Осадки

редактировать
Продукт конденсации атмосферного водяного пара, который падает под действием силы тяжести

Долгосрочное среднее количество осадков по месяцам В среднем по странам Годовые осадки

В метеорологии, осадки - это любой продукт конденсации атмосферного водяного пара, который имеет под силой тяжести из облаков. Основные формы осадков включают дождь, дождь, мокрый снег, снег, ледяные шарики, граупель и град. Осаждение происходит, когда часть атмосферы насыщается водяным паром (достигает 100% относительной воды ), так что вода конденсируется и «осаждается» или падает. Таким образом, туман и туман являются не осадками, а коллоидами, поскольку водяной пар не конденсируется в достаточной степени для осаждения. Два процесса, возможно, происходит вместе, могут привести к насыщению воздуха: охлаждение воздуха или добавление водяного пара в воздух. Осадки образуются, когда более мелкие капли сливаются в результате столкновения с другими каплями дождя или кристаллами льда внутри облака. Короткие интенсивные периоды дождя в отдельных называемых «ливнях».

поднимается над слоем холодного воздуха на поверхности, может конденсироваться в облака и дождь. Этот процесс обычно активен, когда идет ледяной дождь. Неподвижный фронт часто присутствует в области ледяного дождя и служит фокусом для нагнетания и подъема воздуха. При наличии необходимого и достаточного содержания влаги в атмосфере влага в воздухе будет конденсироваться в облаках, а именно нимбослоистые и кучево-дождевые, если присутствуют значительные осадки. В конце концов, они будут установлены достаточно большими, чтобы образовать капли дождя, и спустятся к Земле, где они замерзнуты при контакте с открытыми объектами. Там, где присутствуют относительно теплые водоемы, например, из-за испарения воды из озер, снегопад с эффектом озера становится проблемой с подветренной стороны теплых озер в холодном циклоническом потоке вокруг задней стороны внетропические циклоны. Снегопад с эффектом озера может быть локально обильным. Thundersnow возможен в пределах запятой циклона и в пределах полос осадков, вызванных эффектом озера. В горных районах возможны обильные осадки там, где поток вверх по склону максимален в пределах наветренной стороны местности на высоте. На подветренной стороне гор может существовать пустынный климат из-за сухого воздуха, вызванного компрессионным нагревом. Большинство осадков выпадает в тропиках и вызвано конвекцией. Движение муссонной впадины, или зоны межтропической конвергенции, приводит к сезонам дождей в регионах саванн.

Осадки основным компонентом круговорота воды и ответственны за осаждение пресной воды на планете. Приблизительно 505 000 кубических километров (121 000 кубических миль) воды выпадает в виде осадков каждый год; 398 000 кубических километров (95 000 кубических миль) из них над океанами и 107 000 кубических километров (26 000 кубических миль) над сушей. Площадь поверхности Земли составляет 990 миллиметров (39 дюймов), а над сушей - всего 715 миллиметров (28,1 дюйма). Системы классификации климата, такие как классификация климата Кеппена, используют среднегодовое количество осадков, чтобы помочь различать климатические режимы.

Осадки могут выпадать на небесные тела, например, когда становится холодно, на Марсе выпадают осадки, которые, скорее, принимают форму мороза, а не дождя или снега.

Содержание

  • 1 Типы
    • 1.1 Измерение
  • 2 Как воздух становится насыщенным
    • 2.1 Охлаждение воздуха до точки росы
    • 2.2 Добавление влаги в воздух
  • 3 Формы осадков
    • 3.1 Капли дождя
    • 3.2 Ледяные шарики
    • 3.3 Град
    • 3.4 Снежинки
    • 3.5 Алмазная пыль
  • 4 Причины
    • 4.1 Фронтальная активность
    • 4.2 Конвекция
    • 4.3 Орографические эффекты
    • 4.4 Снег
    • 4.5 В тропиках
    • 4.6 Крупномасштабное географическое распространение
  • 5 Измерение
    • 5.1 Определение гидрометеора
    • 5.2 Спутниковые оценки
    • 5.3 Наборы спутниковых данных
  • 6 Период повторяемости
  • 7 Неравномерный характер осадков
  • 8 Роль в классификации климата Кеппена
  • 9 Влияние на сельское хозяйство
  • 10 Изменения из-за глобального потепления
  • 11 Изменения из-за городского теплового острова
  • 12 Прогнозирование
  • 13 См. Также
  • 14 Ссылки
  • 15 Внешние ссылки

Типы

Гроза с сильными осадками

Осадки основным компонентом круговорота воды и ответственны за осаждение большей части пресной воды на планете. Примерно 505 000 км (121 000 миль) воды выпадает в виде осадков каждый год, из них 398 000 км (95 000 куб. Миль) - над океанами. Площадь поверхности Земли составляет 990 миллиметров (39 дюймов).

