Di solito, per risorse naturali si intendono solo i minerali estratti dalle profondità della Terra. Tuttavia, negli ultimi anni, gli scienziati hanno iniziato a prestare molta attenzione alla “ricchezza dell’atmosfera”, ovvero alla pioggia e alla neve. Da diverse parti del mondo giungono sempre più spesso segnalazioni di carenze idriche. Questo fenomeno è particolarmente comune nelle regioni aride e semiaride. Sfortunatamente, non si limita solo a questi luoghi. A causa dell'aumento della popolazione mondiale, l'irrigazione è sempre più utilizzata in agricoltura e l'industria sta crescendo e diffondendosi in tutto il mondo. E questo aumenta ogni anno il bisogno di acqua dolce. In numerose aree, la mancanza di acqua a buon mercato è il fattore più importante che limita la crescita economica.

Attualmente esistono solo due fonti principali di acqua dolce: 1) acqua accumulata nei laghi e negli strati sotterranei, 2) acqua nell'atmosfera sotto forma di pioggia e neve.

Recentemente sono stati compiuti grandi sforzi per sviluppare mezzi per desalinizzare l'acqua negli oceani. Tuttavia, l’acqua ottenuta in questo modo è ancora troppo costosa per essere utilizzata per scopi agricoli e industriali.

Le acque dei laghi sono di grande importanza per gli insediamenti vicini. Ma se i laghi si trovano a diverse centinaia di chilometri dalle aree popolate, la loro importanza è quasi completamente persa, poiché la posa di tubazioni, l'installazione e il funzionamento delle pompe rendono troppo alto il costo dell'acqua fornita. Può sorprendere che durante i periodi di caldo prolungato con scarse precipitazioni, alcuni sobborghi di Chicago subiscano gravi carenze idriche nonostante abbiano meno di 80 km da uno dei più grandi serbatoi di acqua dolce: il Lago Michigan.

In alcune aree, come l’Arizona meridionale, gran parte dell’acqua utilizzata per l’irrigazione e per gli usi urbani proviene da falde acquifere sotterranee. Purtroppo le falde acquifere si ricaricano molto poco infiltrandosi l’acqua piovana. L'acqua che attualmente viene estratta dal sottosuolo è di origine antichissima: è rimasta lì fin dai tempi delle glaciazioni. La quantità di tale acqua, chiamata acqua relitta, è limitata. Naturalmente, con l'estrazione intensiva dell'acqua mediante pompe, il suo livello diminuisce continuamente. Non c'è dubbio che la quantità totale di acqua sotterranea sia piuttosto elevata. Tuttavia, quanto maggiore è la profondità alla quale viene estratta l’acqua, tanto più costosa è. Pertanto, per alcune aree, è necessario trovare altre fonti di acqua dolce più convenienti.

Una di queste fonti è l'atmosfera. A causa dell’evaporazione dai mari e dagli oceani, nell’atmosfera è presente una grande quantità di umidità. Come spesso si dice, l'atmosfera è un oceano con acqua a bassa densità. Se prendiamo una colonna d'aria che si estende dalla superficie della terra fino ad un'altezza di 10 km, e condensare tutto il vapore acqueo in esso contenuto, allora lo spessore dello strato d'acqua risultante varierà da pochi decimi di centimetro a 5 cm. Lo strato d'acqua più piccolo dà aria fredda e secca, il più grande - calda e umida. Ad esempio, nel sud dell'Arizona, nei mesi di luglio e agosto, lo spessore dello strato d'acqua contenuto nella colonna atmosferica è in media superiore a 2,5 cm. A prima vista, questa quantità di acqua sembra piccola. Tuttavia, se si tiene conto della superficie totale occupata dallo stato dell'Arizona, si ottiene una cifra davvero impressionante. Va inoltre notato che le riserve di quest'acqua sono praticamente inesauribili, poiché durante i periodi ventosi l'aria in Arizona è costantemente satura di umidità.

Sorge naturalmente una domanda fondamentale: quanto vapore acqueo può cadere sotto forma di pioggia o neve in una determinata area? I meteorologi formulano questa domanda in modo leggermente diverso. Chiedono quanto siano efficienti i processi di produzione della pioggia nella zona. In altre parole, quale percentuale di acqua sopra una data superficie sotto forma di vapore raggiungerà effettivamente il suolo? L'efficienza dei processi di formazione della pioggia varia nelle diverse parti del globo.

Nelle zone fredde e umide, come la penisola dell'Alaska, l'efficienza è vicina al 100%. D'altro canto, per le zone aride come l'Arizona, l'efficienza durante la stagione delle piogge estive è solo del 5% circa. Se l’efficienza potesse essere aumentata anche di una piccola quantità, diciamo del 6%, le precipitazioni aumenterebbero del 20%. Purtroppo non sappiamo ancora come raggiungere questo obiettivo. Questo compito è il problema della trasformazione della natura, che gli scienziati di tutto il mondo cercano di risolvere da molti anni. I tentativi di interventi attivi per stimolare i processi di formazione della pioggia iniziarono già nel 1946, quando Langmuir e Schaefer dimostrarono che era possibile indurre artificialmente la precipitazione da alcuni tipi di nuvole seminandole con nuclei di ghiaccio secco. Da allora sono stati compiuti alcuni progressi nei metodi di influenza delle nuvole. Tuttavia, non ci sono ancora prove sufficienti per ritenere che la quantità di precipitazioni provenienti da qualsiasi sistema nuvoloso possa essere aumentata artificialmente.

Il motivo principale per cui i meteorologi attualmente non possono modificare il tempo è dovuto alla conoscenza insufficiente dei processi di formazione delle precipitazioni. Purtroppo non sempre conosciamo la natura della formazione della pioggia nei vari casi.

ROVEVE E TEMPORALI ESTIVI

Non molto tempo fa, i meteorologi credevano che tutte le precipitazioni si formassero sotto forma di particelle solide. Quando i cristalli di ghiaccio o i fiocchi di neve entrano nell'aria calda vicino alla superficie della terra, si sciolgono e si trasformano in gocce di pioggia. Questa idea era basata sul lavoro fondamentale di Bergeron, da lui pubblicato all'inizio degli anni '30. Al momento siamo fiduciosi che il processo di formazione delle precipitazioni descritto da Bergeron si verifichi nella maggior parte dei casi, ma non sia l'unico possibile.

