы. ^[59] Области на их пути могут получить годовое количество осадков от прохода тропического циклона. ^[60]

Человеческое влияние

Мелкодисперсные твердые частицы, образующиеся в выхлопных газах автомобилей и других людских источниках загрязнения, образуют ядра конденсации облаков , приводят к образованию облаков и увеличивают вероятность дождя. Поскольку пригородные и коммерческие перевозки вызывают накопление загрязнения в течение недели, вероятность дождя возрастает: она достигает максимума к субботе, после пяти дней загрязнения окружающей среды в будние дни. В густонаселенных районах недалеко от побережья, таких как Восточное побережье США , эффект может быть драматичным: вероятность дождя по субботам на 22% выше, чем по понедельникам. ^[61]Эффект городского острова тепла нагревает города на 0,6–5,6 ° C (1,1–10,1 ° F) над пригородами и сельскими районами. Это дополнительное тепло приводит к большему движению вверх, что может вызвать дополнительную активность ливня и грозы. Уровень осадков с подветренной стороны города увеличивается с 48% до 116%. Частично из-за этого потепления ежемесячное количество осадков примерно на 28% больше на расстоянии от 32 до 64 км (от 20 до 40 миль) с подветренной стороны от городов по сравнению с подветренной стороны. ^{[62] В} некоторых городах общее количество осадков увеличилось на 51%. ^[63]

Повышение температуры приводит к увеличению испарения, что может привести к большему количеству осадков. Количество осадков в целом увеличивалось над сушей к северу от 30 ° с.ш. с 1900 по 2005 год, но с 1970-х годов их количество уменьшилось в тропиках. В глобальном масштабе за последнее столетие не наблюдалось статистически значимых общих тенденций в области осадков, хотя тенденции сильно различались по регионам и во времени. Восточные части Северной и Южной Америки, Северная Европа, Северная и Центральная Азия стали более влажными. Сахель, Средиземное море, юг Африки и некоторые части южной Азии стали суше. В течение последнего столетия увеличилось количество сильных осадков во многих районах, а с 1970-х годов увеличилась распространенность засух, особенно в тропиках и субтропиках.Об изменениях количества осадков и испарения над океанами свидетельствует снижение солености воды в средних и высоких широтах (что подразумевает большее количество осадков), а также повышение солености в более низких широтах (что подразумевает меньшее количество осадков и / или большее испарение). С 1900 года над прилегающими территориями Соединенных Штатов общее годовое количество осадков увеличивалось в среднем на 6,1 процента, причем наибольший рост наблюдался в климатическом регионе Восток, Север, Центральный (11,6 процента за столетие) и Юге (11,1 процента). Гавайи были единственным регионом, в котором произошло снижение (-9,25 процента).Общее годовое количество осадков увеличивалось в среднем на 6,1 процента с 1900 года, причем наибольшее увеличение происходило в климатических регионах Восток, Север, Центральный (11,6 процента за столетие) и Юге (11,1 процента). Гавайи были единственным регионом, в котором произошло снижение (-9,25 процента).Общее годовое количество осадков увеличивалось в среднем на 6,1 процента с 1900 года, причем наибольшее увеличение происходило в климатических регионах Восток, Север, Центральный (11,6 процента за столетие) и Юге (11,1 процента). Гавайи были единственным регионом, в котором произошло снижение (-9,25 процента).^[64]

Анализ данных о количестве осадков за 65 лет в Соединенных Штатах Америки показывает, что в 48 штатах, расположенных в нижней части штата, с 1950 года наблюдается увеличение количества сильных ливней. Наибольший рост наблюдается на Северо-Востоке и Среднем Западе, где за последнее десятилетие было зафиксировано увеличение количества сильных ливней на 31 и 16 процентов. по сравнению с 1950-ми годами. Род-Айленд - штат с наибольшим увеличением, 104%. Макаллен, штат Техас, - город с наибольшим увеличением - 700%. Сильный ливень в анализе - это дни, когда общее количество осадков превышало верхний процент всех дождливых и снежных дней в течение 1950–2014 годов. ^{[65] [66]}