Механизмы образования осадков включают конвективные, слоистые и орографические осадки. Конвективные процессы включают сильные вертикальные движения, которые могут вызывать опрокиды атмосферы в этом режиме в течение часа и вызывать обильные осадки, в то время как стратиформные процессы включают более слабые восходящие движения и менее интенсивные осадки. Осадки можно разделить на три категории в зависимости от того, выпадает ли она в виде жидкой воды, жидкой воды, замерзающей при контакте с поверхностью или льдом. Смеси различных типов осадков, в том числе типов разных категорий, может выпадать одновременно. Жидкие формы осадков и изморось. Дождь или морось, которые замерзают при контакте с субзамерзающей воздушной массой, называют «ледяным дождем» или «ледяной моросью». Замороженные формы осадков включают снег, ледяные иглы, ледяные шарики, град и крупу.

Измерение

Жидкие осадки
Количество осадков (включая изморось и дождь) обычно измеряется в миллиметрах (мм) с помощью дождемера, что эквивалентно килограмму на квадратный метр (кг / м). Это эквивалентно литрам на квадратный метр (л / м), если 1 литр воды имеет 1 кг, что приемлемо для практических целей. Количество осадков иногда, но редко, выражается в сантиметрах (см). Соответствующая английская единица измерения обычно - дюйммы. В Австралии до введения метрики количество осадков измерялось в «точках», определяемых как сотые доли дюйма.
Твердые осадки
A снегомер обычно используется для твердых твердых осадков. Снегопад обычно измеряют в сантиметрах, позволяя снегу упасть в контейнер, а затем измеряют высоту. Затем снег можно при желании растопить для получения водного эквивалента миллиметрах, как для жидких осадков. Соотношение между высотой снега и водным эквивалентом зависит от условий снега; водный эквивалент, таким образом, может дать лишь приблизительную оценку высоты снежного покрова. Другие формы твердых осадков, такие как снежная и даже мокрый снег (смесь дождя и снега), также можно растопить и измерить как водный эквивалент, обычно выражаемый в миллиметрах, как для жидких осадков.

Как воздух становится насыщенным

Охлаждение воздуха до точки росы

Поздний летний ливень в Дании Линзовидное облако, образующееся из-за гор над Вайомингом

точка росы - это температура, при которой воздух необходимо охладить, чтобы он стал насыщенным, и (если не происходит перенасыщение) конденсируется в воду. Водяной пар обычно начинает конденсироваться на ядрах конденсации, таких как пыль, лед и соль, с образованием облаков. Возвышенная часть фронтальной зоны вызывает широкие области подъемной силы, которые образуют облачные слои, такие как altostratus или cirrostratus. Stratus - это стабильный слой облаков, который имеет тенденцию образовываться, когда холодная, стабильная воздушная масса захватывается теплой воздушной массой. Он также может образовываться из-за подъема адвекционного тумана в ветреную погоду.

Существуют основные четыре механизма охлаждения воздуха до точки росы: адиабатическое охлаждение, кондуктивное охлаждение, радиационное охлаждение и испарительное охлаждение. Адиабатическое охлаждение происходит, когда воздух поднимается и расширяется. Воздух может подниматься из-за конвекции, крупномасштабных атмосферных движений или физического барьера, такого как гора (орографический подъем ). Кондуктивное сопряжение происходит, когда воздух происходит с более холодной поверхностью, как правило, при переносе с одной поверхности на другую, например с поверхности жидкой воды на более холодную землю. Радиационное охлаждение происходит из-за испускания излучения излучения либо воздухом, либо поверхностью под ним. Охлаждение за счет испарения происходит, когда влага добавляется к воздуху в результате испарения, в результате чего температура снижается до температуры по влажному термометру или до насыщения.

Добавление влаги в воздух.

Основные способы добавления водяного пара в воздух: конвергенция ветра в области восходящего движения, осадки или вирги, падающие сверху, дневное нагревание, испарение воды с поверхности океанов, водоемов или влажной земли, транспирация растений, прохладного или сухого воздуха, движущегося над более теплой водой и поднимающего воздух над горами.

Формы осадков

Конденсация и влияние - важные части круговорота воды.

Капли дождя

Коалесценция происходит, когда капли воды сливаются, образуя более крупные капли воды, или когда капли воды замерзают на кристалле льда, что известно как процесс Бержерона. Скорость падения очень мелких капель незначительна, поэтому облака не падают с неба; осаждение будет происходить только тогда, когда они сливаются в более крупные капли. Когда возникает турбулентность воздуха, капли воды сталкиваются, образуя более крупные капли. Как эти более крупные капли воды опускаются, слияние продолжается.

