در هواشناسی، بارش به آبی گفته می شود که تحت تأثیر گرانش به صورت مایع یا جامد از جو به سطح زمین می ریزد. بنابراین پدیده هایی مانند باران، برف، تگرگ، بارش هستند. این سوال را در نظر بگیرید که چگونه باران، برف، تگرگ، و شبنم و یخبندان تشکیل می‌شوند.
ابرها و ابرها چیست؟
قبل از بحث درباره چگونگی تشکیل باران و سایر انواع بارش، اجازه دهید به اجسام طبیعی مانند ابرها و ابرها از دیدگاه فیزیک نگاه کنیم، زیرا آنها نقش مهمی در روند بارش دارند..
ابرها و ابرها مجموعه ای از قطرات کوچک یا بلورهای آب هستند که در جو معلق هستند. اینکه یک ابر معین از کریستال یا قطرات کوچک آب تشکیل شده باشد به ارتفاع این ابر از سطح زمین و درجه حرارت بستگی دارد. ابرها در نتیجه این واقعیت ایجاد می شوند که توده های گرم و مرطوب در نزدیکی سطح آب در دریاها و اقیانوس ها بالا می آیند، سرد می شوند و به قطرات کوچک متراکم می شوند. این قطرات آنقدر کوچک هستند کهبا چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. ترکیب آنها ابر و ابر را تشکیل می دهد. اگر این قطره ها، به دلایلی، شروع به افزایش اندازه کنند، روی زمین می افتند.
تشکیل باران
برای درک چگونگی تشکیل باران، باید به اندازه قطرات آب معلق در جو که ابر را تشکیل می دهند توجه کنید. هنگامی که این قطرات شروع به برخورد و اتصال به یکدیگر می کنند، در یک اندازه بحرانی خاص، گرانش آنها را مجبور می کند تا روی زمین بیفتند. در همان زمان، آنها سرعتی بین 4 تا 8 متر بر ثانیه به دست می آورند.
اندازه یک قطره باران حدود 1 میلی متر (از 0.7 میلی متر تا 5 میلی متر) است. برای رسیدن به این اندازه، قطرات ابر باید جرم خود را میلیون ها برابر افزایش دهند. در این راستا، ضخامت ابر باید بیشتر از یک اندازه خاص باشد. ضخامت برخی ابرها به 12 کیلومتر می رسد، در حالی که می توانند منجر به تشکیل رگبارهای شدید و طولانی مدت و در برخی موارد حتی تگرگ شوند.
ضخامت زیاد ابرها و ابرها به قطرات اجازه می دهد تا در ضخامت خود بالا بیایند، در حالی که با قطرات دیگر متصل می شوند. در نتیجه این فرآیند قطرات بزرگی تشکیل می شود که به صورت باران می بارد. مکانیسم دیگری که نحوه تشکیل باران را توضیح می دهد به شرح زیر است: با بالا آمدن در ضخامت ابر، یک قطره کوچک خنک می شود و متبلور می شود. این کریستال ها روی زمین می افتند، وقتی می افتند گرم می شوند و تبدیل به آب می شوند.
پدیده ویرگ
Virga بارانی است که در جو می بارد، اما به سطح زمین نمی رسد. این پدیده طبیعی قابل توضیح استاگر موضوع را از نظر فیزیک در نظر بگیریم. این نوع باران چگونه تشکیل می شود؟ واقعیت این است که بین یک ابر بزرگ که قادر به تشکیل بارندگی است و سطح زمین، ممکن است لایه‌هایی از توده‌های هوا وجود داشته باشد که بسیار گرم و خشک خواهند بود. در این صورت قطرات آبی که از ضخامت ابرها می ریزند، وقتی وارد این توده های هوای گرم و خشک می شوند، به سادگی دوباره تبخیر می شوند و هرگز به سطح زمین نمی رسند.
تشکیل برفی
بیایید به تحلیل این سوال ادامه دهیم که چگونه باران، شبنم و برف تشکیل می شوند. حالا بیایید روی روند تشکیل بارش جامد - برف تمرکز کنیم.
برف شکل جامدی از آب است که به صورت دانه های برف به سطح زمین می ریزد. دانه های برف زمانی تشکیل می شوند که قطرات کوچک آب در ابرها تا دمای کمتر از 0 درجه سانتی گراد خنک شده و متبلور می شوند. برای تشکیل برف، دما به اندازه کافی پایین نیست، هنوز هم باید مقداری رطوبت در جو وجود داشته باشد. مکان هایی روی زمین وجود دارند که بسیار سرد هستند، اما به دلیل هوای خشک، برف به سختی می بارد.
تشکیل تگرگ
با بررسی این سوال که شبنم، یخبندان، باران و برف چگونه تشکیل می شوند، نمی توان به تگرگ اشاره نکرد. بر خلاف برف که برای تشکیل دمای پایین کافی است، تگرگ زمانی تشکیل می شود که دمای آن زیر 15- درجه سانتی گراد باشد. از آنجایی که دمای جو با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد، تگرگ در بالای ابرهای غلیظ تشکیل می‌شود که دما تا -۵۰ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. چنین ابرهاییکومولونیمبوس نامیده می شود. در قسمت پایین آنها، آب به شکل قطرات مایع کوچک و در قسمت بالایی به شکل کریستال های یخ است. این کریستال ها به دلیل افزایش قطرات آب از پایین ابر در اثر جریان های هوای صعودی به تدریج رشد می کنند. وقتی کریستال به اندازه بحرانی می رسد، روی زمین می افتد. توجه داشته باشید که همه بلورهای یخ به زمین نمی رسند، زیرا در هنگام سقوط ذوب می شوند.
شبنم و یخبندان
بیایید بررسی خود را درباره چگونگی تشکیل باران، برف، شبنم و یخبندان با توضیح فیزیکی دو پدیده آخر یعنی تشکیل شبنم و یخبندان به پایان برسانیم.
هر دوی این پدیده ها با نوسانات دمایی روزانه در جو مرتبط هستند. برای درک آنها باید بدانید که حلالیت آب به صورت گازی در جو به دما بستگی دارد. هر چه دمای هوا بیشتر باشد، آب بیشتری به شکل بخار در آن حل می شود. در طول روز، خورشید هوا را گرم می کند و منجر به تبخیر آب و افزایش رطوبت در جو می شود. در شب، هوا خنک می شود، حلالیت بخار آب در آن کاهش می یابد، آب اضافی به صورت قطرات کوچک متراکم می شود که به شکل شبنم می ریزد.
یخبندان به روشی مشابه ایجاد می شود، فقط در این حالت یا دمای هوا به زیر صفر می رسد که منجر به یخ زدن قطرات آب در جو می شود یا سطح زمین به اندازه کافی سرد است و شبنم ریزش کرده است. روی آن متبلور می شود.