Наиболее успешные попытки повлиять на погоду связаны с засеиванием облаков , которое включает в себя методы, используемые для увеличения количества зимних осадков над горами и подавления града . ^[67]

Характеристики

Узоры

Полосы дождя - это области облачности и осадков, которые значительно вытянуты. Rainbands может быть слоистая или конвективный , ^[68] , и генерируются разницы температур. Когда это отмечается на изображениях метеорологического радиолокатора , это удлинение осадков называется полосчатой ​​структурой. ^[69] Полосы дождя перед теплыми фронтами окклюзии и теплыми фронтами связаны со слабым восходящим движением ^[70] и имеют тенденцию быть широкими и слоистыми по своей природе. ^[71]

Полосы дождя, порожденные рядом с холодными фронтами и впереди них, могут быть линиями шквалов , способных вызывать торнадо . ^[72] Полосы дождя, связанные с холодными фронтами, могут деформироваться горными преградами, перпендикулярными ориентации фронта, из-за образования барьерной струи на низком уровне . ^{[73] При} наличии достаточного количества влаги из-за морского бриза и сухопутного бриза могут образовываться полосы грозы . Если дождевые полосы морского бриза станут достаточно активными прямо перед холодным фронтом, они могут замаскировать расположение самого холодного фронта. ^[74]

Как только циклон перекрывает фронт окклюзии (желоб теплого воздуха наверху), это будет вызвано сильными южными ветрами на его восточной периферии, вращающимися вверх вокруг его северо-восточной и, в конечном счете, северо-западной периферии (также называемой теплой конвейерной лентой), вызывая образование желоба на поверхности продолжить движение в холодный сектор по той же кривой, что и фронт окклюзии. Передняя часть образует часть перекрытого циклона, известную как его голова в виде запятой, из-за запятой формы облачности в средней тропосфере, которая сопровождает этот объект. Он также может быть центром локальных сильных осадков, с возможными грозами, если атмосфера вдоль фронта достаточно нестабильна для конвекции. ^[75] Полосатость в образе выпадения головы через запятуювнетропический циклон может вызвать значительное количество дождя. ^[76] Позади внетропических циклонов осенью и зимой полосы дождя могут образовывать с подветренной стороны относительно теплые водоемы, такие как Великие озера . Подветренная часть островов, полосы ливней и гроз могут возникать из-за схождения ветра на слабом ветре от краев острова. На шельфе Калифорнии это было замечено после холодных фронтов. ^[77]

Дождевые полосы в тропических циклонах имеют изогнутую ориентацию. Дождевые полосы тропических циклонов содержат ливни и грозы, которые вместе с глазами и глазами составляют ураган или тропический шторм . Протяженность дождевых полос вокруг тропического циклона может помочь определить интенсивность циклона. ^[78]

Кислотность

Фраза « кислотный дождь» была впервые использована шотландским химиком Робертом Огусом Смитом в 1852 году. ^[79] Уровень pH дождя варьируется, особенно из-за его происхождения. На восточном побережье Америки дождь, который идет из Атлантического океана, обычно имеет pH 5,0–5,6; дождь, который идет на континент с запада, имеет pH 3,8–4,8; а местные грозы могут иметь pH всего 2,0. ^[80] Дождь становится кислым в первую очередь из-за присутствия двух сильных кислот, серной кислоты (H ₂ SO ₄ ) и азотной кислоты (HNO _3.). Серную кислоту получают из природных источников, таких как вулканы и водно-болотные угодья (сульфатредуцирующие бактерии); и антропогенные источники, такие как сжигание ископаемого топлива и горнодобывающая промышленность, где присутствует H ₂ S. Азотная кислота производится из природных источников, таких как молния, почвенные бактерии и естественные пожары; в то время как также производится антропогенным путем путем сжигания ископаемого топлива и на электростанциях. За последние 20 лет концентрация азотной и серной кислоты снизилась в присутствии дождевой воды, что может быть связано со значительным увеличением аммония (скорее всего, как аммиак от животноводства), который действует как буфер при кислотных дождях и повышает pH. ^[81]

