Idi na sadržaj

Kiša

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Kiša u ulici Kalkute, Indija

Kiša su kapljice vode koje su se kondenzirale iz atmosferske vodene pare, a zatim padaju pod gravitacijom, to je vid atmosferskih padavina, kao što su snijeg, grad i rose. Kiša nastaje kada kapi vode padaju na zemlju iz oblaka.

Kiša ima veliku ulogu u hidrološkom krugu u kome vlaga iz okeana isparava, kondenzuje se u oblacima, pada nazad na Zemlju i vraća se u okean putem rijeka i potoka da bi započela novi ciklus. Osigurava vodu za hidroelektrane, navodnjavanje usjeva i pogodne uslove za mnoge vrste ekosistema.

Oblik kišnih kapi se najčešće opisuje kao "oblik suze". okrugao na dnu i zakrivljen ka vrhu, ali ovaj opis je netačan (samo kapi vode kapane iz određenih izvora su "oblika suze" u momentu formiranja). Manje kapi kiše su sferičnog oblika. Veće kapi su spljoštene (oblika pljeskavice). Veoma velike kapi su oblika padobrana. U prosjeku, kap kiše je 1–2 mm u prečniku. Najveće zabilježene kapi kiše su uočene nad Brazilom i Maršalskim ostrvima 2004. - neke od njih velike 1 cm.

U nekim kulturama su razvijene sprave za borbu protiv kiše kao što je kišobran ili kabanica. U tropskim krajevima ljudi ne vole da izlaze iz kuća tokom kišnih padavina, jer je kiša najčešće povezana sa olujom.

Generalno, kiša je nešto ispod pH 6, zbog apsorpcije atmosferskog CO2, koji se u kapi pretvara u manje količine ugljične kiseline. U pustinjskim predjelima, prašina u vazduhu sadrži dovoljno kalcijum karbonata da parira prirodnoj kiselosti padavina, tako da kiša može biti neutralna ili čak i alkalna. Kiša ispod pH 5,6 se smatra kiselom kišom.

Glavni uzrok proizvodnje kiše je vlaga koja se kreće duž trodimenzionalnih zona temperature i kontrasta vlage poznatih kao vremenski frontovi. Ako je prisutno dovoljno vlage i kretanja prema gore, padavine padaju iz konvektivnih oblaka (onih sa snažnim vertikalnim kretanjem prema gore) kao što su kumulonimbusi (grmljavinski oblaci) koji se mogu organizirati u uske kišne trake. U planinskim područjima moguće su obilne padavine gdje je tok uz nagib maksimiziran unutar vjetrovitih strana terena na nadmorskoj visini, što prisiljava vlažan zrak da se kondenzira i pada u obliku kiše duž strana planina. Na zavjetrinoj strani planina može postojati pustinjska klima zbog suhog zraka uzrokovanog nizbrinskim strujanjem koje uzrokuje zagrijavanje i isušivanje zračne mase. Kretanje monsunskog korita, ili intertropske zone konvergencije, donosi kišne sezone u klime savane.

Efekat urbanog toplotnog ostrva dovodi do povećanja padavina, kako u količini tako i po intenzitetu, niz vetar od gradova. Globalno zagrijavanje također uzrokuje promjene u obrascu padavina na globalnom nivou, uključujući vlažnije uslove u istočnoj Sjevernoj Americi i sušnije uslove u tropima. Antarktik je najsuvlji kontinent. Globalno prosječna godišnja količina padavina na kopnu je 715 mm, ali je na cijeloj Zemlji mnogo veća na 990 mm.[1] Sistemi klasifikacije klime kao što je Kepenov sistem klasifikacije koriste prosječnu godišnju količinu padavina kako bi pomogli u razlikovanju različitih klimatskih režima. Padavine se mjere pomoću kišomjera. Količine padavina mogu se procijeniti meteorološkim radarom.

