Pluie ou neige dessus. Neige, grésil, pluie ou pluie verglaçante ? Quand le gel tombe

La nature des précipitations et leur type sont étroitement liés à la forme et à la structure des nuages. Selon la nature des précipitations, les précipitations atmosphériques sont divisées en fortes, continues et bruines.

Très intense mais de courte durée. La soudaineté du début et de la fin des retombées est très caractéristique d'eux. Observé sur une petite zone. Tombe des cumulonimbus sous forme de grosses gouttelettes ou gros flocons neiger. De fortes précipitations peuvent également tomber sous forme de grésil, de grêle, de neige ou de granules de glace.

Les fortes précipitations sont modérées et durent de plusieurs heures à plusieurs jours. Ils tombent généralement des nuages ​​nimbostratus, parfois des altostratus, stratocumulus, stratus et autres nuages ​​avant le passage d'un front chaud ou d'un front d'occlusion de type chaud ; ils capturent de vastes zones jusqu'à 400 km de large et plus le long du front.

Précipitations bruineuses- il s'agit soit de précipitations sous forme de très petites gouttelettes, quasiment invisibles à l'œil (bruine), soit de très petits flocons de neige ; Ils tombent généralement des stratus denses obliques ou du brouillard.

Pluie et neige

Si, par temps nuageux avec précipitations, il pleut ou neige parfois et est assez abondante, c'est un signe d'amélioration de la météo.

L'affaiblissement de la pluie ou de la neige le soir laisse présager une amélioration de la météo.

Forte pluie ou neige pendant la nuit ou tôt le matin vent léger ou le calme laisse présager le plus souvent une journée ensoleillée (le dégagement se produit généralement vers midi).

Forte pluie ou neige le matin avec forte ou vent d'orage- un signe de mauvais temps pour toute la journée.

Si la pluie ou la neige s'arrête après midi ou le soir sans éclaircir le ciel, alors le lendemain vous devriez vous attendre à plus de pluie ou de neige.

La pluie chaude tombe le plus souvent lorsque la pression atmosphérique diminue et la pluie froide lorsqu'elle augmente.

Les chutes de neige les plus importantes et les forts blizzards se produisent généralement à des températures proches de 0°. Comment des gelées plus fortes les chutes de neige et les blizzards moins probables.

Si la pluie est avant le vent, il faut attendre que le vent se renforce davantage.

Une averse avec du soleil signifie qu'il pleuvra encore demain.

Le plus souvent, la grêle tombe pendant une courte période et pendant zone limitée, généralement sous la forme d'une bande étroite ou de deux bandes parallèles. La grêle n'est observée qu'à des températures positives à partir de cumulonimbus.

Une chute de grêle est presque toujours associée au passage d'un front froid ou front d'occlusion de type froid et s'accompagne d'orages, d'averses et de grains, qui passent principalement dans les hémisphères nord et sud depuis le côté ouest de l'horizon.

rosée et givre

Par une nuit claire, avec un vent faible ou calme, en raison de la perte de chaleur par rayonnement, la surface de la terre et la couche d'air qui lui est adjacente sont fortement refroidies. Lorsque la température de la surface sous-jacente et la température de la couche d'air superficielle tombent en dessous du point de rosée, une condensation de vapeur d'eau se produit si le point de rosée est supérieur à 0°, ou une sublimation si le point de rosée est inférieur à 0°. Dans le premier cas sur la surface de la terre et des objets, y compris sur le pont supérieur des navires, des gouttelettes d'eau se forment - de la rosée, dans le second - des cristaux de glace - du givre.

L'apparition de rosée et de givre est favorisée par un temps calme et sans nuage, une longue nuit, un grand absolu et humidité relative air.

Une rosée abondante ou du givre, formé après le coucher du soleil et ne disparaissant qu'après le lever du soleil, est un signe de temps anticyclonique. Dans le même temps, si après le lever du soleil un vent calme ou léger est observé, on peut s'attendre à ce que le temps anticyclonique dure 12 heures ou plus, mais si un vent modéré est observé, ce temps s'arrêtera pendant 6 heures ou plus.

La rosée ou le givre, formé après le coucher du soleil et disparaissant avant le lever du soleil, est un signe de transition vers un temps cyclonique, souvent dans les 12 heures suivantes.

Une forte rosée du soir (ou givre) est un signe de beau temps, mais si elle se forme pendant le brouillard, cela indique un changement de temps à venir en cyclonique.

Une nuit calme et claire sans rosée ni givre est un signe de transition dans les 6 à 12 prochaines heures vers un temps cyclonique avec précipitations.

Plaque liquide et solide

La formation de dépôts liquides ou solides sur des objets verticaux, le plus souvent observés pendant la saison froide, est un signe de la propagation d'une masse d'air chaud et stable dans la région ; temps nuageux prolongé avec des stratus bas, du brouillard, des précipitations bruineuses et de la lumière on peut s'attendre à des vents.

La formation de plaque liquide dans temps chaud année, ce qui arrive rarement, est le signe de fortes pluies, parfois d'orages.

brumes

Le brouillard est la condensation de la vapeur d'eau dans la couche superficielle de l'air, dans laquelle la visibilité horizontale des objets devient inférieure à 0,6 kbt. Le brouillard raréfié, dans lequel la visibilité horizontale est de 06 kbt à 6 miles, est appelé brume.
Selon les conditions de formation, les brouillards sont divisés en trois types : radiatif, formé à la suite du refroidissement nocturne de la surface terrestre, convectif, résultant de l'avancée d'une masse d'air chaud sur une surface sous-jacente froide ; des brouillards d'évaporation se forment pendant la saison froide sur une surface d'eau chaude.

Les brouillards de rayonnement se produisent dans bande côtière la mer et sur le rivage dans les lieux bas et humides, s'étendant en un voile blanc ; après le lever du soleil, ces brouillards se dissipent.

Les brouillards d'advection et d'évaporation se distinguent des brouillards de rayonnement par leur longue durée d'existence et l'énorme étendue de leur distribution.Au-dessus des océans et des mers, ils sont observés aussi bien dans les zones côtières qu'ouvertes.

