Où se forment les nuages et les précipitations. Pourquoi les nuages se forment-ils ? Rapport sur les urgences climatiques
Lorsque la vapeur d'eau se condense dans l'atmosphère à plusieurs dizaines, voire centaines de mètres, voire de kilomètres d'altitude, des nuages se forment.
Cela se produit à la suite de l'évaporation de la vapeur d'eau de la surface de la Terre et de son soulèvement par les courants ascendants. air chaud. Selon leur température, les nuages sont constitués de gouttelettes d'eau ou de cristaux de glace et de neige. Ces gouttelettes et cristaux sont si petits qu’ils sont retenus dans l’atmosphère même par de faibles courants d’air ascendants.
La forme des nuages est très diverse et dépend de nombreux facteurs : hauteur, vitesse du vent, humidité, etc. Parallèlement, des groupes de nuages de forme et de hauteur similaires peuvent être distingués. Les plus célèbres d'entre eux sont les cumulus, les cirrus et les stratus, ainsi que leurs variétés : stratocumulus, cirrostratus, nimbostratus, etc. Les nuages sursaturés en vapeur d'eau, ayant une teinte violet foncé ou presque noire, sont appelés nuages.
Le degré de nébulosité du ciel, exprimé en points (de 1 à 10), est appelé nébulosité.
Un degré élevé de nébulosité laisse généralement présager des précipitations. Ils sont plus susceptibles de tomber des nuages d'altostratus, de cumulonimbus et de nimbostratus.
L'eau qui tombe à l'état solide ou liquide sous forme de pluie, de neige, de grêle ou qui se condense à la surface de divers corps sous forme de rosée ou de gel est appelée précipitations atmosphériques.
La pluie se forme lorsque les plus petites gouttelettes d'humidité contenues dans un nuage se fondent en plus grosses et, surmontant la force des courants d'air ascendants, tombent sur la Terre sous l'influence de la gravité. S'il y a de minuscules particules solides dans le nuage, comme de la poussière, le processus de condensation s'accélère, car les particules de poussière jouent un rôle noyaux de condensation.
Dans les zones désertiques à faible humidité relative La condensation de la vapeur d'eau n'est possible qu'à haute altitude, où la température est plus basse, mais les gouttes de pluie s'évaporent dans l'air avant d'atteindre le sol. Ce phénomène est appelé pluies sèches.
Si la condensation de la vapeur d'eau dans un nuage se produit à des températures inférieures à zéro, des précipitations se forment sous la forme neige.
Parfois, les flocons de neige des couches supérieures du nuage tombent vers sa partie inférieure, où la température est plus élevée et contient grande quantité gouttelettes d'eau surfondues retenues dans un nuage par les courants d'air ascendants. En se connectant aux gouttelettes d'eau, les flocons de neige perdent leur forme, leur poids augmente et tombent au sol sous la forme tempête de neige– des mottes de neige sphériques d'un diamètre de 2 à 3 mm.
Condition nécessaire d'éducation grêle– la présence d'un nuage à développement vertical dont le bord inférieur se trouve dans la zone de températures positives, et le bord supérieur est dans la zone de températures négatives (Fig. 36). Dans ces conditions, la tempête de neige qui en résulte s'élève dans des courants ascendants jusqu'à la zone de températures négatives, où elle se transforme en un morceau de glace sphérique - un grêlon. Le processus de montée et d’abaissement d’un grêlon peut se produire de manière répétée et s’accompagne d’une augmentation de sa masse et de sa taille. Finalement, la grêle, surmontant la résistance des courants d'air ascendants, tombe au sol. Les grêlons varient en taille : ils peuvent aller de la taille d'un pois à un œuf de poule.
Riz. 36. Schéma de formation de grêle dans les nuages à développement vertical
Quantité précipitations atmosphériques mesuré à l'aide pluviomètre. Des observations à long terme de la quantité de précipitations ont permis d'établir modèles généraux leur répartition à la surface de la Terre. La plus grande quantité de précipitations tombe dans la zone équatoriale - en moyenne 1 500 à 2 000 mm. Sous les tropiques, leur nombre diminue à 200-250 mm. Aux latitudes tempérées, les précipitations augmentent jusqu'à 500-600 mm et dans les régions polaires, leur quantité ne dépasse pas 200 mm par an.
Il existe également des inégalités significatives dans les précipitations au sein des ceintures. Elle est déterminée par la direction des vents et les caractéristiques du terrain. Par exemple, 1 000 mm de précipitations tombent sur le versant ouest des montagnes scandinaves, et plus de deux fois moins sur le versant est. Il y a des endroits sur Terre où il n'y a pratiquement aucune précipitation. Par exemple, dans le désert d'Atacama, les précipitations tombent toutes les quelques années et, selon les données à long terme, leur valeur ne dépasse pas 1 mm par an. Le Sahara central est également très sec, où les précipitations annuelles moyennes sont inférieures à 50 mm.
Dans le même temps, des quantités gigantesques de précipitations tombent par endroits. Par exemple, à Cherrapunji - sur le versant sud de l'Himalaya, elle tombe jusqu'à 12 000 mm, et certaines années - jusqu'à 23 000 mm, sur les pentes du mont Cameroun en Afrique - jusqu'à 10 000 mm.