Капли дождя имеют средний размер от 0,1 миллиметра (0,0039 дюйма) до 9 миллиметров (0,35 дюйма). диаметр, выше которого они имеют свойство разрушаться. Более мелкие капли называются облачными каплями и имеют сферическую форму. По мере увеличения размера капля дождя ее форма становится более сжатой, причем наибольшее поперечное сечение обращено к набегающему потоку воздуха. В отличие от мультяшных картинок капель дождя, их форма не похожа на слезу. Интенсивность и продолжительность дождя обычно обратно пропорциональны, то есть штормы высокой интенсивности, вероятно, будут непродолжительными, а штормы низкой интенсивности имеют большую продолжительность. Капли дождя, связанный с тающим градом, обычно больше, чем другие капли дождя. Код METAR для дождя - RA, кодировка для ливневых дождей - SHRA.

Ледяная крупа

Накопление ледяной крупы

Ледяная крупа или мокрый снег - это форма осадков, состоящих из маленьких, полупрозрачные шарики льда. Гранулы льда обычно (но не всегда) меньше градин. Они часто подпрыгивают при ударе земли и обычно не превращаются в твердую массу, если не смешаны с ледяным дождем. Код METAR для ледяной крупы: PL.

Ледяная крупа образуется, когда существует слой воздуха выше точки замерзания, а воздух ниже точки замерзания находится как сверху, так и снизу. Это приводит к частичному или полному таянию снежинок, выпадающих из теплого слоя. Когда они снова падают в слой ниже замерзшего, ближе к поверхности, они снова замерзают в ледяные шарики. Однако, если слой ниже замерзшего слоя слишком мал, осадки не успеют снова замерзнуть, и на поверхности будет образовываться ледяной дождь. Температурный профиль, показывающий теплый слой над землей, скорее всего, будет обнаружен перед теплым фронтом в холодном время года, но иногда может быть обнаружен за проходящим холодным фронтом.

Град

Крупный град диаметром 6 сантиметров (2,4 дюйма)

Подобно другим осадкам, грозит грозовыми облаками, когда переохлажденные капли воды замерзают при контакте с ядрами конденсации, например, пыль или грязь. Восходящий поток шторма сносит град в верхнюю часть облаков. Восходящий поток рассеивается, и градины падают обратно в восходящий поток и снова поднимаются. Град имеет диаметр 5 миллиметров (0,20 дюйма) или больше. В коде METAR GR используется обозначения более крупного града размером не менее 6,4 мм (0,25 дюйма). GR происходит от французского слова grêle. Град меньшего размера, а также снежная крупа используют кодировку GS, которая является сокращением от французского слова grésil. Камни размером чуть больше, чем мяч для гольфа, одним из наиболее часто используемых размеров града. Град может вырасти до 15 сантиметров (6 дюймов) и весить более 500 граммов (1 фунт). В случае крупного градин скрытая теплота, выделяющаяся при дальнейшем замораживании, может расплавить внешнюю оболочку градин. Град затем может подвергаться «мокрому роста», когда жидкая внешняя оболочка собирает другие более мелкие градины. Градина покрывается слоем льда с каждым подъемом все больше. Как только град становится слишком тяжелым, чтобы выдержать восходящий поток шторма, он падает из облаков.

Снежинки

Снежинки, просматриваемые в оптический микроскоп

Снежные кристаллы образуются, когда крошечные переохлаждены замерзают облачные капли (размером около 10 мкм). После замораживания капля растет в перенасыщенной среде. Вырастать до размеров в сотни микрометров за счет капель воды могут капель воды более многочисленна, чем кристаллов льда, кристаллы. Этот процесс как известен процесс Вегенера - Бержерона - Финдейзена. Соответствующее истощение водяного пара вызывает испарение капель, что означает, что кристаллы льда растут за счет капель. Эти большие кристаллы механизма создания массы, поскольку они создают среду, которая создается через кластеры или агрегаты. Эти агрегаты представляют собой снежинки и обычно выделяют собой частицы льда, которые дают на землю. В Книге рекордов Гиннеса указаны самые большие снежинки в мире, сделанные в январе 1887 года в Форт Кеог, Монтана; якобы одна из них ширину 38 см (15 дюймов). Точные детали прилипания остаются предметом исследования.

Хотя лед чистый, рассеяние света гранями кристалла и впадинами / дефектами означает, что кристаллы часто кажутся белыми из-за диффузного отражения всего света мелких частиц льда. Форма снежинки во многом определяется температурой и влажностью, при которых она образуется. В редких случаях при температуре около –2 ° C (28 ° F) снежинки могут образовывать тройную симметрию - треугольные снежинки. Чаще всего частицы снега имеют видимую неправильную форму, хотя они почти идеальные снежинки могут быть более частыми на фотографиях, потому что они более привлекательны. Нет двух одинаковых снежинок, поскольку они растут с разной скоростью и по разному образцу в зависимости от изменяющейся температуры и атмосферы в атмосфере, через которую они падают на землю. Код METAR для снега - SN, а снежный дождь - SHSN.