Pour prédire le temps à venir, les brouillards de rayonnement sont de la plus grande importance.

1. Le brouillard de rayonnement au sol (brouillard bas - jusqu'à 2 m), qui se forme après le coucher du soleil et ne se dissipe qu'après le lever du soleil, est un signe que le temps anticyclonique avec des vents calmes et légers durera 12 heures ou plus.
2. Le brouillard de rayonnement au sol, formé après le coucher du soleil et dissipé avant le lever du soleil, est un signe de transition vers un temps cyclonique dans les 6 à 12 prochaines heures.
3. Un brouillard de rayonnement continu (un brouillard dans lequel le ciel n'est pas visible), qui se forme après le coucher du soleil avec un vent calme ou léger et se dissipe le matin ou avant midi, est un signe que le temps anticyclonal durera 12 heures ou plus.
4. Un brouillard continu qui se forme à tout moment de la journée avec un vent modéré sur la mer, apparaissant souvent comme un mur se déplaçant sous le vent, est un signe qu'un tel temps durera 6 heures ou plus.
5. Souvent pendant la nuit, les vallées sont remplies d'une épaisse couche de brouillard dense, qui se lève le matin, se transforme en faible nuages ​​de stratus et se dissipe progressivement.Parfois, des précipitations bruineuses tombent des nuages ​​le matin. Un tel brouillard est un signe de la persistance d'un temps anticyclonique calme pendant une journée ou plus.

PLUIE
eau formée lors de la condensation de la vapeur d'eau, tombant des nuages ​​et atteignant la surface de la terre sous forme de gouttelettes liquides. Le diamètre des gouttes de pluie varie de 0,5 à 6 mm. Les gouttelettes inférieures à 0,5 mm sont appelées bruine. Les gouttes de plus de 6 mm sont fortement déformées et brisées lorsqu'elles tombent au sol. Selon la quantité de précipitations tombant sur une certaine période de temps, les pluies faibles, modérées et fortes (averses de pluie) se distinguent par leur intensité. L'intensité des pluies légères varie de négligeable à 2,5 mm/h, des pluies modérées - de 2,8 à 8 mm/h et des fortes pluies - plus de 8 mm/h, soit plus de 0,8 mm en 6 minutes. Les pluies continues de longue durée avec une couverture nuageuse continue sur une grande surface sont généralement faibles et consistent en de petites gouttes. Les pluies qui tombent sporadiquement sur de petites zones ont tendance à être plus intenses et consistent en de plus grosses gouttes. Pour un orage violent d'une durée de seulement 20 à 30 minutes, jusqu'à 25 mm de précipitations peuvent tomber.
Le cycle de l'eau (cycle de l'humidité). L'eau s'évapore de la surface des océans, des rivières, des lacs, des marécages, du sol et des plantes (à cause de la transpiration). Il s'accumule dans l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau invisible. Le taux d'évaporation et de transpiration est principalement déterminé par la température, l'humidité de l'air et la force du vent et varie donc considérablement d'un endroit à l'autre et en fonction des conditions météorologiques. La plupart de la vapeur d'eau atmosphérique provient des mers et des océans tropicaux et subtropicaux chauds. Le taux d'évaporation moyen sur l'ensemble du globe est d'env. 2,5 mm par jour. En général, il est équilibré par la valeur de la quantité globale moyenne de précipitations (environ 914 mm/an). La quantité totale de vapeur d'eau dans l'atmosphère équivaut à environ 25 mm de précipitations, elle se renouvelle donc en moyenne tous les 10 jours. La vapeur d'eau est transportée vers le haut et propagée dans l'atmosphère par des courants d'air de différentes tailles - des courants de convection locaux aux systèmes éoliens mondiaux (transport vers l'ouest ou alizés). Lorsque l'air chaud et humide monte, il se dilate en raison de la baisse de pression dans la haute atmosphère et se refroidit. En conséquence, l'humidité relative de l'air augmente jusqu'à ce que l'air atteigne un état de saturation en vapeur d'eau. Son ascension et son refroidissement ultérieurs conduisent à la condensation de l'excès d'humidité sur les plus petites particules en suspension dans l'air et à la formation de nuages ​​constitués de gouttelettes d'eau. A l'intérieur des nuages, ces gouttelettes ne sont qu'env. 0,1 mm tombe très lentement, mais ils ne sont pas tous de la même taille. Les gouttes plus grosses tombent plus vite, dépassant les plus petites rencontrées sur leur chemin, entrent en collision et fusionnent avec elles. Ainsi, des gouttelettes plus grosses se développent en raison de l'ajout de gouttelettes plus petites. Si une goutte dans un nuage parcourt une distance d'env. 1 km, il peut devenir assez lourd et en tomber sous forme de goutte de pluie. La pluie peut également se former d'autres manières. Les gouttelettes dans la partie supérieure et froide d'un nuage peuvent rester liquides même à des températures bien inférieures à 0°C, le point de congélation habituel de l'eau. De telles gouttes d'eau, dites surfondues, ne peuvent geler que si des particules spéciales, appelées noyaux de formation de glace, y sont introduites. Les gouttes gelées se transforment en cristaux de glace, et plusieurs cristaux de glace peuvent se combiner pour former un flocon de neige. Les flocons de neige traversent le nuage et dans température froide atteindre le sol sous forme de neige. Cependant, par temps chaud, ils fondent et atteignent la surface sous forme de gouttes de pluie.