Tuttavia è possibile anche un altro processo, chiamato coagulazione. In questo processo, le gocce di pioggia crescono scontrandosi e fondendosi con le particelle più piccole delle nuvole. Perché la pioggia si formi per coagulazione non è più necessaria la presenza di cristalli di ghiaccio. Al contrario, in questo caso dovrebbero esserci particelle grandi che cadono più velocemente delle altre e producono molte collisioni.

Il radar ha svolto un ruolo importante nel confermare il fatto che il processo di coagulazione nelle nubi di sviluppo convettivo procede in modo molto efficiente. Le nubi convettive che assomigliano al cavolfiore a volte si trasformano in temporali. Utilizzando radar con antenne a scansione verticale è possibile osservare il processo di sviluppo di tali nubi e notare a quali altitudini compaiono le prime particelle di precipitazione.

Studiare la crescita di una regione di grandi particelle su e giù può essere fatto solo osservando continuamente la stessa nuvola. Utilizzando questo metodo sono state ottenute una serie di osservazioni, una delle quali è mostrata in Fig. 20. La serie è composta da 11 diverse osservazioni radar, illustrate con fotogrammi ad intervalli da 10 a 80 secondi.

Come si può vedere dalla figura riportata. 20 serie di osservazioni, l'eco radio primario si estendeva fino a una quota di circa 3000 M, dove la temperatura era di 10° C. Poi l'eco della radio si sviluppò rapidamente sia verso l'alto che verso il basso. Tuttavia, anche quando raggiunse la sua dimensione massima, il suo picco non superò i 6000 M, dove la temperatura era intorno a 0°C. Ovviamente non c'è motivo di credere che la pioggia in questa nuvola possa essersi formata da cristalli di ghiaccio, poiché la zona delle precipitazioni si è formata nella regione di temperature positive.

Un gran numero di osservazioni radar simili sono state effettuate in diverse aree degli Stati Uniti, dell'Australia e dell'Inghilterra. Tali osservazioni suggeriscono che il processo di coagulazione gioca un ruolo importante nella formazione delle precipitazioni tempestose. Sorge la domanda sul perché questo fatto importante non sia stato stabilito prima dell'uso del radar. Uno da La ragione principale che spiega questa circostanza è che è impossibile determinare dove e quando compaiono le prime particelle di precipitazione nella nuvola. Da notare che quando cade la pioggia, la parte superiore della nube può estendersi fino a diverse migliaia di metri, raggiungendo una zona con temperature di -15°C e inferiori, dove sono presenti numerosi cristalli di ghiaccio. Questa circostanza aveva precedentemente portato alla conclusione errata che i cristalli di ghiaccio fossero fonti di precipitazioni.

Al momento, purtroppo, non conosciamo ancora il ruolo relativo di entrambi i meccanismi di formazione della pioggia. Uno studio più dettagliato di questo problema aiuterà i meteorologi a sviluppare con maggiore successo metodi di influenza artificiale sulle nuvole.

ALCUNE PROPRIETÀ DELLE NUBI CONVETTIVE

Le osservazioni radar hanno permesso di studiare le nubi convettive in modo più dettagliato. Utilizzando diversi tipi di radar, i ricercatori hanno scoperto che in alcuni casi le singole "torri" di eco radio si sviluppano ad altitudini molto elevate. Quindi, ad esempio, in alcuni casi le nuvole hanno un diametro di 2-3 chilometri, si prolunga fino alle 12-13 km.

I forti temporali di solito si sviluppano in più fasi. Inizialmente, una delle torri dell'eco radio cresce, raggiungendo un'altezza di circa 8000 M, poi diminuisce. Pochi minuti dopo, accanto a questa torre, un'altra inizia ad allungarsi verso l'alto, che raggiunge un'altezza maggiore - circa 12 km. La crescita graduale dell'eco radio continua finché la nube temporalesca non raggiunge la stratosfera.

Pertanto, ciascuna torre dell'eco radio può essere considerata come un mattone separato in un edificio generale o come una singola cellula dell'intero sistema: una nuvola temporalesca. L'esistenza di tali cellule in una nube temporalesca fu postulata un tempo da Byers e Braham sulla base dei risultati di un'analisi di un gran numero di osservazioni meteorologiche effettuate su varie caratteristiche dei temporali. Byers e Braham hanno suggerito che una nube temporalesca sia costituita da una o più di tali celle, il cui ciclo di vita è molto breve. Allo stesso tempo, un gruppo di ricercatori inglesi guidati da Scorer e Ludlam avanzò la loro teoria sulla formazione dei temporali. Credevano che in ogni nuvola temporalesca ci fossero grandi bolle d'aria che salivano dal suolo verso gli strati superiori. Nonostante le differenze nelle teorie sulla formazione dei temporali, entrambe le teorie presuppongono ancora che lo sviluppo di una nube temporalesca avvenga per gradi.

Gli studi hanno dimostrato che i tassi di crescita medi delle torri dell'eco radio nelle nubi convettive vanno da 5 a 10 m/sec, e in alcuni tipi di nubi temporalesche possono essere da due a tre volte più grandi. È chiaro che in questo caso, gli aerei che entrano in tali nuvole subiscono urti e sovraccarichi significativi sotto l'influenza di forti correnti ascensionali e intense turbolenze.

Chiunque abbia aspettato che finisse un temporale sa che può durare un'ora o più. Allo stesso tempo, la vita di una singola torretta o cella è molto breve: come mostrano le osservazioni radar, circa 23 minuti. Ovviamente, in una grande nube temporalesca possono esserci molte cellule che si sviluppano in sequenza una dopo l'altra. In questo caso, dal momento in cui inizia a piovere fino a quando smette, può passare molto più tempo di 23 minuti. Durante un temporale, che può durare diverse ore, l'intensità della pioggia non rimane costante. Al contrario, o raggiunge un massimo o diminuisce fino a scomparire quasi del tutto. Ciascun aumento di intensità della pioggia corrisponde allo sviluppo di un'altra cella o torre. Non è difficile verificare di persona quanto sopra se si osserva, con l'orologio tra le mani, l'alternarsi dei massimi e dei minimi dell'intensità di una forte pioggia.