Классификация климатов Кеппена

Классификация Кеппена зависит от среднемесячных значений температуры и осадков. Наиболее часто используемая форма классификации Кеппена включает пять основных типов, обозначенных от A до E. В частности, основными типами являются A, тропический; Б, сухой; C - умеренная средняя широта; D - холодные средние широты; и E, полярный. Пять основных классификаций могут быть далее разделены на вторичные классификации, такие как тропические леса , муссоны , тропическая саванна , влажный субтропический , влажный континентальный , океанический климат , средиземноморский климат , степь , субарктический климат , тундра , полярная ледяная шапка., и пустыня .

Дождевые леса характеризуются большим количеством осадков, согласно определениям, минимальным нормальным годовым количеством осадков является от 1750 до 2000 мм (69 и 79 дюймов). ^[83] Тропическая саванна - это луговой биом, расположенный в регионах с полузасушливым и полувлажным климатом в субтропических и тропических широтах , с количеством осадков от 750 до 1270 мм (30 и 50 дюймов) в год. Они широко распространены в Африке , а также встречаются в Индии , северных частях Южной Америки , Малайзии и Австралии . ^[84]Во влажной субтропической климатической зоне зимние дожди связаны с сильными штормами, которые западные ветры держатся с запада на восток. Большинство летних осадков выпадает во время гроз и периодических тропических циклонов. ^[85] Влажный субтропический климат лежит на восточной стороне континенте, примерно между широтами 20 ° и 40 ° градусами от экватора. ^[86]

Океанический (или морской) климат, как правило, наблюдается вдоль западного побережья на средних широтах всех континентов мира, на границе с прохладными океанами, а также на юго-востоке Австралии , и сопровождается обильными осадками круглый год. ^[87] Средиземноморский климатический режим напоминает климат земель в Средиземноморском бассейне , некоторых частях западной части Северной Америки , частях Западной и Южной Австралии , на юго-западе Южной Африки и в некоторых частях центральной части Чили . Для климата характерно жаркое сухое лето и прохладная влажная зима. ^[88] Степь - это сухой луг .^[89] Субарктический климат холодный, с постоянной вечной мерзлотой и небольшим количеством осадков. ^[90]

Измерение

Манометры

Дождь измеряется в единицах длины в единицу времени, обычно в миллиметрах в час ^[91], или в странах, где более распространены имперские единицы , в дюймах в час. ^[92] Измеряемая «длина» или, точнее, «глубина» - это глубина дождевой воды, которая будет накапливаться на плоской, горизонтальной и непроницаемой поверхности в течение заданного количества времени, обычно в течение часа. ^[93] Один миллиметр осадков эквивалентен одному литру воды на квадратный метр. ^[94]

Стандартный способ измерения количества осадков или снегопадов - это стандартный измеритель дождя, который может быть изготовлен из пластика 100 мм (4 дюйма) и металла толщиной 200 мм (8 дюймов). ^[95] Внутренний цилиндр наполняется дождем толщиной 25 мм (0,98 дюйма) с перетеканием во внешний цилиндр. Пластиковые манометры имеют маркировку на внутреннем цилиндре с разрешением до 0,25 мм (0,0098 дюйма), в то время как металлические измерительные приборы требуют использования стержня с соответствующей маркировкой 0,25 мм (0,0098 дюйма). После заполнения внутреннего цилиндра количество внутри него сбрасывается, затем заполняется оставшимися осадками во внешнем цилиндре до тех пор, пока вся жидкость во внешнем цилиндре не уйдет, добавляя к общей сумме, пока внешний цилиндр не опустеет. ^[96]К другим типам датчиков относятся популярный датчик с клином (самый дешевый и самый хрупкий), датчик дождя с опрокидывающимся ведром и датчик дождя со взвешиванием. ^[97] Для тех, кто хочет измерить количество осадков наиболее дешево, цилиндрическая банка с прямыми сторонами будет действовать как измеритель дождя, если ее оставить на открытом воздухе, но ее точность будет зависеть от того, какой линейкой используется для измерения дождя. Любой из вышеперечисленных дождемеров может быть изготовлен в домашних условиях при наличии достаточного ноу-хау. ^[98]