La quantité de précipitations qui atteint la surface terrestre à un endroit donné sous forme de pluie, de grêle ou de neige est estimée par l'épaisseur de la couche d'eau (en millimètres). Il est mesuré par des instruments spéciaux - des pluviomètres, qui sont généralement situés à une distance de plusieurs kilomètres les uns des autres et enregistrent la quantité de précipitations pendant une certaine période de temps, généralement des heures 24. Un pluviomètre simple consiste en un cylindre monté verticalement avec un entonnoir rond. L'eau de pluie pénètre dans l'entonnoir et s'écoule dans l'éprouvette graduée. La surface de l'éprouvette graduée est 10 fois plus petite que la surface de l'entrée de l'entonnoir, de sorte qu'une couche d'eau de 25 mm d'épaisseur dans l'éprouvette graduée correspond à 2,5 mm de précipitations. Des instruments de mesure plus sophistiqués enregistrent en continu la quantité de précipitations sur une bande montée sur un tambour d'horlogerie. L'un de ces instruments est équipé d'une petite cuve qui se renverse automatiquement et se vide d'eau, et ferme également un contact électrique lorsque la quantité d'eau dans la jauge correspond à une couche de précipitation de 0,25 mm. Une estimation suffisamment fiable de l'intensité de la pluie sur une grande surface est donnée par l'utilisation de la méthode radar. La pluviométrie annuelle moyenne sur toute la surface de la Terre est d'env. 910 millimètres. Dans les régions tropicales, la pluviométrie annuelle moyenne est d'au moins 2500 mm, en latitudes tempérées- D'ACCORD. 900 mm, et dans les régions polaires - env. 300 millimètres. Les principales raisons des différences dans la distribution des précipitations sont position géographique région donnée, son altitude au-dessus du niveau de la mer, sa distance à l'océan et la direction des vents dominants. Sur les pentes des montagnes face aux vents océaniques, la quantité de précipitations est généralement élevée et dans les zones protégées de la mer hautes montagnes, il y a très peu de précipitations. Les précipitations annuelles maximales (26 461 mm) ont été enregistrées dans la ville de Cherrapunji (Inde) en 1860-1861, et les précipitations quotidiennes les plus importantes (1618,15 mm) ont été enregistrées à Baguio aux Philippines les 14 et 15 juillet 1911. La quantité minimale de des précipitations ont été enregistrées à Arique (Chili), où la valeur annuelle moyenne pour une période de 43 ans n'était que de 0,5 mm, et à Iquique (Chili) pendant 14 ans, pas une seule pluie n'est tombée.
Pluie artificielle. Comme on pense que certains nuages ​​reçoivent peu ou pas de précipitations en raison d'un manque de noyaux de condensation capables d'initier la croissance de cristaux de neige ou de gouttes de pluie, des tentatives sont faites pour créer des "pluies artificielles". Le déficit en noyaux de condensation peut être compensé par la dispersion de substances telles que la neige carbonique (dioxyde de carbone gelé) ou l'iodure d'argent. Pour cela, des granulés de neige carbonique d'un diamètre d'env. 5 mm sont projetés de l'avion sur la surface supérieure du nuage surfondu. Chaque granule, avant de s'évaporer, refroidit l'air qui l'entoure et génère environ un million de cristaux de glace. Il suffit de quelques kilogrammes de neige carbonique pour "ensemencer" un gros nuage de pluie. Des centaines d'expériences menées dans de nombreux pays ont montré que l'ensemencement nuages ​​cumulus la neige carbonique à un certain stade de son développement peut stimuler la pluie (de plus, il ne pleut pas des nuages ​​voisins qui n'ont pas subi un tel traitement). Cependant, la quantité de précipitations "artificielles" est généralement faible. Pour augmenter la quantité de précipitations sur une grande surface, de la vapeur d'iodure d'argent est pulvérisée depuis un avion ou depuis le sol. Depuis le sol, ces particules sont transportées par les courants d'air. Dans les nuages, ils peuvent se combiner avec des gouttelettes d'eau surfondues et les faire geler et se transformer en cristaux de neige. Jusqu'à présent, il n'existe aucune preuve vraiment convaincante qu'il est possible d'obtenir une augmentation (ou une diminution) significative des précipitations pour grandes surfaces. Il se peut que dans certains cas, il ait été possible d'obtenir de petits changements (de 5 à 10%), mais ils ne peuvent généralement pas être distingués des fluctuations interannuelles naturelles.
LITTÉRATURE
Drozdov O.A., Grigorieva A.S. circulation de l'humidité dans l'atmosphère. L., 1963 Khromov S.P., Petrosyants M.A. Météorologie et climatologie. M., 1994

Encyclopédie Collier. - Société ouverte. 2000 .

Antonymes:

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pluie pluie, je... dictionnaire d'orthographe russe

pluie- pluie/ … Dictionnaire d'orthographe morphémique

PLUIE, pluie, dozhzh, dozhzhik, mari dozhik. l'eau en gouttes ou en jets des nuages. (Ancien dezhg ; dezhgem, pluie ; dezhgevy, pluie ; degiti, pluie). Sitnicek, la plus belle des pluies ; averse, torrentielle, plus lourde; oblique, à armature, oblique ... ... Dictionnaire Dalia

- (pluie, pluie), averse, averse ; neige fondu; (simple.) titnik, détritus, oblique. Pluie de champignons, grosse, fine, étendue, torrentielle, tropicale, fréquente. Il pleut, bruine, goutte, verse (il verse, verse comme un seau), ne s'arrête pas... Dictionnaire des synonymes

Exister., m., utiliser. souvent Morphologie : (non) quoi ? pluie quoi ? pluie, (voir) quoi? pluie quoi ? pluie, quoi ? à propos de la pluie; PL. quelle? pluie, (non) quoi? pleuvoir pour quoi ? pluie, (voir) quoi? pluie quoi ? pluie, quoi ? à propos de la pluie 1. La pluie est une précipitation ... Dictionnaire de Dmitriev

JE; M. 1. Précipitations atmosphériques tombant des nuages ​​sous forme de gouttes d'eau. Village d'été chaud Village fort Village du détroit (très fort). Village champignon (pluie avec soleil, après quoi, après présages folkloriques, les champignons poussent abondamment). D. arrive. D. bruine, verse. ... ... Dictionnaire encyclopédique

- (1) : Un autre jour, des aubes sanglantes très matinales diront le monde ; des nuages ​​noirs viennent de la mer, ils veulent couvrir le soleil, et des millions bleus tremblent en eux. Soyez un grand tonnerre, faites pleuvoir des flèches du Grand Don. Celui-là avec une copie de prilamati, celui-là avec un sabre ... ... Dictionnaire-livre de référence "Le conte de la campagne d'Igor"

PLUIE, pluie (pluie, pluie), mari. 1. Sorte de précipitation sous forme de gouttes d'eau. Pluie battante. 2. trans. Le flot de petites particules éparpillées en une multitude (livre). Pluie d'étincelles. Pluie d'étoiles. || trans. Beaucoup, abondance continue (livre). ... ... Dictionnaire explicatif d'Ouchakov

Les nuages ​​sont constitués de très petites gouttelettes d'eau ou de cristaux de glace flottant dans l'air. Ces gouttelettes et cristaux sont si petits que sous l'influence de la gravité, ils ne coulent que lentement.