PRECIPITAZIONI INVERNALI

Durante la stagione calda, una parte significativa delle precipitazioni cade sotto forma di rovesci e nubi temporalesche. Nubi isolate che si estendono ad alta quota producono precipitazioni sotto forma di rovesci localizzati. Il processo di coagulazione gioca un ruolo importante nella formazione delle precipitazioni da tali nuvole. Di norma, le singole nuvole hanno piccole aree trasversali, in esse si sviluppano potenti correnti ascendenti e discendenti e la loro durata di esistenza non è superiore a un'ora.

La maggior parte delle precipitazioni che cadono. la stagione fredda regala nubi di tipo diverso. Invece delle nuvole locali in inverno, appaiono sistemi nuvolosi che si estendono su una vasta area, che esistono non per ore, ma per giorni. Tali sistemi nuvolosi si formano a causa del movimento verticale molto lento dell'aria (a una velocità inferiore a 1 m/sec, in alcuni casi anche 10 cm/sec.).

Le nubi da cui cade la maggior parte delle precipitazioni sono chiamate nimbostrato. La loro forma è determinata da movimenti ascendenti lenti ma prolungati dell'aria nei cicloni che sorgono alle medie latitudini e si muovono con le correnti occidentali. Le piogge provenienti da tali sistemi nuvolosi sono solitamente chiamate forti piogge. Hanno una struttura più uniforme della pioggia proveniente da nuvole convettive. Tuttavia, osservando tali sistemi con il radar, si trovano aree con maggiore intensità di precipitazione all'interno di aree in cui ci si aspetta che le precipitazioni siano distribuite uniformemente. Tali aree si osservano dove le velocità dei flussi verso l'alto superano significativamente i valori medi.

Nella fig. La Figura 21 mostra un fotogramma di un tipico diagramma radar delle precipitazioni invernali. Il fotogramma è stato ottenuto presso la McGill University (Canada) utilizzando un radar con antenna verticale fissa. Questo metodo di osservazione ha fornito uno spaccato dell'intero sistema nuvoloso che passava sopra la stazione. Il fotogramma sopra riportato è stato ottenuto esponendo la pellicola, muovendosi lentamente davanti allo schermo indicatore a tutto tondo, sul quale era visibile solo una linea di scansione verticale con luminosità variabile in altezza nei punti in cui si notava un'eco radio. Pertanto, il modello di eco radio risultante in un fotogramma può essere considerato come una somma di modelli istantanei costituiti da molte linee verticali ravvicinate.

Nel fotogramma potete vederlo ad una quota superiore a 2500 M si osservano bandierine oblique, che si trasformano in cellule luminose verticali e posizionate regolarmente. Un team di ricercatori della McGill University, guidato da Marshall, ha suggerito che le celle luminose rappresentano aree in cui si formano cristalli di ghiaccio, e le stelle filanti inclinate rappresentano bande di precipitazioni in caduta.

Se la velocità del vento non cambia con l'altezza, anche la velocità delle particelle di precipitazione che cadono è costante. In questo caso non è difficile ricavare una semplice relazione che descriva la traiettoria delle particelle in caduta. Per calcolare i tassi di caduta delle particelle, Marshall ha utilizzato un metodo di osservazione per registrare un modello di eco radio su una pellicola in lento movimento. Dopo aver analizzato uno dei casi registrati più chiaramente e determinato che la velocità media di caduta delle particelle era di circa 1,3 m/sec, Marshall suggerì che le particelle fossero conglomerati di cristalli di ghiaccio.

Quando si esamina una linea luminosa di eco radio (nel fotogramma si tratta di una banda a quota circa 2000 M) diventa ovvio che le particelle nucleate del sedimento, almeno per la maggior parte, sono solide. La fascia chiara appare leggermente al di sotto del livello di fusione, vicino all'isoterma di 0°C. Il fenomeno della banda luminosa dell'eco radio nei fotogrammi delle precipitazioni invernali è stato notato da molti ricercatori ed è stato recentemente studiato in dettaglio.

Il primo a dare una spiegazione soddisfacente a questo fenomeno fu Ride. La sua ipotesi, elaborata nel 1946, è tuttora considerata corretta; Successivamente altri ricercatori hanno apportato alcune precisazioni al riguardo.

Ride fu il primo a dimostrare che quando la dimensione delle particelle riflettenti è molto più piccola della lunghezza d'onda, la loro riflettività allo stato liquido è circa cinque volte superiore rispetto allo stato solido. Un forte aumento dell'intensità dell'eco radio al di sotto del livello dell'isoterma zero si verifica a causa della rapida fusione delle particelle solide in caduta. Una volta sciolte, le particelle si trasformano rapidamente in goccioline d'acqua sferiche che cadono più velocemente dei fiocchi di neve. Un aumento della velocità di caduta delle particelle al di sotto dell’isoterma di 0°C e la connessa diminuzione del loro numero per unità di volume d’aria, e di conseguenza, all’interno del volume illuminato dal fascio radar, portano ad una diminuzione dell’intensità della radiazione radio. eco sotto lo strato di fusione. Nella fig. 21 si può vedere che le strisce dell'eco radio situate sotto la linea luminosa sono leggermente più ripide delle strisce dell'eco radio situate sopra di essa. La maggiore pendenza delle bande di caduta nella regione al di sotto del livello di fusione indica che qui le particelle cadono più velocemente.

Sulla base dell'analisi di tali osservazioni, si può concludere che la pioggia che cade da alcune forme di nubi invernali avviene a temperature molto basse. Anche in nubi completamente isolate si formano cristalli di ghiaccio che possono crescere e aumentare di dimensioni fino a cadere. Quando si scontrano, i cristalli si uniscono in fiocchi di neve, che si muovono lungo una traiettoria determinata dalla velocità di caduta e dal vento. Penetrando negli strati inferiori, i fiocchi di neve possono entrare nelle nuvole costituite da piccole gocce superraffreddate e continuare a crescere a causa delle collisioni con esse. Tali nubi stesse non possono essere rilevate dalla maggior parte dei radar moderni a causa delle piccole dimensioni delle goccioline. Non appena le particelle solide superano il livello di isoterma zero, si sciolgono rapidamente e aumentano la velocità della loro caduta. Quando tali particelle entrano nelle nuvole più basse, continuano a crescere a causa delle collisioni e delle fusioni con le gocce delle nuvole. Se la temperatura sulla superficie terrestre è inferiore a 0°C, le particelle delle precipitazioni rimarranno sotto forma di fiocchi di neve.