Formacija[uredi | uredi izvor]

Zrak zasićen vodom[uredi | uredi izvor]

Zrak sadrži vodenu paru, a količina vode u datoj masi suhog zraka, poznata kao odnos miješanja, mjeri se u gramima vode po kilogramu suhog zraka (g/kg).[2][3] Količina vlage u vazduhu se također obično navodi kao relativna vlažnost; što je postotak ukupne vodene pare koji zrak može zadržati na određenoj temperaturi zraka.[4] Koliko vodene pare može sadržavati određena količina zraka prije nego što postane zasićena (100% relativne vlažnosti) i formira se u oblak (grupa vidljivih i sićušnih čestica vode i leda suspendiranih iznad površine Zemlje)[5] ovisi o njegovoj temperaturi. Topliji zrak može sadržati više vodene pare nego hladniji prije nego što postane zasićen. Stoga je jedan od načina za zasićenje čestice zraka da se ohladi. Tačka rose je temperatura na koju se mora ohladiti da bi postala zasićena.[6]

Postoje četiri glavna mehanizma za hlađenje vazduha do tačke rose: adijabatsko hlađenje, provodljivo hlađenje, radijaciono hlađenje i hlađenje isparavanjem. Adijabatsko hlađenje nastaje kada se zrak diže i širi.[7] Zrak se može dizati zbog konvekcije, velikih atmosferskih kretanja ili fizičke barijere kao što je planina (orografski lift). Konduktivno hlađenje nastaje kada zrak dođe u kontakt sa hladnijom površinom,[8] obično se upuhuje s jedne površine na drugu, na primjer s površine tekuće vode na hladnije zemljište. Radijacijsko hlađenje nastaje zbog emisije infracrvenog zračenja, bilo zrakom ili površinom ispod.[9] Hlađenje isparavanjem nastaje kada se vlaga dodaje u zrak kroz isparavanje, što prisiljava temperaturu zraka da se ohladi na temperaturu mokrog termometra, ili dok ne dostigne zasićenje.[10]

Glavni načini na koji se vodena para dodaje u zrak su konvergencija vjetra u područja uzlaznog kretanja,[11] padavine ili virga koji padaju odozgo,[12] dnevno grijanje isparavanjem vode sa površine okeana, vodenih tijela ili vlažnog zemljišta,[13] transpiracija iz biljaka,[14] hladan ili suh zrak koji se kreće iznad toplije vode,[15] i dizanje vazduha iznad planina.[16] Vodena para normalno počinje da se kondenzuje na kondenzacionim jezgrama kao što su prašina, led i so da bi se formirali oblaci. Povišeni dijelovi vremenskih frontova (koji su po prirodi trodimenzionalni)[17] prisiljavaju široka područja kretanja prema gore unutar Zemljine atmosfere koja formiraju oblačne palube kao što su altostratus ili cirostratus.[18] Stratus je stabilna oblačna paluba koja ima tendenciju da nastane kada je hladna, stabilna vazdušna masa zarobljena ispod tople vazdušne mase. Također se može formirati zbog podizanja advekcijske magle tokom prozračnih uslova.[19]

Spajanje i fragmentacija[uredi | uredi izvor]

Spajanje nastaje kada se kapljice vode stapaju i stvaraju veće kapljice vode. Otpor zraka obično uzrokuje da kapljice vode u oblaku ostanu nepokretne. Kada dođe do turbulencije zraka, kapljice vode se sudaraju, stvarajući veće kapljice.

Kako se ove veće kapljice vode spuštaju, stapanje se nastavlja, tako da kapi postaju dovoljno teške da savladaju otpor zraka i padaju kao kiša. Spajanje se generalno najčešće dešava u oblacima iznad nule i takođe je poznato kao proces tople kiše.[20] U oblacima ispod nule, kada kristali leda dobiju dovoljno mase, počinju da padaju. Ovo općenito zahtijeva više mase nego koalescencije kada se javlja između kristala i susjednih kapljica vode. Ovaj proces zavisi od temperature, jer ohlađene kapljice vode postoje samo u oblaku koji je ispod nule. Osim toga, zbog velike temperaturne razlike između oblaka i nivoa tla, ovi kristali leda se mogu otopiti dok padaju i postati kiša.[21]