Когда производится измерение осадков, в Соединенных Штатах и ​​в других местах существуют различные сети, где измерения осадков могут быть отправлены через Интернет, например CoCoRAHS или GLOBE. ^{[99] [100]} Если сеть недоступна в районе проживания, ближайший местный метеорологический центр или метеорологический центр, вероятно, будут заинтересованы в измерениях. ^[101]

Дистанционное зондирование

Одно из основных применений метеорологических радиолокаторов - это возможность оценивать количество осадков, выпавших на большие бассейны для гидрологических целей. ^[102] Например, борьба с наводнениями, управление канализацией и строительство плотин - все это области, в которых планировщики используют данные о накоплении осадков. Полученные с помощью радиолокатора оценки осадков дополняют данные наземных станций, которые могут использоваться для калибровки. Для получения радиолокационных скоплений интенсивность дождя над точкой оценивается с использованием значений отражательной способности в отдельных точках сетки. Затем используется уравнение радара, а именно:

${\ displaystyle Z = AR ^ {b}}$, где Z - коэффициент отражения радара, R - интенсивность дождя, а A и b - постоянные. ^[103]

Для оценки количества осадков, получаемых со спутников, используются пассивные микроволновые приборы на борту полярных орбит, а также геостационарные метеорологические спутники для косвенного измерения интенсивности дождя. ^[104] Если кто-то хочет накопить количество осадков за определенный период времени, нужно сложить все накопления из каждого блока сетки в изображениях за это время.

Интенсивность

	Сильный дождь в Гленшоу, штат Пенсильвания Звук сильного дождя в пригороде
Проблемы с воспроизведением этого файла? См. Справку по СМИ .

Интенсивность осадков классифицируется по количеству осадков, которое зависит от рассматриваемого времени. ^[105] Для классификации интенсивности дождя используются следующие категории:

• Небольшой дождь - при количестве осадков <2,5 мм (0,098 дюйма) в час.
• Умеренный дождь - когда количество осадков составляет от 2,5 мм (0,098 дюйма) до 7,6 мм (0,30 дюйма) или 10 мм (0,39 дюйма) в час ^{[106] [107]}
• Сильный дождь - когда количество осадков> 7,6 мм (0,30 дюйма) в час, ^[106] или от 10 мм (0,39 дюйма) до 50 мм (2,0 дюйма) в час ^[107]
• Сильный дождь - когда количество осадков> 50 мм (2,0 дюйма) в час ^[107]

Эвфемизмы для сильного или сильного дождя включают промыватель оврагов, мусороуборочный комбайн и душитель жаб. ^[108] Интенсивность также может быть выражена R-фактором эрозионной активности осадков ^[109] или n-индексом временной структуры осадков . ^[105]

Срок возврата

Вероятность или вероятность события определенной интенсивности и продолжительности называется периодом повторяемости или частотой. ^[110] Интенсивность шторма можно спрогнозировать для любого периода повторяемости и продолжительности шторма с помощью графиков, основанных на исторических данных для этого места. ^[111] Термин « шторм 1 из 10 лет» описывает случай выпадения дождя, который является необычным и имеет 50% -ную вероятность возникновения в течение любого 10-летнего периода. Термин « 1 случай из 100-летнего шторма» описывает редкие ливни, которые произойдут с 50% вероятностью в любой 100-летний период. Как и в случае со всеми вероятностными событиями, возможно, хотя и маловероятно, иметь несколько «1 из 100-летних штормов» за один год. ^[112]