Алмазная пыль

Алмазная пыль, также как ледяные иглы или кристаллы льда, образует при температуре, приближаясь к -40 ° C (-40 ° F) из-за того, что воздух с немного более высокой влажностью на высоте смешивается с более холодным поверхностным воздухом. Они сделаны из простых кристаллов шестиугольной формы. Идентификатор METAR для алмазной пыли в международных часовых сводках погоды - IC.

Причины

Фронтальная активность

Стратиформные или динамические осадки возникают как следствие медленного подъема воздуха в синоптические системы (порядок см / с), например, над поверхности холодных фронтов и над и впереди теплых фронтов. Подобный подъем наблюдается вокруг тропических циклонов за пределами стены глаза, а также в диаграммах выпадения осадков вокруг среднеширотных циклонов. Вдоль закрытого фронта может быть множество погодных условий, возможны грозы, но обычно их прохождение связано с высыханием воздушной массы. Фронты окклюзии обычно образуются вокруг областей низкого давления. Осадки могут происходить не только на Земле, но и на других небесных телах. Когда становится холодно, на Марсе выпадают осадки, которые, скорее, имеют форму ледяных игл, а не дождя или снега.

Конвекция

Конвективные осадки

Конвективный дождь, или ливневые осадки, последние из конвективных облаков, например кучево-дождевые или кучево-дождевые. 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. Граупель и град указывают на конвекцию. В средних широтах конвективные осадки прерывистые и часто связаны с бароклинными границами, такими как холодные фронты, линии шквалов и теплые фронты.

Орографические эффекты

Орографические осадки

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

В Гавайи, гора Вайалеале, на острове Кауаи, примечательна своим экстремальным количеством осадков, так как здесь находится второе по величине среднегодовое количество осадков на Земле - 12000 миллиметров (460 дюймов).. Штормовые системы влияют на штат с сильными дождями с октября по март. Местный климат значительно различается на каждом острове из-за его топографии, которая делится на наветренные (Коолау) и подветренные (Кона) регионы в зависимости от расположения относительно более высоких гор. Наветренные стороны обращены с востока на северо-восток пассаты и получают гораздо больше осадков; с подветренной стороны более сухие и солнечные, с меньшим количеством дождя и меньшим количеством облачности.

В Южной Америке горный хребет Анд блокирует попадание влаги из Тихого океана, поступающей на этот континент, что приводит к климату, похожему на пустыню, только с подветренной стороны западной Аргентины. Диапазон Сьерра-Невада создает такой же эффект в Северной Америке, образуя Большой бассейн и пустыни Мохаве. Точно так же в Азии Гималаи создают препятствие для муссонов, что приводит к чрезвычайно большому количеству осадков на южной стороне и более низкому уровню осадков на северной стороне.

Снежный покров

Снежные полосы с эффектом озера возле Корейского полуострова в начале декабря 2008 г.

внетропические циклоны могут вызвать холода и опасные условия с проливным дождем и снегопад с ветром, превышающим 119 км / ч ( 74 миль в час), (иногда называемые ураганами в Европе). Полоса осадков, связанная с их теплым фронтом, часто бывает обширной, вызванной слабым восходящим вертикальным движением воздуха над фронтальной границей, который конденсируется при охлаждении и производит осадки в вытянутой полосе, которая является широкой и слоистая, что означает падение из нимбослоистых облаков. Когда влажный воздухпытается вытеснить арктическую воздушную массу, выходящий за пределы снега может произойти в пределах направленного к полюсу стороны вытянутой осадков. В Северном полушарии направление к полюсу направлено к Северному полюсу или северу. В Южном полушарии направление к полюсу направлено к Южному полюсу или югу.

К юго-западу от внетропических циклонов изогнутый циклонический поток, несущий холодный воздух через относительно теплые водоемы, может привести к образованию узких озера полос снежного эффекта. Эти полосы создают сильный локальный снегопад, который можно понять следующим образом: большие водоемы, такие как озера, эффективно хранят тепло, что приводит к значительным перепадам температур (более 13 ° C или 23 ° F) между поверхностью воды и воздухом над ними. Из-за этой разницы температурная тепло и влагясь переносятся вверх, конденсируясь в вертикально ориентированные облака (см. Спутниковое изображение), которые вызывают снегопады. На снижение температуры с высотой и глубиной облаков напрямую влияет температура воды, так и крупномасштабная среда. Чем сильнее повышается температура с высотой, тем глубже становятся облака и тем больше становится количество осадков.

