ابرها و بارش
ابرها نشانه قابل مشاهده هوای در حال صعود و خنکشونده هستند، و درام میکروسکوپی رشد قطرات و بلورهای یخ در درون آنها تعیین میکند که آیا آنها صرفاً شناور میمانند یا آب خود را به صورت باران، برف یا تگرگ آزاد میکنند.
Definition
ابرها تعلیقهای قابل مشاهدهای از قطرات آب یا بلورهای یخ هستند که وقتی هوای مرطوب تا حد اشباع خنک میشود، تشکیل میشوند، و بارش آبی است که از آنها میریزد، زمانی که ذرات به اندازه کافی بزرگ و سنگین شوند تا بر جریانهای بالارونده غلبه کنند.
Scope
این موضوع شامل تشکیل و طبقهبندی ابرها، هستهزایی قطرات و بلورهای یخ بر روی آئروسلها، و فرآیندهای میکر فیزیکی، از جمله برخورد-ادغام و فرآیند یخ برژرون-فیندایزن، که توسط آنها ذرات ابر به بارش تبدیل میشوند، میشود.
Core questions
- قطرات ابر و بلورهای یخ چگونه و بر روی چه ذراتی تشکیل میشوند؟
- ابرها بر اساس ارتفاع و شکل چگونه طبقهبندی میشوند؟
- قطرات کوچک ابر چگونه به قطرات باران تبدیل میشوند؟
- فرآیندهای یخ چه نقشی در تولید بارش دارند؟
Key theories
- فرآیند برخورد-ادغام (باران گرم)
- در ابرهایی که گرمتر از نقطه انجماد هستند، قطرات بزرگتر سریعتر سقوط میکنند، با قطرات کوچکتر برخورد کرده و آنها را جذب میکنند، و با ادغام رشد میکنند تا زمانی که به اندازه کافی سنگین شوند و به صورت باران ببارند.
- فرآیند یخ برژرون-فیندایزن
- در ابرهای فاز مختلط، فشار بخار اشباع کمتر بر روی یخ باعث میشود بلورهای یخ به هزینه قطرات فوق سرد رشد کنند، که یک مسیر کارآمد برای تولید بخش عمدهای از بارش زمین در خارج از مناطق گرمسیری است.
Mechanisms
ابرها زمانی تشکیل میشوند که هوای در حال صعود و خنکشونده اشباع شده و بخار آب بر روی هستههای تراکم ابر متراکم شده و قطرات را تشکیل میدهد، یا بر روی هستههای یخ رسوب کرده و بلورها را میسازد. این ذرات برای سقوط بسیار کوچک هستند، بنابراین رشد باید اتفاق بیفتد: در ابرهای گرم توسط برخورد و ادغام قطرات، و در ابرهای سرد یا فاز مختلط توسط فرآیند برژرون-فیندایزن، که در آن بلورهای یخ به سرعت رشد میکنند در حالی که قطرات فوق سرد تبخیر میشوند. هنگامی که ذرات به اندازه کافی بزرگ شوند تا بر جریان بالارونده غلبه کنند، به صورت باران، برف، تگرگ یا تگرگ ریز میریزند.
Clinical relevance
درک فرآیندهای ابر و بارش، اساس پیشبینی کمی بارش، تفسیر رادار، پیشبینی یخزدگی هواپیما، و تلاشهای اصلاح آب و هوا مانند بارورسازی ابرها را تشکیل میدهد، و همچنین چگونگی تأثیر ابرها بر تعادل انرژی و اقلیم سیاره را روشن میکند.
History
طبقهبندی ابر لوک هاوارد در اوایل قرن نوزدهم، نامهای ماندگاری به ابرها داد؛ در قرن بیستم برژرون و فیندایزن مکانیسم بلور یخ بارش را شناسایی کردند، و مطالعات آزمایشگاهی و میدانی دقیق که در آثاری مانند پروپاچر و کلت خلاصه شدهاند، میکر فیزیک مدرن ابرها و بارش را بنیان نهادند.
Key figures
- Luke Howard
- Tor Bergeron
- Walter Findeisen
Related topics
Seminal works
- rogers1989
- pruppacher1997
Frequently asked questions
- چرا برخی ابرها باران میآورند و برخی دیگر نه؟
- یک ابر تنها زمانی بارش تولید میکند که قطرات یا بلورهای یخ آن به اندازه کافی بزرگ شوند تا در برابر جریان بالارونده سقوط کنند؛ این امر به زمان کافی، رطوبت و فرآیندهای میکر فیزیکی مناسب نیاز دارد، بنابراین بسیاری از ابرها بدون بارش تبخیر میشوند.
- ابرها چگونه نامگذاری میشوند؟
- ابرها با سیستمی که لوک هاوارد در سال 1802 معرفی کرد، طبقهبندی میشوند، با استفاده از ریشههای لاتین مانند کومولوس برای ابرهای تودهای، استراتوس برای ابرهای لایهای، و سیروس برای ابرهای بلند و رشتهای، همراه با پیشوندهایی برای ارتفاع و باران.