Tuttavia, non tutti i sistemi nuvolosi diffusi mostrano distinti flussi sopra lo zero come quelli mostrati in Fig. 22. In alcuni casi, le nuvole creano solo bande distinte e luminose di eco radio, sopra le quali non ci sono riflessi evidenti. Questo schema probabilmente si verifica perché i cristalli di ghiaccio sopra la banda luminosa sono troppo piccoli per produrre un’eco radio rilevabile. Quando tali cristalli entrano nella regione di fusione, la loro riflettività aumenta sia a causa di un cambiamento nello stato di fase sia per un ulteriore aumento delle loro dimensioni dovuto alla fusione con goccioline più piccole.

Le osservazioni radar hanno portato a una serie di conclusioni importanti. È ormai accertato che la pioggia che cade dalla maggior parte delle nubi invernali e raggiunge la superficie terrestre si forma ad alta quota sotto forma di cristalli di ghiaccio. D'altra parte, le precipitazioni provenienti da nubi convettive si verificano spesso in assenza di cristalli di ghiaccio.

Quando i ricercatori riusciranno a stabilire il ruolo della fase solida e del processo di coagulazione nella formazione delle precipitazioni da questo tipo di nubi, ci sarà una reale opportunità di influenzarli attivamente per indurre artificialmente le precipitazioni. Non c'è dubbio che prima o poi una persona imparerà a controllare le nuvole. I meteorologi di tutto il mondo stanno unendo le forze per accelerare questo compito. Imparando a controllare il processo di sedimentazione, potranno contribuire a risolvere il problema delle risorse idriche mondiali. Si può sperare che, quando sarà possibile regolare artificialmente le precipitazioni, si troveranno i mezzi per sfruttarla in modo più efficace.

Gli strati superiori dei cumulonembi e degli altostrati, dove le temperature sono ben al di sotto dello zero, sono costituiti principalmente da banchi di ghiaccio.

Poiché la temperatura negli strati intermedi è leggermente più alta, i cristalli di ghiaccio presenti nelle correnti d'aria ascendenti e discendenti si scontrano con goccioline d'acqua superraffreddate. Quando entrano in contatto formano cristalli grandi, abbastanza pesanti da tendere verso il basso, nonostante le correnti d'aria ascendenti.

Quando i cristalli cadono, entrano in collisione con altre particelle di nuvole e diventano più grandi. Se la temperatura sottostante è sotto lo zero, cadono a terra come neve. Se c'è aria calda sopra il suolo, si trasformano in gocce di pioggia. Se le correnti d'aria ascendenti all'interno della nuvola sono sufficientemente forti, i cristalli di ghiaccio possono salire e scendere più volte, continuando a crescere e alla fine diventano molto pesanti e cadono come grandine. Uno dei chicchi di grandine più grandi mai registrati cadde a Coffeyville (Kansas) nel 1970. Era largo quasi 15 cm e pesava 700 g.

Pioggia, neve o grandine

La maggior parte degli strati nuvolosi con le temperature più fredde (grafico a sinistra) sono particelle di ghiaccio. Con temperature leggermente aumentate negli strati inferiori, il ghiaccio si mescola con le gocce d'acqua e forma cristalli abbastanza grandi da cadere sotto forma di pioggia, neve o, in condizioni adeguate, grandine.

Formazione di precipitazioni

Questo modello di formazione del cumulonembo (a destra) mostra il percorso delle correnti d'aria che trasportano aria calda e carica di vapore negli strati più freddi e ritornano sotto forma di pioggia, neve o grandine.

Precipitazioni a lungo termine (da diverse ore a un giorno o più) sotto forma di pioggia (pioggia coperta) o neve (neve coperta), che cadono su una vasta area con un'intensità abbastanza uniforme da nimbostrati e altostrati su un fronte caldo. Le precipitazioni continue idratano bene il terreno.

Piovere- precipitazione liquida sotto forma di goccioline con un diametro da 0,5 a 5 mm. Le singole gocce di pioggia lasciano un segno sulla superficie dell'acqua sotto forma di un cerchio divergente e sulla superficie degli oggetti asciutti sotto forma di una macchia bagnata.

Grandine- precipitazione liquida sotto forma di gocce con un diametro da 0,5 a 5 mm, che cadono a temperature dell'aria negative (molto spesso 0...-10°, a volte fino a -15°) - cadendo sugli oggetti, le gocce si congelano e ghiacciano forme. La pioggia gelata si forma quando i fiocchi di neve che cadono colpiscono uno strato di aria calda abbastanza profondo da farli sciogliere completamente e trasformarsi in gocce di pioggia. Mentre queste goccioline continuano a cadere, attraversano un sottile strato di aria fredda sopra la superficie terrestre e la loro temperatura scende sotto lo zero. Tuttavia, le goccioline stesse non si congelano, quindi questo fenomeno è chiamato superraffreddamento (o formazione di “goccioline superraffreddate”).

grandine- precipitazione solida che cade a temperature dell'aria negative (il più delle volte 0...-10°, a volte fino a -15°) sotto forma di sfere di ghiaccio solide trasparenti con un diametro di 1-3 mm. Si formano quando le gocce di pioggia si congelano mentre cadono attraverso lo strato d'aria inferiore con una temperatura negativa. All'interno delle palline c'è acqua non congelata: quando cadono sugli oggetti, le palline si rompono in gusci, l'acqua fuoriesce e si forma il ghiaccio.

Nevicare- precipitazioni solide che cadono (il più delle volte a temperature dell'aria negative) sotto forma di cristalli di neve (fiocchi di neve) o fiocchi. Con neve leggera, la visibilità orizzontale (se non ci sono altri fenomeni - foschia, nebbia, ecc.) è di 4-10 km, con neve moderata 1-3 km, con neve forte - inferiore a 1000 m (in questo caso la nevicata aumenta gradualmente, quindi valori di visibilità di 1-2 km o meno si osservano non prima di un'ora dopo l'inizio della nevicata). Con tempo gelido (temperatura dell'aria inferiore a -10...-15°), può cadere leggera neve da un cielo parzialmente nuvoloso. Separatamente, si nota il fenomeno della neve bagnata: precipitazioni miste che cadono a temperature dell'aria positive sotto forma di fiocchi di neve che si scioglie.