В горных районах накапливаются обильные снегопады, когда воздух вынужден подниматься в горы и вытеснять осадки вдоль наветренной стороны склоны, которые в холодных условиях выпадают в виде снега. Из-за пересеченной местности прогнозирование местаого снегопада остается сложной сложной сложной.

В тропиках

Распределение количества осадков по месяцам в Кэрнсе, показывающее продолжительность сезона дождей в это место

Сезон дождей - это время года, охватывающее один или несколько месяцев, когда выпадает большая часть среднего годового количества осадков в регионе. Термин «зеленый сезон» также иногда используется туристическими властями как эвфемизм. Районы с влажным сезоном разбросаны по частям тропиков и субтропиков. Климат саванны и районы с режимом муссонов имеют влажное лето и сухую зиму. В тропических лесах технически нет засушливых или влажных сезонов, поскольку их количество равномерно распределяется в течение года. В некоторых районах с ярко выраженными сезонами дождей в середине сезона выпадение осадков будет прекращено, когда зона межтропической конвергенции или корыто муссонов смещаются к их местоположению в середине теплого сезона. Когда сезон дождей приходится на теплое время года или летом, дожди выпадают в основном во второй половине дня и в ранние вечерние часы. Сезон дождей - это время, когда качество воздуха улучшается, качество пресной воды улучшается, растительность значительно разрастается. Уменьшается количество питательных веществ в почве и увеличивается эрозия. У животных есть стратегии адаптации и выживания к более влажному режиму. Предыдущий засушливый сезон привел к нехватке Продовольствие в сезон дождей, поскольку урожай еще не созрел. Развивающиеся страны отметили, что их население демонстрирует сезонные колебания веса из-за нехватки Продовольствия, наблюдаемого перед урожаем, который происходит в конце сезона дождей.

Тропические циклоны, являющиеся источником очень сильных дождей, состоят из больших воздушных масс. несколько сотен миль в поперечнике с низким давлением в центре и ветрами, действующие внутрь к центру, либо по часовой стрелке (южное полушарие), либо против часовой стрелки (северное полушарие). 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 необходимые осадки в засушливые регионы. Области на их пути могут получить годовое количество осадков в результате прохождения тропического циклона.

Крупномасштабное географическое распределение

В больших масштабах наибольшее количество осадков за пределами топографии выпадает в тропиках, соединяет вместе с зоной межтропической конвергенции, которая сама является восходящей ветвью области Хэдли. Горные местности недалеко от экватора в Колумбии - одни из самых влажных мест на Земле. К северу и югу находятся в области нисходящего потока воздуха, которые образуют субтропические хребты, где количество осадков мало; Поверхность суши под этими хребтами обычно засушливая, и эти регионы составляют большую часть пустынь Земли. Исключением из этого правила являются Гавайи, где восходящий поток из-за пассатов приводит к одному из самых влажных мест на Земле. В противном случае поток Вестерлиса в Скалистые горы к самым влажным и снежным местам в Северной Америке. В Азии во время сезона дождей поток влажного воздуха в Гималаи приводит к одному из самых больших количеств осадков, измеренных на Земле в северо-восточной Индии.

Измерение

Стандартный датчик дождя

Стандартным способом измерения дождя или снегопада стандартный датчик дождя, который изготавливается из пластика 100 мм (4 дюйма) и металла 200 мм (8 дюймов) разновидности. Внутренний цилиндр наполняется дождем толщиной 25 мм (1 дюйм) с перетеканием во внешний цилиндр. Пластиковые манометры имеют маркировку на внутреннем цилиндре с разрешением до 0,25 мм (0,01 дюйма), в то время как металлические измерительные приборы требуют использования стержня с маркировкой 0,25 мм (0,01 дюйма). Количество внутри внутреннего цилиндра сбрасывается, заполняется оставшимися осадками во внешнем цилиндре до тех пор, пока не уходит вся жидкость во внешнем цилиндре, добавляя к общей сумме, пока внешний цилиндр не опустеет. Эти датчики используются зимой для снятия воронки и внутреннего цилиндра, позволяя снегу и ледяному дождю происходить внутри внешнего цилиндра. Некоторые добавляют в манометр антифриз, чтобы не растапливать снег или лед, падающие на манометр. Как только снегопад / лед закончится или приблизится к 300 мм (12 дюймов), можно либо принести его внутрь, чтобы растопить, либо использовать теплую воду для заполнения внутреннего цилиндра, чтобы растопить замороженные осадки во внешнем цилиндре., отслеживая теплую жидкость, которая вычитается из общей суммы после того, как весь лед / снег растает.