Прогнозирование

Количественный прогноз осадков (сокращенно QPF) - это ожидаемое количество жидких осадков, накопленных за определенный период времени на определенной территории. ^[113] QPF будет определен, когда измеряемый тип осадков, достигающий минимального порога, прогнозируется на любой час в течение периода действия QPF. Прогнозы осадков обычно привязаны к синоптическим часам, таким как 00:00, 06:00, 12:00 и 18:00 по  Гринвичу . Рельеф учитывается в QPF с использованием топографии или на основе климатологических режимов выпадения осадков по результатам наблюдений с высокой детализацией. ^[114] Начиная с середины до конца 1990-х годов, QPF использовались в моделях гидрологического прогноза для моделирования воздействия на реки на всей территории Соединенных Штатов. ^[115] Прогнозные моделипроявляют значительную чувствительность к уровням влажности в пограничном слое планеты или на нижних уровнях атмосферы, которая уменьшается с высотой. ^[116] QPF может быть сгенерирован на количественной, прогнозирующей основе, или качественной, прогнозирующей вероятность определенной суммы. ^[117] Методы прогнозирования радиолокационных изображений демонстрируют более высокую квалификацию, чем модельные прогнозы, в пределах от 6 до 7 часов с момента получения радиолокационного изображения. Прогнозы могут быть проверены с помощью измерений дождемеров, оценок метеорологических радаров или их комбинации. Для измерения ценности прогноза дождя могут быть определены различные оценки навыков. ^[118]

Влияние

Сельскохозяйственная

Осадки, особенно дожди, сильно влияют на сельское хозяйство . Всем растениям для выживания требуется хотя бы немного воды, поэтому дождь (являющийся наиболее эффективным средством полива) важен для сельского хозяйства. Хотя регулярный режим дождя обычно жизненно важен для здоровья растений , слишком много или слишком мало осадков может быть вредным и даже разрушительным для сельскохозяйственных культур . Засуха может убить посевы и усилить эрозию ^{[119], в} то время как чрезмерно влажная погода может вызвать рост вредных грибов . ^[120] Растения нуждаются в разном количестве осадков, чтобы выжить. Например, некоторым кактусам требуется небольшое количество воды, ^[121]в то время как тропическим растениям для выживания может потребоваться до сотен дюймов дождя в год.

В районах с влажным и засушливым сезонами содержание питательных веществ в почве уменьшается, а эрозия увеличивается во время сезона дождей. ^{[27] У} животных есть стратегии адаптации и выживания к более влажному режиму. Предыдущий засушливый сезон привел к нехватке продовольствия в сезон дождей, так как посевы еще не созрели. ^[122] Развивающиеся страны отметили, что их население демонстрирует сезонные колебания веса из-за нехватки продовольствия, наблюдаемой до первого урожая, который происходит в конце сезона дождей. ^[123] Дождь можно собирать, используя резервуары для дождевой воды ; обработанные для использования в питьевых или непитьевых целях в помещении или для орошения. ^[124] Сильный дождь в короткие периоды времени может вызватьвнезапные наводнения . ^[125]

Культурные и религиозные

Культурные отношения к дождю различаются по всему миру. В умеренном климате люди, как правило, испытывают больший стресс, когда погода нестабильна или пасмурна, и это больше влияет на мужчин, чем на женщин. ^[126] Дождь также может приносить радость, поскольку некоторые считают его успокаивающим или наслаждаются его эстетической привлекательностью. В сухих местах, таких как Индия , ^[127] или в периоды засухи , ^[128] дождь поднимает настроение людей. В Ботсване в качестве названия национальной валюты используется слово сетсвана, обозначающее дождь, пула., в знак признания экономического значения дождя в его стране, поскольку климат здесь пустынный. ^[129] Некоторые культуры разработали средства борьбы с дождем и разработали многочисленные защитные устройства, такие как зонтики и дождевики , а также устройства для отвода воды, такие как желоба и ливневые стоки , отводящие дожди в канализацию. ^[130] Многие люди находят запах во время дождя и сразу после него приятным или характерным. Источником этого запаха является петрихор , масло, производимое растениями, затем поглощаемое камнями и почвой, а затем выбрасываемое в воздух во время дождя. ^[131]