Pioggia con neve- precipitazioni miste che cadono (il più delle volte a temperature dell'aria positive) sotto forma di una miscela di gocce e fiocchi di neve. Se la pioggia e la neve cadono a temperature dell'aria inferiori allo zero, le particelle delle precipitazioni si congelano sugli oggetti e si forma il ghiaccio.

Pioviggina

Pioviggina- precipitazione liquida sotto forma di gocce molto piccole (meno di 0,5 mm di diametro), come se fluttuassero nell'aria. Una superficie asciutta si bagna lentamente e in modo uniforme. Quando si deposita sulla superficie dell'acqua, non forma su di essa cerchi divergenti.

Pioviggina gelata- precipitazione liquida sotto forma di gocce molto piccole (con un diametro inferiore a 0,5 mm), come se fluttuassero nell'aria, cadendo a temperature dell'aria negative (il più delle volte 0 ... -10 °, a volte fino a -15 ° ) - depositandosi sugli oggetti, le gocce congelano e formano ghiaccio.

Granelli di neve- precipitazione solida sotto forma di piccole particelle bianche opache (bastoncini, granelli, granelli) con un diametro inferiore a 2 mm, che cadono a temperature dell'aria negative.

Nebbia- un accumulo di prodotti di condensa (goccioline o cristalli, o entrambi) sospesi nell'aria direttamente sopra la superficie terrestre. Nuvolosità dell'aria causata da tale accumulo. Solitamente questi due significati della parola nebbia non vengono distinti. In caso di nebbia, la visibilità orizzontale è inferiore a 1 km. Altrimenti la nuvolosità si chiama foschia.

Pioggia

Doccia- precipitazioni di breve durata, solitamente sotto forma di pioggia (a volte neve bagnata, cereali), caratterizzate da elevata intensità (fino a 100 mm/h). Si verifica in masse d'aria instabili su un fronte freddo o come risultato di convezione. In genere, la pioggia torrenziale copre un'area relativamente piccola.

Doccia a pioggia- pioggia torrenziale.

Pioggia di neve- pioggia di neve. È caratterizzato da forti fluttuazioni della visibilità orizzontale da 6-10 km a 2-4 km (e talvolta fino a 500-1000 m, in alcuni casi anche 100-200 m) in un periodo di tempo da alcuni minuti a mezz'ora (la neve “carica”).

Pioggia con neve- precipitazioni piovose miste, che cadono (il più delle volte a temperature dell'aria positive) sotto forma di una miscela di gocce e fiocchi di neve. Se una forte pioggia con neve cade a temperature dell'aria inferiori allo zero, le particelle di precipitazione si congelano sugli oggetti e si forma il ghiaccio.

Pellet di neve- precipitazione solida di natura temporalesca, che cade ad una temperatura dell'aria di circa zero gradi e ha l'aspetto di grani bianchi opachi con un diametro di 2-5 mm; I chicchi sono fragili e si schiacciano facilmente con le dita. Spesso cade prima o contemporaneamente a forti nevicate.

Granelli di ghiaccio- precipitazioni piovose solide, che cadono a temperature dell'aria da +5 a +10° sotto forma di granelli di ghiaccio trasparenti (o traslucidi) con un diametro di 1-3 mm; al centro dei grani è presente un nucleo opaco. I chicchi sono piuttosto duri (si possono schiacciare con le dita con un certo sforzo), e quando cadono su una superficie dura rimbalzano. In alcuni casi, i chicchi possono essere ricoperti da uno strato d'acqua (o cadere insieme a gocce d'acqua) e se la temperatura dell'aria è inferiore allo zero, cadendo sugli oggetti, i chicchi si congelano e si forma il ghiaccio.

salve- precipitazioni solide che cadono nella stagione calda (con temperatura dell'aria superiore a +10°C) sotto forma di pezzi di ghiaccio di varia forma e dimensione: solitamente il diametro dei chicchi di grandine è di 2-5 mm, ma in alcuni casi i singoli chicchi di grandine raggiungono dimensioni di un piccione e persino di un uovo di gallina ( quindi la grandine provoca danni significativi alla vegetazione, alle superfici delle auto, rompe i vetri dei finestrini, ecc.). La durata della grandine è generalmente breve, da 1-2 a 10-20 minuti. Nella maggior parte dei casi la grandine è accompagnata da rovesci di pioggia e temporali.

Aghi di ghiaccio- precipitazioni solide sotto forma di minuscoli cristalli di ghiaccio fluttuanti nell'aria, formatesi in caso di gelo (temperatura dell'aria inferiore a -10...-15°). Durante il giorno brillano alla luce dei raggi del sole, di notte ai raggi della luna o alla luce delle lanterne. Molto spesso, di notte, gli aghi di ghiaccio formano bellissimi "colonne" luminosi, che si estendono dalle lanterne verso l'alto nel cielo. Si osservano più spesso in cieli sereni o parzialmente nuvolosi, a volte cadendo da cirrostrati o cirri.

Qualsiasi scolaro lo sa al giorno d'oggi, ma vale comunque la pena rispolverare le tue conoscenze. Il vapore acqueo è una componente invisibile ma sempre presente dell'aria che circonda la Terra. In tutti i corpi idrici della terra, dagli oceani e mari ai piccoli stagni, si verifica costantemente il processo di evaporazione dell'acqua. Passa da vapore liquido a gassoso. Più l'acqua è calda, più velocemente evapora e maggiore è l'area del serbatoio, più acqua si trasforma in vapore. Le persone non vedono questa evaporazione; il vapore acqueo diventa visibile dove si raffredda, dove avviene la condensa, cioè in alta quota. La condensazione è il processo di conversione del vapore invisibile in un liquido visibile. L’energia solare gioca un ruolo importante in questo. Solleva il vapore in alto nel cielo e si trasforma in nuvole. Il vento, a sua volta, lo trasporta su lunghe distanze, distribuendo l'umidità vitale in tutta la terra.