Другие типы датчиков популярный датчик клина (самый дешевый и самый хрупкий), датчик дождя с опрокидывающимся ведром и датчик дождя с весами. Калибры клина и опрокидывающегося ковша будут иметь проблемы со снегом. Попытки компенсировать нагревание снега / льда путем нагревания опрокидывающегося ковша имеют ограниченный успех, поскольку снег может сублимироваться, если датчик держать намного выше образование. Измерители веса с антифризом должны хорошо справиться со снегом, но, опять же, перед началом соревнований необходимо снять воронку. Для тех, кто измеритель будет действовать как измеритель на открытом воздухе, но ее точность будет зависеть от того, какой используется линейкой для измерения дождя. Любой из вышеперечисленных дождемеров может быть изготовлен дома при наличии достаточного ноу-хау.

Когда происходят измерения осадков, в разных сетях, где измерения осадков могут быть отправлены через Интернет, например CoCoRAHS или GLOBE. Вероятно, будет заинтересован в измерении, если сеть недоступна в районе проживания, ближайший местный метеорологический офис.

Определение гидрометеора

Понятие, используемое при измерении осадков, - это гидрометеор. Любые частицы жидкой или твердой воды в пространстве известны как гидрометеоры. Образования из-за конденсации, такие как облака, дымка, туман и туман, состоят из гидрометеоров. Все типы осадков по определению состоят из гидрометеоров, включая виргу, которые представляют собой осадки, которые испаряются, не достигнув земли. Частицы, уносимые ветром с поверхности Земли, такие как метель и морские брызги, также являются гидрометеорами, как град и снег.

спутниковые оценки

Хотя датчики осадков на поверхности почвы стандартными для измерения осадков много области, в которых их использование нецелесообразно. Сюда входят бескрайние просторы океана и отдаленные районы суши. В других случаях распространению данных замеров мешают социальные, технические или административные проблемы. В результате современные глобальные данные об осадках во многом зависят от спутниковых наблюдений.

Спутниковые датчики работают путем дистанционного зондирования осадков, регистрируя различные части электромагнитного излучения, которые, как показывают теория и практика, связаны между собой количеству и интенсивности осадков. Датчики почти исключительно пассивны, они записывают то, что видят, камера, в отличие от активных датчиков (радар, лидар ), которые вызывают сигнал и обнаруживают его влияние на наблюдаемую территорию.

Практически текущие спутниковые датчики осадков делятся на две категории. Тепловые инфракрасные (ИК) датчики регистрируют канал с длиной волны около 11 микрон и в основном используются информацию о верхних слоях облаков. Верхняя граница облаков приблизительно соответствует высоте верхней границы облаков, что означает, что более холодные облака почти всегда используются на больших высотах. Кроме того, верхние части облаков с большим количеством мелкомасштабных изменений, вероятно, будут более сильными, чем облака с гладкими верхними частями. Различные математические схемы или алгоритмы используют эти и другие свойства для осадков по данным ИК.

Вторая категория каналов датчиков находится в сфере части электромагнитного шума. Диапазон используемых частот составляет от 10 гигагерц до нескольких сотен ГГц. Каналы до 37 в основном обеспечивают информацию о жидких гидрометеорах (дождь и морось) в нижних частях облаков, при этом большее количество жидкости излучает большее количество энергии излучения. Каналы выше 37 ГГц отображают сигналы, но в них преобладает эффект твердого гидрометеоров (снег, крупа и т. Д.), Которые рассеивают энергию микроволнового излучения. Спутники, такие как Миссия по измерению тропических осадков (TRMM) и Миссия по глобальному измерению осадков (GPM), используют микроволновые датчики для формирования осадков.

Было показано, что дополнительные сенсорные каналы и продукты добавить дополнительную полезную информацию, включая каналы, дополнительные ИК-каналы, каналы водяного пара и данных атмосферного зондирования. Однако в использовании в наборов данных об осадках эти источники не используются.

Наборы спутниковых данных

ИК-оценки имеют довольно низкую квалификацию в краткосрочных и пространственных масштабах, но доступны очень часто. (15 минут или чаще) со спутников на геосинхронной околоземной орбите. ИК-излучение лучше всего работает в случаях глубокой интенсивной конвекции - например, в тропиках - становится все менее полезным в регионах, где преобладают слоистые (слоистые) осадки, особенно в регионах средних и высоких широт. Более прямая физическая связь между гидрометорами и микроволновыми каналами дает возможность микроволновым оценкам в более коротких временных и пространственных масштабах, чем это верно для ИК. Однако микроволновые датчики летают только на спутниках, находящиеся на малых околоземных орбите, и их небольшое время между наблюдениями большими три часа. Этого интервала в несколько часов недостаточно для адекватного документирования осадков из-за временного характера большинства систем выпадения осадков, а также из-за неспособности одного спутника надлежащим образом фиксировать типичный суточный цикл осадков в данном месте.

