Come si formano pioggia, neve, grandine, rugiada e gelo: la fisica dei processi

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Come si formano pioggia, neve, grandine, rugiada e gelo: la fisica dei processi
Come si formano pioggia, neve, grandine, rugiada e gelo: la fisica dei processi
Anonim

In meteorologia, la precipitazione è l'acqua che cade sulla superficie terrestre dall'atmosfera in forma liquida o solida sotto l'influenza della gravità. Pertanto, fenomeni come pioggia, neve, grandine sono precipitazioni. Considera la domanda su come si formano pioggia, neve, grandine, rugiada e gelo.

Cosa sono le nuvole e le nuvole?

Prima di discutere di come si formano la pioggia e altri tipi di precipitazioni, osserviamo gli oggetti naturali come nuvole e nuvole dal punto di vista della fisica, poiché svolgono un ruolo importante nel processo di precipitazione.

Nuvole e nuvole sono un insieme di piccole goccioline o cristalli d'acqua sospesi nell'atmosfera. Il fatto che una data nuvola sia composta da cristalli o piccole goccioline d'acqua dipende dall' altezza sopra la superficie terrestre di questa nuvola e dalla temperatura. Le nuvole si formano a causa del fatto che masse calde e umide vicino alla superficie dell'acqua nei mari e negli oceani si alzano, si raffreddano e si condensano in piccole gocce. Queste gocce sono così piccole chevisibile ad occhio nudo. La loro combinazione forma nuvole e nuvole. Se queste gocce, per un motivo o per l' altro, iniziano ad aumentare di dimensioni, cadranno a terra.

Formazione di pioggia

Pioggia intensa
Pioggia intensa

Per capire come si forma la pioggia, dovresti prestare attenzione alle dimensioni delle goccioline d'acqua sospese nell'atmosfera che compongono la nuvola. Quando queste gocce iniziano a scontrarsi e a connettersi tra loro, a una certa dimensione critica, la gravità le costringerà a cadere a terra. Allo stesso tempo, acquisiscono una velocità da 4 a 8 m/s.

Una goccia di pioggia ha una dimensione di circa 1 mm (da 0,7 mm a 5 mm). Per raggiungere questa dimensione, le goccioline delle nuvole devono aumentare la loro massa milioni di volte. A questo proposito, lo spessore della nuvola deve essere maggiore di una certa dimensione. Alcune nuvole possono raggiungere uno spessore di 12 km, mentre possono portare alla formazione di forti e prolungati acquazzoni, e in alcuni casi anche grandinate.

Il grande spessore di nuvole e nuvole consente alle goccioline di salire nel loro spessore, mentre si collegano con altre goccioline. Come risultato di questo processo, si formano grandi gocce che cadono sotto forma di pioggia. Un altro meccanismo che spiega come si forma la pioggia è il seguente: salendo nello spessore della nuvola, una piccola gocciolina si raffredda e si cristallizza. Questi cristalli cadono a terra, quando cadono si riscaldano e si trasformano in acqua.

Fenomeno Vergine

Virga è pioggia che cade nell'atmosfera, ma non raggiunge la superficie della terra. Questo fenomeno naturale può essere spiegatose consideriamo la questione dal punto di vista della fisica. Come si forma questo tipo di pioggia? Il fatto è che tra una grande nuvola in grado di formare precipitazioni e la superficie terrestre, potrebbero esserci strati di masse d'aria che saranno molto calde e secche. In questo caso, le gocce d'acqua che cadono dallo spessore delle nuvole, quando entrano in queste masse d'aria calda e secca, semplicemente evaporeranno di nuovo e non raggiungeranno mai la superficie della terra.

Formazione della neve

geometria del fiocco di neve
geometria del fiocco di neve

Continuiamo ad analizzare la domanda su come si formano pioggia, rugiada e neve. Ora concentriamoci sul processo di formazione delle precipitazioni solide - neve.

La neve è una forma solida di acqua che cade sulla superficie della terra sotto forma di fiocchi di neve. I fiocchi di neve si formano quando piccole goccioline d'acqua nelle nuvole si raffreddano a temperature inferiori a 0°C e si cristallizzano. Affinché la neve si formi, le temperature non sono sufficientemente basse, deve esserci ancora un certo livello di umidità nell'atmosfera. Ci sono luoghi sulla terra che sono piuttosto freddi, ma a causa dell'aria secca non nevica quasi mai.

Formazione della grandine

grande grandine
grande grandine

Esplorando la questione di come si formano rugiada, gelo, pioggia e neve, è impossibile non menzionare la grandine. A differenza della neve, che è sufficiente a formare basse temperature, la grandine si forma quando la temperatura è inferiore a -15 °C. Poiché la temperatura nell'atmosfera diminuisce con l' altitudine, la grandine si forma in cima a dense nubi dove le temperature scendono fino a -50°C. Tali nuvolechiamato cumulonembo. Nella loro parte inferiore, l'acqua è sotto forma di piccole goccioline liquide e nella parte superiore - sotto forma di cristalli di ghiaccio. Questi cristalli crescono gradualmente a causa delle goccioline d'acqua che salgono dal fondo della nuvola a causa delle correnti d'aria ascendenti. Quando il cristallo raggiunge una dimensione critica, cade a terra. Nota che non tutti i cristalli di ghiaccio raggiungono il suolo, poiché si sciolgono mentre cadono.

Rugiada e gelo

Rugiada sulla ragnatela
Rugiada sulla ragnatela

Concludiamo la nostra considerazione sulla questione di come si formano pioggia, neve, rugiada e gelo, con una spiegazione fisica degli ultimi due fenomeni, cioè la formazione di rugiada e gelo.

Entrambi questi fenomeni sono associati alle fluttuazioni giornaliere della temperatura nell'atmosfera. Per capirli, dovresti sapere che la solubilità dell'acqua in forma gassosa nell'atmosfera dipende dalla temperatura. Maggiore è la temperatura dell'aria, più acqua sotto forma di vapore può essere disciolta in essa. Durante il giorno, il sole riscalda l'aria e porta all'evaporazione dell'acqua e ad un aumento dell'umidità nell'atmosfera. Di notte l'aria si raffredda, la solubilità del vapore acqueo al suo interno diminuisce, l'acqua in eccesso si condensa in piccole goccioline che cadono sotto forma di rugiada.

Il gelo si forma in modo simile, solo in questo caso o la temperatura dell'aria scende sotto lo zero, il che porta al congelamento delle goccioline d'acqua nell'atmosfera, oppure la superficie terrestre è abbastanza fredda e la rugiada caduta su di esso si cristallizza.

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