Ils peuvent être comparés aux plus petites particules de poussière flottant dans l'air, que nous voyons en pleine lumière. rayon de soleil, pénétrant la fenêtre d'une pièce faiblement éclairée.

Lorsque les nuages ​​tombent et que les cristaux grossissent et deviennent plus lourds, ils commencent à tomber plus rapidement et la pluie ou la neige tombe du nuage.

A des températures supérieures à 0°, le nuage, bien sûr, n'est constitué que de gouttes d'eau : la glace fond à cette température. Dans l'air très froid, le nuage n'est généralement constitué que de cristaux de glace sans gouttelettes d'eau.

Cependant, en cas de gel léger, le nuage peut être constitué d'un mélange de gouttelettes d'eau et de cristaux de glace : c'est de tels nuages ​​que tombent généralement les précipitations.

Dans tout nuage, la vapeur d'eau est dans un état saturé, c'est-à-dire l'espace à l'intérieur du nuage contient le plus grand nombre vapeur d'eau, ce qui est possible à une température donnée.

Si ce n'était pas le cas, alors les gouttes qui composent le nuage s'évaporeraient immédiatement et le nuage fondrait.

Que se passe-t-il dans un nuage composé uniquement de gouttelettes d'eau si des cristaux de glace y pénètrent pour une raison quelconque ? En raison de la propriété de la glace d'attirer l'humidité, les cristaux de glace commencent à se développer, la quantité de vapeur d'eau dans le nuage diminue, l'air cesse d'être saturé et les gouttelettes d'eau commencent à s'évaporer. Ainsi, les cristaux grossissent progressivement en réduisant les gouttelettes et transformer en flocons de neige. Les flocons de neige cultivés tombent du nuage, la neige commence à tomber.

Il semblerait qu'un tel processus ne puisse provoquer que des chutes de neige et n'explique en rien les précipitations. Cependant c'est pas de cette façon. À Dans la troposphère, la température diminue avec l'altitude, et même le jour le plus chaud, le gel règne à plusieurs kilomètres d'altitude. Par conséquent, presque chaque pluie d'été (apparaît d'abord au-dessus sous forme de neige, et seulement ensuite, tombant et tombant dans les couches chaudes inférieures, les flocons de neige fondent et atteignent déjà la surface de la Terre sous forme de gouttes de pluie.

Les masses d'air réchauffent et refroidissent

Comme nous le savons déjà, sous nos latitudes et dans les pays polaires, l'air dans d'immenses courants (souvent jusqu'à un millier de kilomètres de diamètre) se déplace en permanence autour des centres des cyclones et des anticyclones.

Ces courants d'air nous apportent de la chaleur ou du froid de ceux des pays d'où ils partent.

Le réchauffement soudain est causé par l'arrivée d'une masse d'air chaud qui se déplace des régions les plus chaudes vers les plus froides. Une masse d'air chaud, se déplaçant dans des régions plus froides, s'avère beaucoup plus chaude que la surface de la Terre, au-dessus de laquelle. elle bouge. Du contact avec cette surface par le dessous, il est continuellement refroidi. Parfois, les couches d'air adjacentes au sol peuvent être encore plus froides que les couches supérieures.

Le refroidissement de la masse d'air chaud, venant du dessous de la Terre, provoque la condensation de la vapeur d'eau dans les couches les plus basses de l'air et, par conséquent, la formation de nuages ​​et la chute des précipitations. Ces nuages ​​sont bas. Ils descendent souvent vers la Terre et se transforment en brouillards continus.

L'épaisseur de la couche nuageuse est faible : elle ne dépasse généralement pas quelques centaines de mètres.

Dans les couches inférieures de la masse d'air chaud, toutes les saisons de l'année sont assez chaudes (cela nous apporte des dégels en hiver), et les cristaux de glace ne se produisent généralement pas ici. Par conséquent, les nuages ​​bas de masse d'air chaud se composent généralement uniquement de gouttelettes d'eau et ne peuvent pas donner de fortes précipitations.

Il ne tombe parfois qu'une pluie fine et bruine qui ne mouille même pas les toits des maisons.

Des nuages ​​de masse d'air chaud recouvrent tout le ciel d'une couverture uniforme ou légèrement ondulée et s'étendent sur des centaines et des milliers de kilomètres. Elles sont dites stratifiées (si elles sont paires) ou stratocumulus (si elles sont ondulées).

L'exact opposé d'une masse d'air chaud est une masse froide. aérien lester. Il passe des zones froides aux zones chaudes et apporte une vague de froid. En se déplaçant vers une surface terrestre plus chaude, la masse d'air froid est continuellement chauffée par le bas. Lorsqu'il est chauffé, non seulement la condensation ne se produit pas, mais même la déjà les nuages ​​et les brumes devraient s'évaporer. Cependant, le ciel ne devient pas sans nuages, seuls les nuages ​​dans ce cas se forment pour des raisons complètement différentes de celles d'une masse d'air chaud. Rappelez-vous ce qui arrive à l'eau dans un récipient lorsqu'il est mis en feu. Des courants d'eau chaude montent du fond du récipient et des courants tombent au fond. eau froide. Quelque chose de similaire se produit dans l'air froid. Masse chauffé par la surface chaude de la terre. De plus, lorsqu'ils sont chauffés, tous les corps se dilatent et leur densité diminue. Lorsque la couche d'air la plus basse se réchauffe et se dilate, elle devient Suite lumière et, pour ainsi dire, émerge sous la forme de bulles ou de jets séparés. À sa place, des couches plus lourdes d'air froid descendent.