Дождь имеет важное религиозное значение во многих культурах. ^[132] Древние шумеры считали , что дождь был в сперме о небе бога , ^[133] , который упал с небес , чтобы оплодотворить свою спутницу, на земную богиню Ки , ^[133] в результате чего она родит все растения земли. ^[133] В Аккадцах считали , что облака были груди консорта Ану Ант ^[133] , и что дождь был молоком из ее груди. ^[133] Согласно еврейской традиции, в I веке до нашей эры еврейский чудотворец Хони ха-Магель положил конец трехлетней засухе в Иудее , нарисовав круг на песке и помолившись о дожде, отказавшись покинуть круг, пока его молитва не была исполнена. ^[134] В своих « Размышлениях» римский император Марк Аврелий сохраняет молитву о дожде, сделанную афинянами греческому богу неба Зевсу . ^[132] Известно, что различные индейские племена исторически устраивали танцы под дождем, чтобы способствовать выпадению дождя. ^[132] Ритуалы вызывания дождя также важны во многих африканских культурах. ^[135] На территории современных Соединенных Штатов, губернаторы различных штатов провели Дни молитвы о дожде, в том числе Дни молитвы о дожде в штате Техас в 2011 году ^[132].

Глобальная климатология

Приблизительно 505 000 км ³ (121 000 куб. Миль) воды выпадает в виде осадков каждый год по всему миру, из них 398 000 км ³ (95 000 куб. Миль) приходится на океаны . ^[136] Учитывая площадь поверхности Земли, это означает, что глобальное среднее годовое количество осадков составляет 990 мм (39 дюймов). Пустыни определяются как районы со средним годовым количеством осадков менее 250 мм (10 дюймов) в год ^{[137] [138]} или как районы, где в результате эвапотранспирации теряется больше воды, чем выпадает в виде осадков. ^[139]

Пустыни

Северную половину Африки занимает самый обширный жаркий и засушливый регион в мире - пустыня Сахара . Некоторые пустыни также занимают большую часть юга Африки: Намиб и Калахари . По всей Азии большой годовой минимум осадков, состоящий в основном из пустынь, простирается от пустыни Гоби в Монголии с запада на юго-запад через западный Пакистан ( Белуджистан ) и Иран до Аравийской пустыни в Саудовской Аравии. Большая часть Австралии полузасушливая или пустынная ^[140], что делает ее самым засушливым обитаемым континентом в мире . В Южной Америке горный хребет Анды блокирует Тихий океан.влага, которая попадает на этот континент, в результате чего климат, похожий на пустыню, с подветренной стороны западной Аргентины. ^[48] Более засушливые районы Соединенных Штатов - это регионы, где пустыня Сонора охватывает юго-запад пустыни, Большой бассейн и центральный Вайоминг. ^[141]

Полярные пустыни

Поскольку дождь выпадает только в жидком виде, он редко выпадает, когда температура поверхности ниже нуля, если только нет слоя теплого воздуха наверху, и в этом случае он становится ледяным дождем . Из-за того, что большую часть времени вся атмосфера находится ниже нуля, в очень холодном климате выпадает очень мало осадков и часто называют полярными пустынями . Обычный биом в этой области - тундра с короткой летней оттепелью и долгой замерзшей зимой. Ледяные шапки вообще не видят дождя, что делает Антарктиду самым засушливым континентом в мире.

Тропические леса

Тропические леса - это районы мира с очень большим количеством осадков. Оба тропических и умеренных существуют тропические леса. Тропические леса занимают большую часть планеты, в основном вдоль экватора . Большинство тропических лесов с умеренным климатом расположены на горном западном побережье между 45 и 55 градусами широты, но они часто встречаются и в других районах.