Meccanismo di formazione della pioggia

Come si formano le gocce di pioggia? Non appena la nuvola è completamente satura e non può accettare umidità, al suo interno inizia il processo di caduta delle goccioline più piccole. Mentre cadono, si legano con altre goccioline, che creano goccioline ancora più grandi e, di conseguenza, si può osservare la formazione della pioggia.

Durante un acquazzone si creano grosse goccioline che possono raggiungere i 7 mm di diametro. Una goccia di pioggia leggera meno di mezzo millimetro. Durante la pioggia leggera, le gocce praticamente non si separano in gocce separate e tutto si bagna. La pioggia è in realtà una nuvola che si perde. Ciò si osserva quando le gocce o i cristalli da cui viene creato diventano troppo pesanti e cadono verso la Terra. I meteorologi identificano diversi metodi per trasformare le goccioline in pioggia. Il modo in cui si forma la pioggia dipende dal fatto che le nuvole attraversate dalle goccioline siano calde o fredde. Le nuvole calde sono costituite da minuscole particelle d'acqua. Le gocce che cadono spesso si trasformano in vapore mentre volano a terra. E alcuni sono così grandi che cadono a terra sotto forma di doccia. Una minuscola gocciolina passa attraverso una nuvola, allo stesso tempo si scontra con altre goccioline e, essendosi già unite, creano una grande gocciolina. Una tale goccia raccoglie altre gocce durante la sua discesa. L'aria che scorre attorno alla gocciolina ad alta velocità attira minuscole goccioline, aumentandone il peso. A volte diventa così pesante che cade da un'altezza in una pozzanghera.

Da dove vengono i fiocchi di neve?

Pioggia, neve: tutti questi fenomeni sono studiati da meteorologi e meteorologi per anticiparli e avvisare in tempo la popolazione del maltempo. Nelle nuvole fredde, le goccioline si formano come cristalli di ghiaccio. Le nubi fredde si formano in alto nel cielo e vengono trasportate verso zone dove le temperature sono sempre sopra lo zero (0°C). Tali nuvole sono una miscela di goccioline d'acqua e cristalli di ghiaccio. Quando l'acqua evapora dalle goccioline liquide, aderisce ai cristalli, congelandosi e trasformandosi in un solido. Man mano che i cristalli crescono e assorbono umidità, si trasformano in fiocchi di neve e cadono attraverso la nuvola. Ma a meno che fuori non faccia troppo freddo, i fiocchi di neve non durano a lungo. Scendono in strati di aria calda e iniziano a sciogliersi, trasformandosi di nuovo in gocce di pioggia. Come appaiono i fiocchi di neve? Se una nuvola contiene zone di diversa temperatura e umidità, si trasforma in una macchina da neve. L'aria calda e umida, che trasporta con sé gocce d'acqua, passa nelle zone secche e fredde della nuvola. A causa della bassa temperatura, le goccioline si congelano e formano il nucleo del futuro fiocco di neve. Le particelle di acqua calda si raccolgono attorno al nucleo in un certo ordine, trasformandosi in un cristallo di neve. Ogni fiocco di neve è composto da 2-200 singoli cristalli. I cristalli si formano in nubi fredde alte sopra la terra, dove la temperatura può scendere fino a -40°C e il vapore acqueo si congela trasformandosi in ghiaccio. Il cristallo di neve lascia la nuvola e cade a terra. La neve appare cristallina quando cade, ma in realtà la maggior parte dei fiocchi di neve si creano attorno a minuscole particelle di polvere che il vento ha portato in cielo; il vapore acqueo può cristallizzarsi anche attorno a piccole particelle di fumo; Se lo guardi attraverso potenti microscopi, puoi vedere queste particelle nascoste all'interno dei fiocchi di neve. Tre quarti dei fiocchi di neve crescevano attorno a piccoli pezzi invisibili di argilla o terra.

Forma di fiocchi di neve

Probabilmente, ogni persona ha avuto l'opportunità di ammirare la forma intricata dei fiocchi di neve quando, cadendo dolcemente dal cielo, si depositano su un guanto o un cappotto. Ogni fiocco di neve ha una forma diversa e una struttura speciale. La forma base di un cristallo di neve dipende dalla temperatura alla quale si è formato il fiocco di neve. Più la nuvola è alta, più fa freddo. Dalle alte temperature in cui la temperatura è inferiore a -35 o C, vengono creati prismi esagonali, quando la temperatura delle nuvole è compresa tra -3-0 o C, si formano fiocchi di neve sotto forma di piastre. A una temperatura di -5-3 o C si formano fiocchi di neve a forma di ago e da -8-5۫ o C sotto forma di colonne. A -12-8°C si formano nuovamente le placche. Se la temperatura scende al di sotto, i fiocchi di neve assumono la forma di stelle. Man mano che i fiocchi di neve diventano più grandi, diventano più pesanti e cadono verso terra, cambiando forma. Se i fiocchi di neve cadono ruotando, la loro forma sarà perfettamente simmetrica, se cadono oscillando ai lati, la loro forma diventerà irregolare;

Se l'aria sotto una nuvola di neve è più calda di 0°C, i fiocchi di neve possono sciogliersi mentre cadono, trasformandosi in gocce di pioggia, questo spiega come si formano la pioggia e la neve che si trasforma in pioggia. Ma se l'aria è abbastanza fredda, i fiocchi di neve voleranno a terra, coprendola con una coltre bianca. Una volta a terra, i cristalli di neve perdono gradualmente la loro struttura sottile, comprimendosi sotto l'influenza di altri fiocchi di neve.

Quando cade il gelo?

Il gelo si riferisce alla precipitazione atmosferica solida che cade in un sottile strato di cristalli di ghiaccio. Appare sulla terra e sugli oggetti quando il terreno è gelido, c'è un vento calmo e un cielo limpido. A temperature inferiori allo zero precipita sotto forma di cristalli esagonali, a temperature più basse - sotto forma di piastre, sotto i -15 ° C i cristalli di gelo assumono la forma di aghi smussati. La brina si forma su tutti gli oggetti la cui superficie è più fredda dell'aria: sull'erba, sul terreno, sui tetti, sul vetro.

