Opady w Polsce | Opady na świecie

Opady

Chmury mają różną budowę. Mogą składać się z różnych produktów kondensacji pary wodnej. Występują na różnych wysokościach i różny jest mechanizm ich tworzenia się. Biorąc pod uwagę kryterium fizycznej budowy chmur, wyróżniamy chmury wodne, lodowe i mieszane. Wielkość kropel wody w chmurach jest różna. Ich rozmiary są uzależnione od warunków, w których dana chmura się tworzy, i w jakim stadium rozwoju się znajduje. W początkowym stadium rozwoju chmury średnice kropel wody z reguły przekraczają 0,05 mm, a w końcowym mogą dochodzić nawet do 5 mm.
Chmury lodowe są złożone wyłącznie z kryształków lodu. W porównaniu z chmurami wodnymi, których zasobność w wodę jest stosunkowo duża (może dochodzić do 5 g wody w 1 m³), chmury zbudowane z kryształków lodu są w wodę znacznie uboższe, bowiem 1 m³ zawiera średnio od 0,001 - 0,01 g wody.
Chmury mieszane, jak sama nazwa na to wskazuje, zawierają zarówno kropelki wody, jak i kryształki lodu. Ich niejednorodna budowa fizyczna sprzyja powstawaniu opadów atmosferycznych. Sześciokątna struktura cząsteczki wody rzutuje na kształt kryształków lodu, które również mają sześciokątną budowę. Niektóre kryształy mają wygląd sześciokątnych słupków, a inne przybierają postać sześciokątnych blaszek.
Cząsteczki wody i kryształki lodu tworzące chmury są zbyt małe, aby mogły pokonać opór cząstek powietrza, siłę tarcia oraz przyciągania międzycząsteczkowego. Dlatego też utrzymują się w powietrzu. Jeżeliby nawet kropelki wody opuściłyby chmurę, to nigdy by nie dotarły do Ziemi - wyparowałyby po drodze (np.: kropelka o średnicy 0,2 mm wyparowuje po przebyciu 3 m). Aby powstał opad krople wody lub kryształki lodu muszą mieć odpowiednie duże rozmiary. Istnieje kilka teorii dotyczących zasad powstawania w chmurze odpowiednio dużych cząstek wody lub lodu.

Teoria Bergerona-Findeisena mówi, że opad następuje jedynie wytedy, gdy pojawiają się w powietrzu igiełki lodu (chmury mieszane),które przyśpieszają kondensację i doprowadzają do wytworzenia się dostatecznie dużych kropel deszczu. Zachodzi wówczas dyfuzja pary znad kropelek wody ku kryształkom lodu, które powiększają swą objętość i przekształcają się w śnieżynki. Kiedy wielkość śnieżynek jest tak duża, że prądy wstępujące nie mogą przezwyciężyć ich ciężaru, śnieżynki opuszczają chmurę i w zależności od temperatury powietrza dosięgają Ziemi jako opad stały lub ciekły.

Teoria Köhlera opiera się na zjawisku zlewania się (koagulacji) kropel wody w wyniku ich zderzania w powietrzu nasyconym parą wodną. Aby zderzenia kropel mogły wytworzyć odpowiednio duże krople, chmury muszą być dostatecznie grube, a panujące w nim prądy wstępujące dostatecznie silne. Zjawisko to występuje w chmurach wodnych.

Rodzaje opadów:

• Deszcz - jest opad atmosferyczny skaładający się z pojedynczych kropel wody o średnicy wahającej się od 0,5 mm do 5 mm. Krople o wymiarach większych niż 5 mm nie są trwałe i najczęściej podczas spadania rozpadają się na mniejsze krople. Początkowo krople wody spadają ruchem przyśpieszonym, lecz opór powietrza równoważy w pewnym momencie siłę ciężkości i krople wody zaczynają poruszać się ruchem jednostajnym. Prędkość spadania jest proporcjonalna do wielkości kropel deszczu np.: kropla o średnicy 1 mm spada z prędkością 4 m/s, a kropla o średnicy 4 mm z prędkością 8 m/s. Temperatura spadającej wody jest zwykle o 1^oC do 3^oC niższa od temperatury otaczajacego go powietrza.
  Jedną z odmian deszczu jest deszcz lodowy padajacy w czasami w przejściowych porach roku (przedwiośnie i przedzimie). Opad ten składa się z zamarzniętych kropelek o średnicy 1-4 mm, przy spadaniu odskakujących sprężyście od podłoża. Obserwujemy także deszcz przechłodzony, który przy zetknięciu z chłodnym podłożem tworzy gołoledź.
• Mżawka - opad składający się z drobniutkich kropelekwody nie przekraczających 0,5 mm średnicy. Pada ona zazwyczaj podczas mglistej pogody z chmur warstwowych (stratus).
• Śnieg - opad złożony z rozgałęzionych sześciokątnych kryształków lodu, z gwiazdek o pięknym rysunku (zobacz przykłady). W pewnych przypadkach (przy bardzo niskich temperaturach) śnieg pada w postaci pojedyńczych kryształków. Najczęściej jednak obserwujemy śnieg w postaci luźnych, dużych skupień kryształków tzw. płatków.
• Śnieg oszroniony - białe, nieprzezroczyste ziarenka śniegu o średnicy około 1 mm; pada czasem przy temperaturze około 0^oC, często ze śniegim zwykłym.
• Krupa - opad składający się z białych, nieprzezroczystych ziarn o średnicy 2-5 mm. Ziarna mają kształt kulisty lub stożkowaty, są łamliwe i można je latwo rozgniatać. Często krupy są przykryte warstwą szklistego, przezroczystego lodu - nazywamy ją wtedy krupą ciężką lub twardą.
• Grad - opad w postaci dużych brył lodowych o najrozmaitszym kształcie, najczęściej kulistym. Gradzina ma budowę warstwową. Środek stanowi białe, mętne jądro, które jest otoczone na przemian warstwami szklistego, przezroczystego lodu i warstwami śnieżnymi. Powstanie gradziny o dużych rozmiarach wymaga silnych prądów powietrznych w chmurze typu Cumulonimbus. Aby powstała gradzina o średnicy 30 mm, potrzebuje one prawdopodobnie prądów powietrza o prędkości 100 km/godz. Prądy turbulencyjne w chmurze zamieniają zamarzniętą krople wody w jądro gradziny. Para wodna w zasobnej w wilgoć chmurze kondensuje i zamarza na powierzchni jądra.Tak powstała gradzina jest miotana do góry i na dół prądami powietrznymi, a na jej powierzchni przyrastają kolejne warstewki lodu. Przezroczysta gradzina utworzy się w tedy, gdy do lodu dostanie się pęcherzyk powietrza. Przezroczyste warstewki mogą formować się też w cieplejszej, położonej niżej, części chmury. Czasami można doliczyć się w gradzinie 25 warstewek i ostatniej - jasnej warstwy lodu, która najczęściej tworzy się już w czasie spadku gradziny z chmury. Największych rozmiarów grad spadł w Coffeyville w stanie Kansas w Stanach Zjednoczonych 3 września 1970 roku. Gradziny miały 190 mm średnicy, a najcięższa ważyła 766 gramów.

Rodzaje osadów:

• Rosa - powstaje w ciepłe, pogodne noce pod wpływem wypromieniowania ciepła przez podłoże. Para wodna osadza się wtedy w postaci oddzielnych kropelek przede wszystkim na tych przedmiotach, które mają największa zdolność promieniowania i są złymi przewodnikami ciepła. Podczas tworzenia się rosy wyzwala się duża ilość ciepła, które hamuje oziębianie się powietrza w warstwie przygruntowej.
• Szron - powstaje w podobnych warunkach jak rosa, ale w temperaturach ujemnych. Nie pokrywa przedmiotów jednolitą powłoką, lecz wykształca się w postaci pojedyńczych piórek lodowych, a dokładniej w postaci mikroskopijnych kulek lodowych układających się jedna na drugiej lub stapiających się ze sobą.

• Szadź - osad powstający w wskutek zamarzania przechłodzonych cząstek mgły przy zetknięciu się z przedmiotami twardymi. Szadź osadza się na przedmiotach zwróconych w kierunku wiatru w postaci białego nalotu śnieżnego

• Gołoledź - naziemna, szklista pokrywa lodowa tworząca się przy temperaturze bliskiej 0^oC wskutek zamarzania spadających przechłodzonych kropel deszczu, mżawki lub opadania mgły roszącej. Gołoledź może powstać również z opadu nie przechłodzonego, jeżeli zetknie się on z podłożem silnie wychłodzonym wskutek panujących poprzednio bardzo niskich temperatur.

Rozmieszczenie opadów:

Na wielkość opadów mają wpływ nastepujące czynniki:

• ciśnienie atmosferyczne i związane z nim krążenie powietrza - wieksze opady są związane z układami niskiego ciśnienia

• odległość od zbiorników wodnych - opady maleją w miarę oddalania się od morza

• wysokość nad poziomem morza - im wyżej tym większe opady - zależność ta występuje jednak tylko do pewnej wysokości; potem opady zaczynają się zmniejszać. Zjawisko to nazywamy inwersją opadową

• ukształtowanie powierzchni - stoki dowietrzne otrzymują z reguły większe opady niż zawietrzne, małe opady występują w kotlinach śródgórskich (cień opadowy)

• prądy morskie - wybrzeża wzdłuż których płyną ciepłe prądy morskie cechują się dużymi opadami, a te wzdłuż których płyną zimne prądy morskie są bardzo suche. Wynika to z występowania w tych miejscach inwersji termicznej (im wyżej tym jest cieplej), a tym samym braku warunków do wznoszenia i adiabatycznego ochładzania się powietrza. Cechą charakterystyczną tych wybrzeży są bardzo częste mgły. Występują tam pustynie nadbrzeżne (zwane mglistymi) np.: Atacama w Ameryce Pd. czy Namib w Afryce

Zobacz rozmieszczenie opadów na świecie i w Polsce