Kapi kiše imaju veličine u rasponu od 0,1 do 9 mm srednjeg prečnika, ali imaju tendenciju raspadanja pri većim veličinama. Manje kapljice nazivaju se kapljicama oblaka, a oblik im je sferičan. Kako se kap kiše povećava u veličini, njen oblik postaje spljošteniji, s najvećim poprečnim presjekom okrenutim prema nadolazećem protoku zraka. Velike kapi kiše postaju sve više spljoštene na dnu, poput lepinja za hamburger; veoma veliki su u obliku padobrana.[22][23] Suprotno popularnom vjerovanju, njihov oblik ne podsjeća na suzu.[24] Najveće kapi kiše na Zemlji zabilježene su iznad Brazila i Maršalskih ostrva 2004. godine - neke od njih bile su velike i do 10 mm. Njihova veličina se objašnjava kondenzacijom na velikim česticama dima ili sudarima između kapi u malim područjima s posebno visokim sadržajem vode u tekućem stanju.[25]

Kapi kiše povezane sa topljenjem grada obično su veće od drugih kišnih kapi.[26]

Intenzitet i trajanje padavina su obično obrnuto povezani, tj. oluje visokog intenziteta će vjerovatno biti kratkog trajanja, a oluje niskog intenziteta mogu trajati dugo.[27][28]

Distribucija veličine kapljica[uredi | uredi izvor]

Konačna raspodjela veličine kapljica je eksponencijalna distribucija. Broj kapljica sa prečnikom između i po jedinici zapremine prostora je . Ovo se obično naziva Marshall–Palmerov zakon prema istraživačima koji su ga prvi okarakterizirali.[23][29] Parametri su donekle zavisni od temperature,[30] a nagib se također povećava sa stopom padavina (d u centimetrima i R u milimetrima na sat).[23]

Odstupanja se mogu javiti za male kapljice i tokom različitih uslova padavina. Raspodjela teži da odgovara prosječnoj količini padavina, dok spektri trenutne veličine često odstupaju i modelirani su kao gama distribucije.[31] Distribucija ima gornju granicu zbog fragmentacije kapljica.[23]

Udari kišnih kapi[uredi | uredi izvor]

Kapi kiše udaraju svojom krajnjom brzinom, koja je veća za veće kapi zbog njihovog većeg omjera mase i otpora. Na nivou mora i bez vjetra, rosulja od 0,5 mm udara brzinom od 2 m/s ili 7,2 km/h, dok velike kapi od 5 mm udaraju na oko 9 m /s ili 32 km/h.[32]

Kiša koja pada na labavo zbijeni materijal kao što je tek pali pepeo može proizvesti rupice koje se mogu fosilizirati, nazvane otisci kišnih kapi.[33] Zavisnost od gustine vazduha maksimalnog prečnika kapi kiše zajedno sa otiscima fosilnih kapi kiše korišćena je za ograničavanje gustine vazduha pre 2,7 milijardi godina.[34]

Zvuk kišnih kapi koje udaraju u vodu uzrokovan je mjehurićima zraka koji osciliraju pod vodom.[35][36]