L'air, comme tout gaz, se réchauffe lorsqu'il est comprimé et se refroidit lorsqu'il se dilate. Lorsque l'air monte, il entre dans une condition de pression inférieure, comme Pression atmosphérique devient plus faible avec la hauteur. Dans ces conditions, l'air doit se dilater et, par conséquent, se refroidir. Sa température baisse de 1° tous les 100 m de dénivelé positif. Au fur et à mesure que l'air monte de plus en plus haut, il devient plus froid, jusqu'à ce que finalement, pour certains certain l'altitude, la condensation et la formation de nuages ​​n'y commenceront pas.

Les jets d'air descendants pénètrent dans une couche à plus forte pression et s'échauffent par compression. Non seulement il ne s'y produit aucune condensation, mais les parties des nuages ​​qui ont été emportées par ce courant descendant s'évaporent et se dispersent même.

Par conséquent, les nuages ​​de masses d'air froid sont des clubs isolés, ou "tas", de nuages, empilés en hauteur, avec des espaces entre eux. Ces nuages ​​sont appelés cumulus ou cumulonimbus. Les nuages ​​de masse d'air froid sont à tous égards à l'opposé des nuages ​​de masse d'air chaud. Ils ne descendent jamais sur Terre et ne se transforment pas en brouillard, et leur épaisseur de la base au sommet peut être très grande - jusqu'à -8 km. Ces nuages ​​couvrent rarement la totalité visible firmament, et entre eux il y a généralement des trous de ciel bleu.

De tels nuages ​​pénètrent de nombreuses couches de l'atmosphère de bas en haut. Les courants d'air ascendants entraînent avec eux des gouttes d'eau dans ces hautes couches froides, où il y a toujours de minces cristaux de glace. Dès que le nuage se transforme en une couche de cristaux de glace, son sommet commence immédiatement à s'embuer, perd sa forme caractéristique"chou-fleur" et le nuage se transforme en cumulonimbus. À partir de ce moment, les précipitations commenceront à tomber violemment du nuage - fortes averses estivales et fortes chutes de neige hivernales.

En été, ces averses sont souvent accompagnées d'orages et de grêle, et en automne et au printemps, des grains tombent parfois des cumulonimbus - des boules de glace, plus petites que les grêlons. Les précipitations d'une masse d'air froid, bien que fortes, ne durent pas longtemps, car le nuage cumulonimbus ne couvre le ciel que sur une petite surface ; il est vite emporté par le vent, et bientôt le ciel s'éclaircit. Par conséquent, le temps dans une masse d'air froid est très instable : il tombe forte pluie ou neige abondante, alors le soleil brille.

Habituellement, les ressources naturelles sont comprises uniquement comme des minéraux extraits des entrailles de la Terre. Cependant, dans dernières années les scientifiques ont commencé à accorder beaucoup d'attention à la "richesse de l'atmosphère", à savoir la pluie et la neige. De plus en plus, des rapports de pénuries d'eau arrivent de différentes parties du monde. Ce phénomène est surtout caractéristique des régions arides et semi-arides. Malheureusement, cela ne se limite pas à ces endroits. En relation avec l'augmentation de la population de la Terre, l'irrigation est plus largement utilisée dans l'agriculture, l'industrie se développe et se répand dans le monde entier. Et cela augmente chaque année le besoin en eau douce. Dans un certain nombre de régions, le manque d'eau bon marché est le facteur le plus important limiter la croissance économique.

Il n'y a actuellement que deux sources principales eau fraiche: 1) eau accumulée dans les lacs et les couches souterraines, 2) eau dans l'atmosphère sous forme de pluie et de neige.

À Ces derniers temps De grands efforts ont été faits pour développer des moyens de dessalement de l'eau dans les océans. Cependant, l'eau ainsi obtenue est encore trop chère pour être utilisée à des fins agricoles et industrielles.

Les eaux du lac ont grande importanceà proximité colonies. Mais si les lacs sont à plusieurs centaines de kilomètres des agglomérations, leur importance est presque complètement perdue, car la pose de canalisations, l'installation et le fonctionnement de pompes rendent le coût de l'eau livrée trop élevé. De manière peut-être surprenante, pendant les périodes de temps chaud prolongé avec de faibles précipitations, certaines banlieues de Chicago connaissent de graves pénuries d'eau, bien qu'elles soient inférieures à 80 kilomètres de l'un des plus grands réservoirs d'eau douce eau - lacs Michigan.

Dans certaines régions, comme le sud de l'Arizona, une grande partie de l'eau utilisée pour l'irrigation et l'utilisation urbaine provient d'aquifères souterrains. Malheureusement, les aquifères ne sont que marginalement reconstitués par les eaux de pluie qui s'infiltrent. L'eau que l'on extrait actuellement du sous-sol est d'origine très ancienne : elle y est restée depuis l'époque des glaces. La quantité de cette eau, appelée relique, est limitée. Naturellement, avec une extraction intensive de l'eau à l'aide de pompes, son niveau diminue tout le temps. Sans aucun doute, la quantité totale d'eau souterraine est assez importante. Cependant, avec quoi grandes profondeurs l'eau est produite, plus elle est chère. Par conséquent, pour certaines régions, d'autres sources d'eau douce plus rentables doivent être recherchées.

L'atmosphère est l'une de ces sources. En raison de l'évaporation des mers et des océans, une grande quantité d'humidité existe dans l'atmosphère. Comme on le dit souvent, l'atmosphère est un océan avec une faible densité d'eau. Si nous prenons une colonne d'air s'étendant de la surface de la terre jusqu'à une hauteur de 10 kilomètres, et condenser toute la vapeur d'eau qu'il contient, l'épaisseur de la couche d'eau résultante ira de quelques dixièmes de centimètre à 5 cm. La plus petite couche d'eau donne de l'air froid et sec, la plus grande - chaude et humide. Par exemple, dans le sud de l'Arizona, en juillet et août, l'épaisseur de la colonne d'eau contenue dans la colonne atmosphérique est en moyenne de plus de 2,5 cm. A première vue, cette quantité d'eau semble faible. Cependant, si vous prenez en compte la superficie totale occupée par l'état de l'Arizona, vous obtenez un chiffre très impressionnant. Il convient également de noter que les réserves de cette eau sont pratiquement inépuisables, car pendant les vents, l'air de l'Arizona est constamment saturé d'humidité.