Pioggia acida

(pioggia, neve) ad alto contenuto di acido rappresentano Come si formano? Le fonti delle piogge acide possono essere sia processi naturali (attività vulcanica, decomposizione di residui vegetali) che emissioni industriali, principalmente anidride solforosa (SO 2) e ossidi di azoto (NO, NO 2, N 2 O 3), quando si bruciano vari tipi di carburante. Combinandosi con l'umidità dell'atmosfera, formano acidi solforico e nitrico. Se le sostanze acide, disciolte nell'aria, entrano in un'atmosfera satura di umidità, gli acidi cadono sul terreno. Se l'acqua, compresi gli acidi, cade sulla vegetazione e sul suolo, danneggia la flora e la fauna terrestre.

Piogge colorate

A volte le persone possono osservare fenomeni come la pioggia colorata. La pioggia colorata è rara, ma in realtà può essere colorata. Come si forma la pioggia con colori diversi? Ad esempio, nell’aprile del 1970 a Salonicco, in Grecia, è stata osservata una pioggia rossa. Un forte vento sul deserto del Sahara sollevò molte particelle di argilla rossa in alto nel cielo, e poi le trasferì tra le nuvole nel cielo sopra la Grecia. Un torrente di pioggia lavò via l'argilla dalle nuvole, ma il colore della pioggia rimase rosso per qualche tempo. Nel 1959, sul Massachusetts cadde una pioggia giallo-verde. Il colpevole si è rivelato essere il polline primaverile delle piante, sollevate in alto. E nel marzo del 1972, sulle Alpi francesi cadeva la neve blu: questa neve era colorata dai minerali portati dal Sahara.

PIOVERE
acqua formata dalla condensazione del vapore acqueo che cade dalle nuvole e raggiunge la superficie terrestre sotto forma di goccioline liquide. Il diametro delle gocce di pioggia varia da 0,5 a 6 mm. Le gocce inferiori a 0,5 mm sono chiamate pioggerellina. Le gocce più grandi di 6 mm sono molto deformate e si rompono cadendo a terra. A seconda della quantità di precipitazioni che cadono in un certo periodo di tempo, le piogge leggere, moderate e forti (tempesta) si distinguono per intensità. L'intensità della pioggia leggera varia da trascurabile a 2,5 mm/h, la pioggia moderata - da 2,8 a 8 mm/h e la pioggia forte - più di 8 mm/h, o più di 0,8 mm in 6 minuti. Le piogge coprenti e prolungate con nubi continue su una vasta area sono generalmente deboli e costituite da piccole gocce. Le piogge che si verificano sporadicamente su piccole aree sono generalmente più intense e sono costituite da goccioline più grandi. In un forte temporale della durata di soli 20-30 minuti possono cadere fino a 25 mm di precipitazione.
Ciclo dell'acqua (ciclo dell'umidità). L'acqua evapora dalla superficie di oceani, fiumi, laghi, paludi, suolo e piante (come risultato della traspirazione). Si accumula nell'atmosfera sotto forma di vapore acqueo invisibile. Il tasso di evaporazione e traspirazione è determinato principalmente dalla temperatura, dall'umidità dell'aria e dalla forza del vento e varia quindi notevolmente da luogo a luogo e in base alle condizioni meteorologiche. La maggior parte del vapore acqueo atmosferico proviene da mari e oceani caldi tropicali e subtropicali. Il tasso di evaporazione medio per l'intero globo è di ca. 2,5 mm al giorno. In generale è bilanciato dalla quantità media globale di precipitazioni (circa 914 mm/anno). L'apporto totale di vapore acqueo nell'atmosfera equivale a circa 25 mm di precipitazione, quindi in media si rinnova ogni 10 giorni. Il vapore acqueo viene trasportato verso l'alto e distribuito nell'atmosfera da correnti d'aria di varie dimensioni, dalle correnti convettive locali ai sistemi eolici globali (trasporto occidentale o alisei). Quando l'aria calda e umida sale, si espande a causa della diminuzione della pressione nell'alta atmosfera e si raffredda. Di conseguenza, l'umidità relativa dell'aria aumenta finché l'aria non raggiunge uno stato di saturazione con vapore acqueo. Il suo ulteriore innalzamento e raffreddamento portano alla condensazione dell'umidità in eccesso sulle particelle più piccole sospese nell'aria e alla formazione di nuvole costituite da goccioline d'acqua. All'interno delle nuvole queste goccioline sono solo ca. 0,1 mm cadono molto lentamente, ma non hanno tutte la stessa dimensione. Le gocce più grandi cadono più velocemente, superando quelle più piccole incontrate nel loro cammino, si scontrano e si fondono con esse. Pertanto, le goccioline più grandi crescono a causa dell'aggiunta di quelle più piccole. Se una goccia in una nuvola percorre una distanza di ca. 1 km, può diventare piuttosto pesante e cadere come una goccia di pioggia. La pioggia può formarsi in altri modi. Le goccioline nella parte superiore e fredda della nuvola possono rimanere liquide anche a temperature ben inferiori a 0°C, il normale punto di congelamento dell'acqua. Tali gocce d'acqua, chiamate superraffreddate, possono congelare solo se in esse sono incorporate particelle speciali chiamate nuclei di ghiaccio. Le goccioline congelate si trasformano in cristalli di ghiaccio e diversi cristalli di ghiaccio possono combinarsi per formare un fiocco di neve. I fiocchi di neve passano attraverso una nuvola e, quando fa freddo, raggiungono il suolo sotto forma di neve. Tuttavia, nella stagione calda, si sciolgono e raggiungono la superficie sotto forma di gocce di pioggia.