Около 40–75% всей биотической жизни обитает в тропических лесах. На тропические леса также приходится 28% мирового обмена кислорода.

Муссоны

Экваториальный регион возле зоны межтропической конвергенции (ITCZ), или муссонного впадины, является самой влажной частью континентов мира. Ежегодно дождевой пояс в тропиках к августу смещается на север, а к февралю и марту снова перемещается на юг, в южное полушарие . ^[142] Внутри Азии осадки благоприятны для ее южной части от Индии на восток и северо-восток через Филиппины и южный Китай до Японии из-за муссонов, переносящих влагу в основном из Индийского океана в регион. ^[143] Муссонный желоб может достигать севера до 40-й параллели.в Восточной Азии в течение августа, а затем двинулся на юг. Его продвижение к полюсу ускоряется с началом летнего муссона, который характеризуется развитием более низкого давления воздуха ( термического минимума ) над самой теплой частью Азии. ^{[144] [145]} Аналогичная, но более слабая циркуляция муссонов присутствует в Северной Америке и Австралии . ^{[146] [147]} Летом юго-западный муссон в сочетании с влагой в Калифорнийском и Мексиканском заливах перемещается по субтропическому хребту.в Атлантическом океане обещают дневные и вечерние грозы на южном уровне Соединенных Штатов, а также на Великих равнинах . ^[148] Восточная половина прилегающих Соединенных Штатов к востоку от 98-го меридиана , горы Тихоокеанского Северо-Запада и хребет Сьерра-Невада являются наиболее влажными частями страны, со средним количеством осадков, превышающим 760 мм (30 дюймов) в год. ^[149] Тропические циклоны усиления осадков через южные сечениях Соединенных Штатов, ^[150] , а также Пуэрто - Рико , на Виргинских островах Соединенных Штатов , ^[151]Северные Марианские острова , ^[152] Гуам и Американское Самоа .

Влияние западных ветров

Западный поток из мягкой северной Атлантики приводит к влажности в Западной Европе, в частности в Ирландии и Соединенном Королевстве , где западное побережье может принимать от 1000 мм (39 дюймов) на уровне моря до 2500 мм (98 дюймов) в горах. дождя в год. Берген , Норвегия, является одним из самых известных европейских городов дождя со средним годовым количеством осадков 2250 мм (89 дюймов). Осенью, зимой и весной тихоокеанские штормовые системы приносят большую часть осадков на большую часть Гавайев и западных штатов США. ^[148] На вершине хребта струйный поток приносит в Великие озера максимум летних осадков . Большие грозовые области, известные какмезомасштабные конвективные комплексы перемещаются через равнины, Средний Запад и Великие озера в теплое время года, обеспечивая до 10% годовых осадков в регионе. ^[153]

Эль-Ниньо Южное колебание влияет на распределение осадков, паттернами изменяющий осадков через западной части Соединенных Штатов, ^[154] Midwest, ^{[155] [156]} Юго - Восток, ^[157] и в тропиках. Есть также свидетельства того, что глобальное потепление приводит к увеличению количества осадков в восточных частях Северной Америки, в то время как засухи становятся все более частыми в тропиках и субтропиках.

Самые влажные из известных мест

Черрапунджи , расположенный на южных склонах Восточных Гималаев в Шиллонге , Индия, является подтвержденным самым влажным местом на Земле со средним годовым количеством осадков 11430 мм (450 дюймов). Наибольшее зарегистрированное количество осадков за один год составило 22 987 мм (905,0 дюйма) в 1861 году. Среднее значение за 38 лет в соседнем Мавсинраме , Мегхалая , Индия, составляет 11 873 мм (467,4 дюйма). ^[158] Самым влажным местом в Австралии является гора Белленден-Кер на северо-востоке страны, где в среднем выпадает 8000 мм (310 дюймов) в год, а в 2000 году выпало более 12 200 мм (480,3 дюйма) дождя. ^{[159 ]} Большой Bogна острове Мауи есть самое высокое среднегодовое количество осадков на Гавайских островах, 10300 мм (404 дюйма). ^[160] Гора Вайалеале на острове Кауаи дает такие же проливные дожди, хотя и немного ниже, чем в Большом болоте, с 9 500 мм (373 дюйма) ^[161] осадков в год за последние 32 года, с рекордом 17 340 мм. (683 дюйма) в 1982 году. Его вершина считается одним из самых дождливых мест на земле, с 350 дождливыми днями в году.