Naturellement, une question vitale se pose : quelle quantité de vapeur d'eau peut tomber sous forme de pluie ou de neige dans une zone donnée ? Les météorologues formulent cette question un peu différemment. Ils demandent quelle est l'efficacité des processus de formation de la pluie dans la région. En d'autres termes, quel pourcentage d'eau au-dessus d'une surface donnée sous forme de vapeur atteindra réellement le sol ? L'efficacité des processus de formation de la pluie varie Différents composants le globe.

Dans les régions froides et humides, comme la péninsule d'Alaska, l'efficacité est proche de 100 %. D'autre part, pour les zones sèches comme l'Arizona, l'efficacité pendant la saison des pluies d'été n'est que d'environ 5 %. S'il était possible d'augmenter l'efficacité même d'une très petite quantité, disons 6 %, les précipitations augmenteraient de 20 %. Malheureusement, nous ne savons pas encore comment y parvenir. Cette tâche- le problème de la transformation de la nature, que les scientifiques du monde entier tentent de résoudre depuis de nombreuses années. Les tentatives d'influencer activement les processus de formation de la pluie ont commencé dès 1946, lorsque Langmuir et Schaefer ont montré qu'il était possible d'induire artificiellement des précipitations à partir de certains types de nuages ​​en les ensemençant de noyaux de glace carbonique. Depuis lors, des progrès ont été réalisés dans les méthodes d'influence sur les nuages. Cependant, il n'y a pas encore de raisons suffisantes pour croire que la quantité de précipitations provenant de n'importe quel système nuageux puisse être artificiellement augmentée.

La principale raison pour laquelle les météorologues sont actuellement incapables de modifier le temps est le manque de connaissances sur les processus de formation des précipitations. Malheureusement, nous ne connaissons pas toujours la nature de la formation de la pluie dans différents cas.

AVERSES ET ORAGES D'ÉTÉ

Il n'y a pas si longtemps, les météorologues pensaient que toutes les précipitations se formaient sous forme de particules solides. Entrer dans air chaud près de la surface de la terre, des cristaux de glace ou des flocons de neige fondent et se transforment en gouttes de pluie. Cette idée s'appuyait sur l'ouvrage fondamental de Bergeron, publié par lui au début des années 1930. À l'heure actuelle, nous sommes convaincus que le processus de précipitation décrit par Bergeron a bien lieu dans la plupart des cas, mais n'est pas le seul possible.

Cependant, un autre processus connu sous le nom de coagulation est également possible. Dans ce processus, les gouttes de pluie se développent en entrant en collision et en fusionnant avec de plus petites particules nuageuses. Pour la formation de pluie due à la coagulation, la présence de cristaux de glace n'est plus nécessaire. Au contraire, dans ce cas, il devrait y avoir de grosses particules qui tombent plus vite que les autres et produisent de nombreuses collisions.

Le radar a joué un rôle important en confirmant le fait que le processus de coagulation dans les nuages ​​de développement convectif se déroule très efficacement. nuages ​​convectifs ressemblant à choufleur, évoluent parfois en orages. Les radars équipés d'antennes à balayage vertical peuvent observer le développement de tels nuages ​​et noter à quelle hauteur apparaissent les premières particules de précipitations.

L'étude de la croissance de la région des grosses particules de haut en bas ne peut être réalisée qu'en observant en continu le même nuage. Cette méthode a été utilisée pour obtenir une série d'observations, dont l'une est illustrée à la Fig. 20. La série se compose de 11 observations radar différentes illustrées par des photogrammes à des intervalles de 10 à 80 secondes.

Comme on peut le voir sur celui représenté sur la Fig. 20 séries d'observations, l'écho radio principal s'est étendu à une hauteur d'environ 3000 m, où la température était de 10 ° C. De plus, l'écho radio s'est rapidement développé à la fois vers le haut et vers le bas. Cependant, même lorsqu'il a atteint sa taille maximale, son pic n'a pas dépassé 6000 m, où la température était d'environ 0°C. De toute évidence, il n'y a aucune raison de croire que la pluie dans ce nuage ait pu se former à partir de cristaux de glace, puisque la zone de précipitation est née dans la région des températures positives.

Un grand nombre d'observations radar de ce type ont été effectuées dans diverses régions des États-Unis, d'Australie et d'Angleterre. De telles observations suggèrent que le processus de coagulation joue un rôle dans la formation de fortes précipitations. rôle principal. La question se pose pourquoi ce fait important n'était pas installé avant l'utilisation du radar. Une de Les principales raisons expliquant cette circonstance sont qu'il est impossible de déterminer où et quand les premières particules de précipitations apparaissent dans le nuage. A noter que lorsqu'il pleut, le sommet du nuage peut s'étendre jusqu'à une hauteur de plusieurs milliers de mètres, atteignant une zone avec des températures de -15°C et moins, où l'on trouve de nombreux cristaux de glace. Cette circonstance a conduit plus tôt à la conclusion erronée que les cristaux de glace sont des sources de précipitations.

A l'heure actuelle, malheureusement, nous ne connaissons pas encore le rôle relatif des deux mécanismes de formation de la pluie. Une étude plus détaillée de cette question aidera les météorologues à développer avec plus de succès des méthodes d'influence artificielle sur les nuages.

QUELQUES PROPRIÉTÉS DES NUAGES CONVECTIFS

Les observations radar ont permis d'étudier plus en détail les nuages ​​convectifs. En utilisant divers types de radars, les chercheurs ont découvert que, dans certains cas, des "tours" individuelles d'échos radio se développaient à des altitudes très élevées. Ainsi, par exemple, dans certains cas, des nuages ​​ayant un diamètre de 2-3 kilomètres, prolonger jusqu'à 12-13 km.

Les orages violents se développent généralement par étapes. Au début, l'une des tours d'écho radio grandit, atteignant une hauteur d'environ 8000 m, puis diminue. Quelques minutes plus tard, à côté de cette tour, une autre commence à s'étirer vers le haut, qui atteint une plus grande hauteur - environ 12 kilomètres. La croissance progressive de l'écho radio se poursuit jusqu'à ce que le nuage d'orage atteigne la stratosphère.