METAR kod za kišu je RA, dok je kodiranje za kišu SHRA.[37]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ "The Water Cycle". Planetguide.net. Arhivirano s originala, 26. 12. 2011. Pristupljeno 26. 12. 2011.
  2. ^ Steve Kempler (2009). "Parameter information page". NASA Goddard Space Flight Center. Arhivirano s originala, 26. 11. 2007. Pristupljeno 27. 12. 2008.
  3. ^ Mark Stoelinga (12. 9. 2005). Atmospheric Thermodynamics (PDF). University of Washington. str. 80. Arhivirano s originala (PDF), 2. 6. 2010. Pristupljeno 30. 1. 2010.
  4. ^ Glossary of Meteorology (juni 2000). "Relative Humidity". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, 7. 7. 2011. Pristupljeno 29. 1. 2010.
  5. ^ Glossary of Meteorology (juni 2000). "Cloud". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, 20. 12. 2008. Pristupljeno 29. 1. 2010.
  6. ^ Naval Meteorology and Oceanography Command (2007). "Atmospheric Moisture". United States Navy. Arhivirano s originala, 14. 1. 2009. Pristupljeno 27. 12. 2008.
  7. ^ Glossary of Meteorology (2009). "Adiabatic Process". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, 17. 10. 2007. Pristupljeno 27. 12. 2008.
  8. ^ TE Technology, Inc (2009). "Peltier Cold Plate". Arhivirano s originala, 1. 1. 2009. Pristupljeno 27. 12. 2008.
  9. ^ Glossary of Meteorology (2009). "Radiational cooling". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, 12. 5. 2011. Pristupljeno 27. 12. 2008.
  10. ^ Robert Fovell (2004). "Approaches to saturation" (PDF). University of California in Los Angeles. Arhivirano s originala (PDF), 25. 2. 2009. Pristupljeno 7. 2. 2009.
  11. ^ Robert Penrose Pearce (2002). Meteorology at the Millennium. Academic Press. str. 66. ISBN 978-0-12-548035-2. Pristupljeno 2. 1. 2009.
  12. ^ "Virga and Dry Thunderstorms". National Weather Service. Spokane, WA. 2009. Arhivirano s originala, 22. 5. 2009. Pristupljeno 2. 1. 2009.
  13. ^ Bart van den Hurk & Eleanor Blyth (2008). "Global maps of Local Land-Atmosphere coupling" (PDF). KNMI. Arhivirano s originala (PDF), 25. 2. 2009. Pristupljeno 2. 1. 2009.
  14. ^ Krishna Ramanujan & Brad Bohlander (2002). "Landcover changes may rival greenhouse gases as cause of climate change". National Aeronautics and Space Administration Goddard Space Flight Center. Arhivirano s originala, 3. 6. 2008. Pristupljeno 2. 1. 2009.
  15. ^ National Weather Service JetStream (2008). "Air Masses". Arhivirano s originala, 24. 12. 2008. Pristupljeno 2. 1. 2009.
  16. ^ Michael Pidwirny (2008). "CHAPTER 8: Introduction to the Hydrosphere (e). Cloud Formation Processes". Physical Geography. Arhivirano s originala, 20. 12. 2008. Pristupljeno 1. 1. 2009.
  17. ^ Glossary of Meteorology (juni 2000). "Front". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, 14. 5. 2011. Pristupljeno 29. 1. 2010.
  18. ^ David Roth. "Unified Surface Analysis Manual" (PDF). Hydrometeorological Prediction Center. Arhivirano (PDF) s originala, 29. 9. 2006. Pristupljeno 22. 10. 2006.
  19. ^ FMI (2007). "Fog And Stratus – Meteorological Physical Background". Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik. Arhivirano s originala, 6. 7. 2011. Pristupljeno 7. 2. 2009.
  20. ^ Glossary of Meteorology (juni 2000). "Warm Rain Process". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, 9. 12. 2012. Pristupljeno 15. 1. 2010.
  21. ^ Paul Sirvatka (2003). "Cloud Physics: Collision/Coalescence; The Bergeron Process". College of DuPage. Arhivirano s originala, 17. 7. 2012. Pristupljeno 1. 1. 2009.
  22. ^ Alistair B. Fraser (15. 1. 2003). "Bad Meteorology: Raindrops are shaped like teardrops". Pennsylvania State University. Arhivirano s originala, 7. 8. 2012. Pristupljeno 7. 4. 2008.