La quantità di precipitazioni che raggiungono la superficie terrestre in un dato luogo sotto forma di pioggia, grandine o neve è stimata dallo spessore dello strato d'acqua (in millimetri). Viene misurato con strumenti speciali: i pluviometri, che di solito si trovano a una distanza di diversi chilometri l'uno dall'altro e registrano la quantità di precipitazioni in un determinato periodo di tempo, di solito 24 ore. Un semplice pluviometro è costituito da un cilindro montato verticalmente con un imbuto rotondo. L'acqua piovana entra nell'imbuto e confluisce in un cilindro graduato. L'area del cilindro graduato è 10 volte più piccola dell'area di ingresso dell'imbuto, per cui uno strato d'acqua spesso 25 mm nel cilindro graduato corrisponde a 2,5 mm di precipitazione. Strumenti di misurazione più sofisticati registrano continuamente la quantità di precipitazioni su un nastro montato su un tamburo azionato da un orologio. Uno di questi dispositivi è dotato di un piccolo recipiente che si ribalta automaticamente e rilascia acqua, inoltre chiude un contatto elettrico quando la quantità di acqua nel pluviometro corrisponde ad uno strato di precipitazione di 0,25 mm. Una valutazione abbastanza affidabile dell'intensità della pioggia su una vasta area è fornita dall'uso del metodo radar. La precipitazione media annua su tutta la superficie terrestre è di ca. 910 mm. Nelle regioni tropicali, la precipitazione media annua è di almeno 2500 mm, alle latitudini temperate - ca. 900 mm e nelle regioni polari - ca. 300 mm. Le ragioni principali delle differenze nella distribuzione delle precipitazioni sono la posizione geografica di una determinata regione, la sua altitudine, la distanza dall’oceano e la direzione dei venti dominanti. Sui pendii montuosi esposti ai venti che soffiano dall'oceano, la quantità di precipitazioni è generalmente elevata, mentre nelle zone protette dal mare da alte montagne cadono pochissime precipitazioni. La massima piovosità annua (26.461 mm) è stata registrata a Cherrapunji (India) nel 1860-1861, mentre la massima piovosità giornaliera (1618,15 mm) è stata registrata a Baguio nelle Filippine il 14-15 luglio 1911. La piovosità minima è stata registrata in Arica (Cile), dove la media annua in un periodo di 43 anni è stata di soli 0,5 mm, e ad Iquique (Cile) non è caduta una sola pioggia in 14 anni.
Pioggia artificiale. Poiché si ritiene che alcune nuvole producano poche o nessuna precipitazione a causa della mancanza di nuclei di condensazione in grado di avviare la crescita di cristalli di neve o gocce di pioggia, si stanno tentando di creare "pioggia artificiale". La carenza di nuclei di condensazione può essere compensata disperdendo sostanze come ghiaccio secco (anidride carbonica congelata) o ioduro d'argento. A tale scopo vengono utilizzati pellet di ghiaccio secco con un diametro di ca. 5 mm vengono lanciati da un aereo sulla superficie superiore di una nuvola superraffreddata. Ogni granulo, prima di evaporare, raffredda l'aria circostante e genera circa un milione di cristalli di ghiaccio. Bastano pochi chilogrammi di ghiaccio secco per seminare una grande nuvola di pioggia. Centinaia di esperimenti condotti in molti paesi hanno dimostrato che seminare cumuli di ghiaccio secco in un certo stadio del loro sviluppo può stimolare la pioggia (e la pioggia non cade dalle nuvole vicine che non hanno subito tale trattamento). Tuttavia, la quantità di precipitazioni "artificiali" che cade è solitamente piccola. Per aumentare la quantità di precipitazioni su una vasta area, il vapore di ioduro d'argento viene spruzzato da un aereo o da terra. Queste particelle vengono trasportate dal suolo dalle correnti d'aria. Nelle nuvole, possono combinarsi con goccioline d'acqua superraffreddate e farle congelare e trasformarsi in cristalli di neve. Non esistono ancora prove veramente convincenti che sia possibile ottenere aumenti (o diminuzioni) significativi delle precipitazioni su vaste aree. In alcuni casi è possibile ottenere piccoli cambiamenti (5-10%), ma di solito non possono essere distinti dalle naturali fluttuazioni interannuali.
LETTERATURA
Drozdov O.A., Grigorieva A.S. Circolazione dell'umidità nell'atmosfera. L., 1963 Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorologia e climatologia. M., 1994

Enciclopedia di Collier. - Società aperta. 2000 .

Contrari:

Scopri cos'è "PIOGGIA" in altri dizionari:

piovere- pioggia, io... Dizionario ortografico russo

piovere- piovere/ … Dizionario dell'ortografia morfemica

PIOGGIA, pioggia, pioggia, pioggia, pioggia marito. acqua in gocce o ruscelli dalle nuvole. (Antico dezg; dezgem, pioggia; dezgevy, pioggia; dezgiti, pioggia). Sitnichek, la pioggia più bella; acquazzone, torrenziale, il più forte; ciglio laterale, sottosquadro, obliquo... ... Dizionario esplicativo di Dahl

- (pioggia, pioggia), acquazzone, acquazzone; fanghiglia; (semplice) pistillo, spazzatura, treccia. Pioggia di funghi, abbondante, fine, continua, torrenziale, tropicale, frequente. Piove, pioviggina, pioviggina, diluvia (diluvia, diluvia a secchiate), non smette... Dizionario dei sinonimi

Sostantivo, m., usato. spesso Morfologia: (no) cosa? pioggia, perché? pioggia, (vedi) cosa? pioggia, cosa? pioggia, che ne dici? sulla pioggia; per favore Che cosa? pioggia, (no) cosa? pioggia, perché? pioggia, (vedo) cosa? piove, cosa? piove, per cosa? sulla pioggia 1. La pioggia è precipitazione... Dizionario esplicativo di Dmitriev

IO; m.1. Precipitazioni atmosferiche che cadono dalle nuvole sotto forma di gocce d'acqua. Villaggio estivo caldo. Villaggio forte di Prolivnoy (molto forte). Villaggio dei funghi (pioggia e sole, dopodiché, secondo la credenza popolare, i funghi crescono in abbondanza). D. sta arrivando. D. piovigginare, diluviare... ... Dizionario enciclopedico

- (1): Altri giorni racconteranno presto le sanguinose albe del mondo; Nuvole nere vengono dal mare, vogliono coprire il sole, e in esse tremano milioni di azzurri. Ci sarà un grande tuono, pioverà come frecce di Don il Grande. Colpisci questo con una lancia, quello con una sciabola... ... Libro di consultazione del dizionario "Il racconto della campagna di Igor"

PIOGGIA, pioggia (doš, dozhzha), marito. 1. Un tipo di precipitazione sotto forma di gocce d'acqua. Pioggia battente. 2. trasferimento Un flusso di piccole particelle che cadono in una moltitudine (libro). Pioggia di scintille Pioggia di stelle. || trans. Moltitudine, abbondanza continua (libro).... ... Dizionario esplicativo di Ushakov