Ainsi, chaque tour d'écho radio peut être considérée comme une brique distincte dans un bâtiment commun ou comme une seule cellule de l'ensemble du système - un nuage d'orage. L'existence de telles cellules dans un nuage orageux a été postulée à l'époque par Byers et Breham sur la base des résultats d'une analyse d'un grand nombre d'observations météorologiques faites pour diverses caractéristiques des orages. Byers et Breham ont suggéré qu'un nuage d'orage se compose d'une ou plusieurs de ces cellules, dont le cycle de vie est très court. Dans le même temps, un groupe de chercheurs anglais dirigé par Scorer et Ludlam a présenté sa théorie de la formation des orages. Ils croyaient que dans chaque nuage d'orage, il y avait de grosses bulles d'air s'élevant de la terre vers les couches supérieures. Malgré les différences dans les théories de la formation des orages, ces deux théories supposent toujours que le développement d'un nuage d'orage se produit par étapes.

Des études ont montré que le taux de croissance moyen des tours d'écho radio dans les nuages ​​convectifs est compris entre 5 et 10 Mme, et dans certains types des nuages ​​orageux ils peuvent être deux ou trois fois plus grands. Il est clair que dans ce cas, les aéronefs entrant dans de tels nuages ​​subissent des turbulences et des forces g importantes en raison de forts courants ascendants et de turbulences intenses.

Quiconque a attendu un orage sait qu'il peut durer une heure ou plus. Dans le même temps, la durée de vie d'une tourelle ou d'une cellule individuelle est très courte : comme le montrent les observations radar, environ 23 minutes. De toute évidence, dans un grand nuage orageux, de nombreuses cellules peuvent se développer séquentiellement les unes après les autres. Dans ce cas, beaucoup plus de 23 minutes peuvent s'écouler entre le moment où la pluie apparaît et la fin de celle-ci. Lors d'un orage, qui peut durer plusieurs heures, l'intensité de la pluie ne reste pas constante. Au contraire, soit elle atteint un maximum, soit elle décroît jusqu'à la quasi-disparition de la pluie. Chaque augmentation de l'intensité de la pluie correspond au développement de la prochaine cellule ou tour. Il n'est pas difficile de vérifier par soi-même ce qui précède si l'on suit montre à la main l'alternance des maxima et des minima dans l'intensité des fortes pluies.

PLUIE D'HIVER

Pendant la saison chaude, une partie importante des précipitations provient des averses et des nuages ​​orageux. Les nuages ​​individuels s'étendant à haute altitude donnent des précipitations sous forme d'averses locales. Le processus de coagulation joue un rôle important dans la formation des précipitations à partir de tels nuages. En règle générale, les nuages ​​individuels ont de petites sections transversales, de puissants courants ascendants et descendants s'y développent et la durée de leur existence ne dépasse pas une heure.

La plupart des précipitations qui tombent dans saison froide, donner des nuages ​​d'un genre différent. Au lieu de nuages ​​locaux dans heure d'hiver les systèmes cloud semblent s'étendre sur une vaste zone, n'existant plus pendant des heures, mais pendant des jours. Ces systèmes nuageux se forment en raison d'un mouvement vertical très lent de l'air (à une vitesse inférieure à 1 Mme, dans certains cas même 10 cm/sec.).

Les nuages ​​d'où tombent la plupart des précipitations sont appelés nimbostratus. Leur forme est due aux mouvements d'air ascendants lents mais continus dans les cyclones qui surviennent aux latitudes moyennes et se déplacent avec les courants de l'ouest. Les pluies provenant de ces systèmes nuageux sont communément appelées pluies de patch. Leur structure est plus uniforme que celle des pluies de nuages ​​convectifs. Cependant, lorsque de tels systèmes sont observés par radar dans des zones où une distribution uniforme des précipitations serait attendue, des zones d'intensité de précipitation plus élevée sont trouvées. De telles zones sont observées là où les vitesses des courants ascendants dépassent sensiblement les valeurs moyennes.

Sur la fig. 21 montre un photogramme d'une image radar typique des précipitations hivernales. Le photogramme a été obtenu à l'Université McGill (Canada) à l'aide d'un radar à antenne verticale fixe. Cette méthode d'observation a fourni une coupe transversale de l'ensemble du système nuageux qui passait au-dessus de la station. Le photogramme ci-dessus a été obtenu en exposant un film se déplaçant lentement devant l'écran indicateur surround, sur lequel un seul ligne verticale scanne avec une luminosité variable en hauteur dans les endroits où un écho radio a été noté. Ainsi, le motif d'écho radio résultant sur un photogramme peut être considéré comme une somme de motifs instantanés, constitués de nombreuses lignes verticales rapprochées.

Sur le photogramme, vous pouvez voir qu'à plus de 2500 m des banderoles obliques sont observées, passant dans des cellules lumineuses verticales et régulièrement situées. Un groupe de chercheurs de l'Université McGill, dirigé par Marshall, a suggéré que les cellules lumineuses représentent les zones dans lesquelles se forment les cristaux de glace, et les banderoles inclinées représentent les bandes de chute de pluie.

Si la vitesse du vent ne change pas avec la hauteur, la vitesse de chute des particules de précipitation est également constante. Dans ce cas, il n'est pas difficile de dériver une relation simple décrivant la trajectoire des particules qui tombent. Pour calculer les vitesses de retombées des particules, Marshall a utilisé la méthode d'observation avec l'enregistrement d'un motif d'écho radio sur un film se déplaçant lentement. Après avoir analysé l'un des cas les plus clairement enregistrés et déterminé que la vitesse moyenne de chute des particules était d'environ 1,3 Mme, Marshall a suggéré que les particules sont des conglomérats de cristaux de glace.

Lors de l'examen d'une ligne d'écho radio lumineuse (dans le photogramme, il s'agit d'une bande à une altitude d'environ 2000 m) il devient évident que les particules sédimentaires nucléées, au moins pour la plupart, sont solides. Une bande brillante apparaît quelque peu en dessous du niveau de fusion, près de l'isotherme 0°С. Le phénomène d'une bande brillante d'écho radio sur les photogrammes de précipitations hivernales a été noté par de nombreux chercheurs et a été étudié en détail récemment.