  23. ^ a b c d Emmanuel Villermaux, Benjamin Bossa; Bossa (septembar 2009). "Single-drop fragmentation distribution of raindrops" (PDF). Nature Physics. 5 (9): 697–702. Bibcode:2009NatPh...5..697V. doi:10.1038/NPHYS1340. Arhivirano (PDF) s originala, 5. 3. 2012.
  24. ^ United States Geological Survey (2009). "Are raindrops tear shaped?". United States Department of the Interior. Arhivirano s originala, 18. 6. 2012. Pristupljeno 27. 12. 2008.
  25. ^ Paul Rincon (16. 7. 2004). "Monster raindrops delight experts". British Broadcasting Company. Arhivirano s originala, 28. 1. 2010. Pristupljeno 30. 11. 2009.
  26. ^ Norman W. Junker (2008). "An ingredients based methodology for forecasting precipitation associated with MCS's". Hydrometeorological Prediction Center. Arhivirano s originala, 26. 4. 2013. Pristupljeno 7. 2. 2009.
  27. ^ J. S. Oguntoyinbo & F. O. Akintola (1983). "Rainstorm characteristics affecting water availability for agriculture" (PDF). IAHS Publication Number 140. Arhivirano s originala (PDF), 5. 2. 2009. Pristupljeno 27. 12. 2008.
  28. ^ Robert A. Houze Jr (oktobar 1997). "Stratiform Precipitation in Regions of Convection: A Meteorological Paradox?" (PDF). Bulletin of the American Meteorological Society. 78 (10): 2179–2196. Bibcode:1997BAMS...78.2179H. doi:10.1175/1520-0477(1997)078<2179:SPIROC>2.0.CO;2. ISSN 1520-0477.
  29. ^ Marshall, J. S.; Palmer, W. M. (1948). "The distribution of raindrops with size". Journal of Meteorology. 5 (4): 165–166. Bibcode:1948JAtS....5..165M. doi:10.1175/1520-0469(1948)005<0165:tdorws>2.0.co;2.
  30. ^ Houze Robert A.; Hobbs Peter V.; Herzegh Paul H.; Parsons David B. (1979). "Size Distributions of Precipitation Particles in Frontal Clouds". J. Atmos. Sci. 36 (1): 156–162. Bibcode:1979JAtS...36..156H. doi:10.1175/1520-0469(1979)036<0156:SDOPPI>2.0.CO;2.
  31. ^ Niu, Shengjie; Jia, Xingcan; Sang, Jianren; Liu, Xiaoli; Lu, Chunsong; Liu, Yangang (2010). "Distributions of Raindrop Sizes and Fall Velocities in a Semiarid Plateau Climate: Convective versus Stratiform Rains". J. Appl. Meteorol. Climatol. 49 (4): 632–645. Bibcode:2010JApMC..49..632N. doi:10.1175/2009JAMC2208.1.
  32. ^ "Falling raindrops hit 5 to 20 mph speeds". USA Today. 19. 12. 2001. Pristupljeno 22. 12. 2013.
  33. ^ van der Westhuizen W.A.; Grobler N.J.; Loock J.C.; Tordiffe E.A.W. (1989). "Raindrop imprints in the Late Archaean-Early Proterozoic Ventersdorp Supergroup, South Africa". Sedimentary Geology. 61 (3–4): 303–309. Bibcode:1989SedG...61..303V. doi:10.1016/0037-0738(89)90064-X.
  34. ^ Som, Sanjoy M.; Catling, David C.; Harnmeijer, Jelte P.; Polivka, Peter M.; Buick, Roger (2012). "Air density 2.7 billion years ago limited to less than twice modern levels by fossil raindrop imprints". Nature. 484 (7394): 359–362. Bibcode:2012Natur.484..359S. doi:10.1038/nature10890. PMID 22456703. S2CID 4410348.
  35. ^ Andrea Prosperetti & Hasan N. Oguz (1993). "The impact of drops on liquid surfaces and the underwater noise of rain". Annual Review of Fluid Mechanics. 25: 577–602. Bibcode:1993AnRFM..25..577P. doi:10.1146/annurev.fl.25.010193.003045.
  36. ^ Ryan C. Rankin (juni 2005). "Bubble Resonance". The Physics of Bubbles, Antibubbles, and all That. Arhivirano s originala, 7. 3. 2012. Pristupljeno 9. 12. 2006.
  37. ^ Alaska Air Flight Service Station (10. 4. 2007). "SA-METAR". Federal Aviation Administration. Arhivirano s originala, 3. 6. 2009. Pristupljeno 29. 8. 2009.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]

  • Kiša na Wikimedia Commonsu