С конца 1990-х годов было разработано несколько алгоритмов для объединения данных об осадках от датчиков нескольких спутников, стремясь подчеркнуть сильные стороны и минимизировать недостатки отдельных наборов входных данных. Цель состоит в том, чтобы обеспечить «наилучшие» оценки осадков на единой временной / пространственной сетке, обычно для максимально возможной части земного шара. В некоторых случаях подчеркивается долгосрочная однородность набора данных, что является стандартом записи климатических данных.

В других случаях целью является получение наилучшей мгновенной спутниковой оценки, что является подходом на основе продукта осадков с высоким разрешением. В любом случае, конечно, желательной также считается менее подчеркнутая цель. Одним из ключевых результатов многоспутниковых исследований является то, что включение даже небольшого количества данных наземных датчиков очень полезно для контроля систематических ошибок, присущих спутниковым оценкам. Трудности с использованием данных датчиков состоят в том, что 1) их доступность ограничена, как отмечалось выше, и 2) лучший анализ данных датчиков занимает два месяца или более после времени наблюдения, чтобы пройти необходимую передачу, сборку, обработку и контроль качества. Таким образом, оценки осадков, которые включают данные с датчиков, обычно производятся позже времени наблюдения, чем оценки без датчиков. В результате, хотя оценки, включающие данные датчиков, могут обеспечить более точное описание «истинных» осадков, они, как правило, не подходят для приложений в реальном или близком к реальному времени.

Описанная работа привела к созданию множества наборов данных, обладающих различными форматами, временными / пространственными сетками, периодами записи и регионами охвата, входными наборами данных и процедурами анализа, а также множеством различных форм обозначений версий наборов данных.. Во многих случаях один из современных наборов данных с нескольких спутников является лучшим выбором для общего использования.

Период повторяемости

Вероятность или вероятность события определенной интенсивности и продолжительности называется периодом повторяемости или частотой. Интенсивность шторма можно предсказать для любого периода повторяемости и продолжительности шторма с помощью диаграмм, основанных на исторических данных для местоположения. Термин «шторм 1 из 10 лет» выпадение дождя, которое является редким и может происходить только один раз в 10 лет, поэтому вероятность его возникновения в любой год составляет 10 процентов. Количество осадков будет больше, наводнение будет хуже, чем самый сильный шторм, ожидаемый за один год. Термин «1 случай из 100-летнего шторма», который является редким и будет происходить с вероятностью только один раз в столетие, поэтому имеет вероятность 1% в любой конкретный год. Дожди будут сильными, наводнения будут хуже, чем раз в 10 лет. Как и в случае со всеми вероятными событиями, возможно, хотя и маловероятно, что будет два «шторма 1 из 100 лет» в течение одного года.

Неравномерный характер осадков

Значительная часть годового количества осадков в любом конкретном месте выпадает только на несколько дней, обычно около 50% в течение 12 дней с наибольшим количеством осадков.

Роль в классификации климата Кеппена

Обновленная климатическая карта Кеппена-Гейгера
Af Am Aw BWh BWk BSh BSk Cwa Cwb Cfa Cfb Cfc Dsa Dsb Dsc Dsd Dwa Dwb Dwc Dwd Dfa Dfb Dfc Dfd ET EF

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, типами являются A, тропический; Б, сухой; C - умеренная средняя широта; D - холодные средние широты; и E, полярный. Основных классификаций можно подробнее разделить на второстепенные, такие как тропический лес, муссон, тропическая саванна, влажный субтропический, влажный континентальный, океанический климат, степь, субарктический климат, тундра, полярная ледяная шапка и пустыня.

дождевые шоу показывают количество осадков, согласно определяющим, устанавливающим минимальный нормальный годовой уровень от 1750 до 2000 мм (69 и 79 дюймов). Тропическая саванна - это пастбища биом, расположенный в регионах с полузасушливым и полувлажным климатом в субтропических и тропических широтах, с высотой осадков от 750 до 1270 мм (30 и 50 дюймов) в год. Они широко распространены в Африке, а также встречаются в Индии, северных частях Америки, Малайзии и Австралии. Зона влажного субтропического климата - это место, где зимние дожди (а иногда и снегопады) связаны с большими штормами, западные ветры держатся с запада на восток. Большинство летних осадков выпадает во время гроз и тропических циклонов. Влажный субтропический климат расположен на восточной стороне континентов, примерно между 20 и 40 градусами широты от экватора.