Reid a été le premier à donner une explication satisfaisante de ce phénomène. Son hypothèse, développée en 1946, est toujours considérée comme correcte ; plus tard, certains raffinements y ont été introduits par d'autres chercheurs.

Ride a été le premier à montrer que lorsque les dimensions des particules réfléchissantes sont bien inférieures à la longueur d'onde, leur réflectivité à l'état liquide est environ cinq fois supérieure à celle à l'état solide. Une forte augmentation de l'intensité de l'écho radio en dessous du niveau de l'isotherme zéro se produit en raison de la fusion rapide des particules solides qui tombent. Une fois fondues, les particules se transforment rapidement en gouttelettes d'eau sphériques qui tombent plus vite que les flocons de neige. Une augmentation de la vitesse de chute des particules en dessous de l'isotherme 0°C et la diminution associée de leur nombre par unité de volume d'air, et, par conséquent, à l'intérieur du volume éclairé par le faisceau radar, conduisent à une diminution de l'intensité de l'écho radio en dessous de l'isotherme 0°C. couche de fusion. Sur la fig. 21 montre que les bandes d'écho radio situées au-dessous de la ligne claire sont un peu plus raides que les bandes d'écho radio situées au-dessus de celle-ci. La plus grande pente des bandes d'incidence dans la région en dessous du niveau de fusion indique que les particules tombent plus rapidement ici.

Sur la base de l'analyse de ces observations, on peut conclure que les pluies tombant de certaines formes de nuages ​​​​d'hiver se produisent à des températures très basses. Même dans des nuages ​​parfaitement isolés, des cristaux de glace se forment, qui peuvent grossir et grossir jusqu'à tomber. Lorsqu'ils entrent en collision, les cristaux fusionnent en flocons de neige, qui se déplacent le long d'une trajectoire déterminée par leur vitesse de chute et le vent. En pénétrant dans les couches inférieures, les flocons de neige peuvent pénétrer dans les nuages, constitués de petites gouttelettes surfondues, et poursuivre leur croissance en raison de la collision avec eux. Par eux-mêmes, ces nuages ​​ne peuvent pas être détectés par la plupart des radars modernes en raison de la petite taille des gouttelettes. Dès que les particules solides franchissent le niveau de l'isotherme zéro, elles fondent rapidement et augmentent la vitesse de leur chute. Lorsque de telles particules pénètrent dans les nuages niveau inférieur ils poursuivent leur croissance en raison des collisions et des fusions avec les chutes de nuages. Si la température à la surface de la terre est inférieure à 0°C, les particules de précipitation resteront sous forme de flocons de neige.

Cependant, tous les systèmes cloud répandus n'ont pas de streamers bien définis au-dessus du niveau de congélation, tels que ceux illustrés à la Fig. 22. Dans certains cas, les nuages ​​ne produisent que des bandes distinctes et brillantes d'échos radio, au-dessus desquelles il n'y a pas de réflexions perceptibles. Ce motif est probablement dû au fait que les cristaux de glace au-dessus de la bande brillante sont trop petits pour créer un écho radio détectable. Lorsque de tels cristaux pénètrent dans la région de fusion, leur réflectivité augmente à la fois en raison d'un changement d'état de phase et en raison d'une nouvelle augmentation de leur taille due à la fusion avec des gouttes plus petites.

Les observations radar ont conduit à un certain nombre de conclusions importantes. Il a été fermement établi que la pluie tombant de la plupart des nuages formes d'hiver et atteignant la surface de la terre, se forme à haute altitude sous forme de cristaux de glace. D'autre part, les précipitations provenant de nuages ​​convectifs se produisent souvent en l'absence de cristaux de glace.

Lorsque les chercheurs parviendront à établir le rôle de la phase solide et du processus de coagulation dans la formation des précipitations à partir de ce type de nuages, il y aura une réelle opportunité de les influencer activement afin d'induire artificiellement des précipitations. Il ne fait aucun doute que tôt ou tard, une personne apprendra à contrôler les nuages. Les météorologues du monde entier unissent leurs forces pour accélérer cette tâche. En apprenant à gérer le processus de sédimentation, ils pourront contribuer à résoudre le problème de ressources en eau. Il faut espérer que lorsque la régulation artificielle des précipitations deviendra possible, des moyens seront trouvés pour une utilisation plus efficace.

Les couches supérieures de cumulonimbus et d'altostratus, où la température est bien inférieure au point de congélation, sont principalement constituées de banquises.

Comme la température dans les couches intermédiaires est un peu plus élevée, les cristaux de glace présents dans les courants d'air ascendants et descendants entrent en collision avec des gouttes d'eau surfondues. Au contact, ils forment de gros cristaux, suffisamment lourds pour tendre vers le bas, malgré les courants d'air ascendants.

En tombant, les cristaux entrent en collision avec d'autres particules de nuage et grossissent. Si la température en dessous est inférieure au point de congélation, elles tombent au sol sous forme de neige. S'il y a de l'air chaud au-dessus du sol, elles se transforment en gouttes de pluie. Si les courants d'air ascendants à l'intérieur du nuage sont suffisamment forts, les cristaux de glace peuvent monter et descendre plusieurs fois, continuer à croître et finalement devenir très lourds et tomber sous forme de grêle. L'un des plus gros grêlons jamais enregistrés est tombé à Coffeeville, au Kansas, en 1970. Il mesurait près de 15 cm de large et pesait 700 g.

Pluie, neige ou grêle

La plupart des couches nuageuses avec le plus basses températures(graphique de gauche) sont des particules de glace. Avec une température légèrement augmentée dans les couches inférieures, la glace se mélange aux gouttelettes d'eau et forme des cristaux suffisamment gros pour tomber sous forme de pluie, de neige ou, dans des conditions appropriées, de grêle.

Formation de précipitations

Ce modèle de formation de cumulonimbus (à droite) montre la trajectoire des courants d'air transportant de l'air chaud chargé de vapeur vers des couches plus froides et revenant sous forme de pluie, de neige ou de grêle.