Льоро , город, расположенный в Чоко , Колумбия , вероятно, является местом с самым большим количеством осадков в мире, в среднем 13 300 мм (523,6 дюйма) в год. ^[162] В департаменте Чоко необычайно влажно. Тутунендао, небольшой городок, расположенный в том же департаменте, является одним из самых влажных мест на Земле, в среднем 11 394 мм (448,6 дюйма) в год; в 1974 г. в город выпало 26 303 мм (86 футов 3,6 дюйма), это самый большой годовой уровень осадков, измеренный в Колумбии. В отличие от Черапунджи, где большая часть осадков выпадает с апреля по сентябрь, Тутунендао выпадает почти равномерно в течение года. ^[163] Кибдо, столица Чоко, получает наибольшее количество осадков в мире среди городов с населением более 100 000 человек: 9 000 мм (354 дюйма) в год. ^[162] Штормы в Чоко могут выпадать 500 мм (20 дюймов) осадков за день. Это больше, чем выпадает во многих городах за год.

За пределами Земли

Дожди алмазов было предложено произойти на газовых планет - гигантов , Юпитера и Сатурна , ^[168] , а также на ледяных гигантских планет , Урана и Нептуна . ^[169] Вероятны дожди различного состава в верхних слоях атмосферы газовых гигантов, а также осадки жидкого неона в глубоких атмосферах. ^{[170] [171]} На Titan , Сатурн является самым крупным естественным спутник, нечастый метан дождь Считается , что вырезать многочисленные каналы поверхности Луны. ^[172]На Венере , кислота серная вирга испаряется 25 км (16 миль) от поверхности. ^[173] Предполагается, что на внесолнечной планете OGLE-TR-56b в созвездии Стрельца будет железный дождь. ^[174] Соответственно, исследование, проведенное Европейской южной обсерваторией, показывает, что WASP-76b может производить потоки горящих капель жидкого железа, когда температура на планете понижается в ночные часы. ^[175] Образцы базальта, привезенные миссиями Аполлона, свидетельствуют о том, что Лунаподвергся лавовому дождю. ^[176]

Смотрите также

 Экологический портал Водный портал 

Примечания

• a b c Приведенное значение является самым высоким на континенте и,возможно,в мире, в зависимости от методов измерения, процедур и периода изменения данных.
• ^ Официальное максимальное среднее годовое количество осадков для Южной Америки составляет 900 см (354 дюйма) в Кибдо, Колумбия. Среднее значение 1330 см (523,6 дюйма) в Ллоро [23 км (14 миль) к юго-востоку и на большей высоте, чем Кибдо] является оценочной величиной.
• ^ Приблизительная высота.
• ^ Признанный как «самое влажное место на Земле» поКниге рекордов Гиннесса. ^[177]
• ^ Это самый высокий показатель, по которому имеются записи. Вершинагоры Сноудон, примерно в 500 ярдах (460 м) от Гласлина, оценивается как минимум 200,0 дюймов (5080 мм) в год.

Рекомендации

внешняя ссылка

В Wikiquote есть цитаты, связанные с: Дождем

Викискладе есть медиафайлы по теме дождя .

• Что такое облака и почему идет дождь?
• Статья BBC об эффекте дождя на выходных
• Статья BBC о том, как вызвать дождь
• Статья BBC о математике бега под дождем