Океан (или морской) климат обычно на западном побережье на средних широтах всех континентов. континенты мира, граничащие с прохладными океанами, а также юго-восточная Австралия, и сопровождается обильными осадками круглый год. Средиземноморский климатический режим напоминает климат земель Средиземноморский район, некоторые части западной части Северной Америки, западной части и южной части Африки, юго-западной части Южной Африки и некоторых центральной части Чили. Для климата характерно жаркое сухое лето и прохладная влажная зима. Степь - это сухой луг. Субарктический климат холодный, с постоянной вечной мерзлотой и небольшими осадками.

Влияние на сельское хозяйство

Оценка количества осадков на юге Японии и прилегающих регионов с 20 по 27 июля 2009 г.

Осадки., особенно дождь, оказывает драматическое влияние на сельское хозяйство. Всем растениям для выживания требуется хотя бы немного воды, поэтому дождь (наиболее эффективный средство 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 вызвать гибели посевов и усиление эрозии, вызвать рост вредных грибков. Для выживания растениям требуется разное количество осадков. Например, некоторым кактусам требуется небольшое количество воды, тогда как тропическим растениям для выживания может потребоваться до сотен дюймов дождя в год.

В условиях влажным и засушливым сезонами питательных веществ в почве содержание в почве увеличивается, а эрозия увеличивается во время сезона дождей. У животных есть стратегии адаптации и выживания к более влажному режиму. Предыдущий засушливый сезон привел к нехватке Продовольствие в сезон дождей, поскольку урожай еще не созрел. Развивающиеся страны отметили, что их население демонстрирует сезонные колебания веса из-за нехватки Продовольствия наблюдаемого перед урожаем, который происходит в конце сезона дождей.

Изменения, вызванные глобальным потеплением

Повышение температуры тенденцию к увеличению испарение, что приводит к большему количеству осадков. Количество осадков в целом увеличилось над сушей к северу от 30 ° северной широты с 1900 по 2005 год, но с 1970-х годов их количество уменьшилось над тропиками. В глобальном масштабе за последнее столетие не наблюдалось общих тенденций в области погодных явлений, сильно различались регионам и сильно 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 прошлого столетия увеличилось количество сильных осадков во многих районах, а с 1970-х годов увеличилась распространенность засух, особенно в тропиках и субтропиках. Об увеличении солености в более низких широтах свидетельствует увеличение солености среднего и высокого широтах, а также повышение солености в более низких широтах (подразумевая меньшее количество осадков, испарение или и то, и другое). С 1900 года над прилегающими территориями США общее годовое количество осадков увеличивалось в среднем на 6,1% в прошлом, самое большое увеличение происходило в климатическом регионе Восток, Север, Центральный (11,6% за столетие) и Юге (11,1%).). Гавайи были единственным регионом, в котором наблюдалось снижение (-9,25%).

Изменения из-за городского теплового острова

Изображение Атланты, США, образование температуры с появлением горячих областей

городской остров 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 от увеличивается с 48% до 116%. Частично из-за этого потепления среднего количества осадков примерно на 28% больше на расстоянии от 32 до 64 километров (от 20 до 40 миль) с подветренной стороны от города по сравнительно подветренной стороны. В некоторых городах количество осадков увеличилось на 51%.

Прогнозирование

Пример пятидневного прогноза осадков Центра гидрометеорологических прогнозов

Количественный прогноз осадков (сокращенно QPF) - это ожидаемое количество жидких осадков, накопленных за определенный период времени на данной территории. QPF будет определен, когда измеримый тип осадков, достиг минимального порога, прогнозируется на любой час в течение периода действия QPF. Прогнозы осадков, как правило, привязаны к синоптическим часам, таким как 0000, 0600, 1200 и 18:00 GMT. Рельеф учитывается в QPF с использованием топографии или на основе климатологических характеристик осадков по результатам наблюдений с высокой детализацией. С середины и конца 1990-х годов, QPF использовались в моделях гидрологического прогноза для моделирования воздействий на реки на всей территории Соединенных Штатов. Прогнозные модели демонстрируют значительную чувствительность к уровням в пограничном слое планеты, или на самых нижних уровнях атмосферы, которая уменьшается с высотой. QPF может быть сгенерирован на количественной, прогнозируемой сумме или качественной, прогнозирующей вероятность большой суммы. Методы прогнозирования радиолокационных изображений показывают более высокий уровень , чем модельные прогнозы, в пределах от шести до семи часов момента получения радиолокационного изображения. Прогнозы могут быть проверены с помощью измерений дождемером, оценок метеорологического радара или их комбинации. Для измерения значения прогноза осадков можно определить различные оценки навыков.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Поищите precipitation в Викисловаре, бесплатном вызове.
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Осадки (погода).

Последняя правка сделана 2021-06-02 04:25:21
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте