Awan dan Presipitasi

Awan adalah tanda yang terlihat dari udara yang naik dan mendingin, dan drama mikroskopis tetesan serta kristal es yang tumbuh di dalamnya menentukan apakah awan hanya melayang atau melepaskan airnya sebagai hujan, salju, atau hujan es.

Definition

Awan adalah suspensi tetesan air atau kristal es yang terlihat, terbentuk ketika udara lembap didinginkan hingga jenuh, dan presipitasi adalah air yang jatuh dari awan setelah partikel tumbuh cukup besar dan berat untuk mengatasi arus naik.

Scope

Topik ini mencakup pembentukan dan klasifikasi awan, nukleasi tetesan dan kristal es pada aerosol, serta proses mikrofisika, termasuk tumbukan-koalesensi dan proses es Bergeron-Findeisen, di mana partikel awan tumbuh menjadi presipitasi.

Core questions

• Bagaimana dan pada partikel apa tetesan awan dan kristal es terbentuk?
• Bagaimana awan diklasifikasikan berdasarkan ketinggian dan bentuk?
• Bagaimana tetesan awan kecil tumbuh menjadi tetesan hujan?
• Peran apa yang dimainkan proses es dalam menghasilkan presipitasi?

Key theories

Proses tumbukan-koalesensi (hujan hangat)

Pada awan yang lebih hangat dari titik beku, tetesan yang lebih besar jatuh lebih cepat, bertumbukan dan menyerap tetesan yang lebih kecil, dan tumbuh melalui koalesensi hingga cukup berat untuk jatuh sebagai hujan.

Proses es Bergeron-Findeisen

Pada awan fase campuran, tekanan uap jenuh yang lebih rendah di atas es menyebabkan kristal es tumbuh dengan mengorbankan tetesan superdingin, jalur efisien yang menghasilkan sebagian besar presipitasi Bumi di luar daerah tropis.

Mechanisms

Awan terbentuk ketika udara yang naik dan mendingin menjadi jenuh dan uap air mengembun pada inti kondensasi awan untuk membentuk tetesan, atau mengendap pada inti es untuk membentuk kristal. Partikel-partikel ini terlalu kecil untuk jatuh, sehingga pertumbuhan harus terjadi: pada awan hangat melalui tumbukan dan koalesensi tetesan, dan pada awan dingin atau fase campuran melalui proses Bergeron-Findeisen, di mana kristal es tumbuh dengan cepat sementara tetesan superdingin menguap. Setelah partikel cukup besar untuk mengatasi arus naik, mereka jatuh sebagai hujan, salju, hujan es, atau hujan batu.

Clinical relevance

Pemahaman tentang proses awan dan presipitasi mendasari prakiraan presipitasi kuantitatif, interpretasi radar, prediksi pembentukan es pada penerbangan, dan upaya modifikasi cuaca seperti penyemaian awan, serta memberikan informasi tentang bagaimana awan memengaruhi keseimbangan energi dan iklim planet.

History

Klasifikasi awan Luke Howard pada awal abad kesembilan belas memberikan nama-nama abadi pada awan; pada abad kedua puluh Bergeron dan Findeisen mengidentifikasi mekanisme kristal es presipitasi, dan studi laboratorium serta lapangan terperinci yang dirangkum dalam karya-karya seperti Pruppacher dan Klett menetapkan mikrofisika modern awan dan presipitasi.

Key figures

• Luke Howard
• Tor Bergeron
• Walter Findeisen

Seminal works

• rogers1989
• pruppacher1997

Frequently asked questions

Mengapa beberapa awan menghasilkan hujan dan yang lainnya tidak?

Awan hanya menghasilkan presipitasi ketika tetesan atau kristal esnya tumbuh cukup besar untuk jatuh melawan arus naik; ini membutuhkan waktu, kelembapan, dan proses mikrofisika yang tepat, sehingga banyak awan hanya menguap tanpa pernah hujan.

Bagaimana awan mendapatkan namanya?

Awan diklasifikasikan oleh sistem yang diperkenalkan Luke Howard pada tahun 1802, menggunakan akar kata Latin seperti cumulus untuk awan bertumpuk, stratus untuk awan berlapis, dan cirrus untuk awan tinggi yang tipis, dikombinasikan dengan awalan untuk ketinggian dan hujan.