Les précipitations telles que la rosée, le gel, le brouillard, le givre et la glace ne se forment pas dans les couches supérieures de l'atmosphère, mais dans sa couche souterraine. En refroidissant depuis la surface de la Terre, l'air ne peut plus retenir la vapeur d'eau ; elle se condense et se dépose sur les objets environnants. C'est ainsi qu'il se forme rosée. Lorsque la température des objets situés à proximité de la surface terrestre est inférieure à 0 °C, gel.
Lorsque de l'air plus chaud arrive et entre en contact avec des objets froids (le plus souvent des fils électriques, des branches d'arbres), du givre tombe - une couche de cristaux lâches de glace et de neige.
Lorsque la vapeur d’eau est concentrée dans la couche superficielle de l’atmosphère, brouillard. Les brouillards sont particulièrement fréquents dans les grands centres industriels, où les gouttelettes d'eau, fusionnées avec la poussière et les gaz, forment un mélange toxique - smog.
Lorsque la température de la surface de la Terre est inférieure à 0 °C et que les précipitations tombent des couches supérieures sous forme de pluie, glace noir. En gelant dans l'air et sur les objets, les gouttelettes d'humidité forment une croûte de glace. Parfois, il y a tellement de glace que les fils électriques se brisent et que les branches des arbres se brisent sous son poids. La glace noire sur les routes et les pâturages d'hiver est particulièrement dangereuse. On dirait de la glace glace Mais elle se forme différemment : des précipitations liquides tombent sur le sol, et lorsque la température descend en dessous de 0 °C, l'eau au sol gèle, formant un film de glace glissant.
Pression atmosphérique
La masse de 1 m 3 d'air au niveau de la mer à une température de 4°C est en moyenne de 1 kg 300 g, ce qui détermine l'existence pression atmosphérique. Les organismes vivants, notamment homme en bonne santé, ne ressentez pas cette pression, puisqu’elle est équilibrée par la pression interne du corps.
La pression atmosphérique et ses évolutions sont systématiquement surveillées dans les stations météorologiques. La pression est mesurée baromètres– le mercure et le ressort (anéroïdes). La pression est mesurée en Pascals (Pa). La pression atmosphérique à une latitude de 45°, à une altitude de 0 m au-dessus du niveau de la mer et à une température de 4 °C est considérée comme normale ; elle correspond à 1013 hPa, soit 760 mm Hg, soit 1 atmosphère.
La pression diminue avec l'altitude d'une moyenne de 1 hPa tous les 8 m d'altitude. Grâce à cela, il est possible, connaissant la pression à la surface de la Terre et à une certaine hauteur, de calculer cette hauteur. Une différence de pression de 300 hPa, par exemple, signifie que l'objet se trouve à une altitude de 300 x 8 = 2 400 m.
La pression atmosphérique dépend non seulement de l’altitude, mais aussi de la densité de l’air. L'air froid est plus dense et plus lourd que l'air chaud. Selon les masses d'air qui dominent dans une zone donnée, une pression atmosphérique élevée ou basse s'y établit. Dans les stations météorologiques ou les points d'observation, il est enregistré par un appareil automatique - barographe.
Si vous connectez tous les points de la carte avec la même pression, alors les lignes résultantes sont isobares montrera comment il est distribué à la surface de la Terre.
Deux modèles apparaissent clairement sur les cartes isobares.
1. La pression varie de l’équateur aux pôles par zone. A l'équateur, il est faible, dans les régions tropicales (surtout au-dessus des océans) il est élevé, dans les régions tempérées il varie d'une saison à l'autre et dans les régions polaires il augmente à nouveau.
2. Des hautes pressions s'établissent sur les continents en hiver et des basses pressions en été. Cela est dû au fait qu'en hiver la terre se refroidit et que l'air au-dessus devient plus dense, tandis qu'en été, au contraire, l'air au-dessus de la terre est plus chaud et moins dense.
Les vents, leurs types
Depuis une zone où la pression est élevée, l’air se déplace et « coule » vers l’endroit où elle est plus basse. Le mouvement de l'air s'appelle par le vent. Pour surveiller le vent – sa vitesse, sa direction et sa force – une girouette et un anémomètre sont utilisés. Sur la base des résultats d'observations de la direction du vent, ils construisent rose des Vents(Fig. 37) pour un mois, une saison ou une année. L'analyse de la rose des vents permet de déterminer les directions des vents dominants pour une zone donnée.
Riz. 37. Rose du vent
Vitesse du vent mesuré en mètres par seconde. À calme la vitesse du vent ne dépasse pas 0 m/s. Le vent dont la vitesse est supérieure à 29 m/s est appelé ouragan. Le plus forts ouragans observé en Antarctique, où la vitesse du vent atteint 100 m/s.
Énergie éolienne mesuré en points, cela dépend de sa vitesse et de la densité de l'air. Sur l'échelle de Beaufort, un calme correspond à 0 point, et un ouragan à un score maximum de 12.
Connaissant les schémas généraux de répartition de la pression atmosphérique, il est possible d'établir la direction des principaux flux d'air dans les couches inférieures de l'atmosphère terrestre (Fig. 38).
Riz. 38. Schéma de la circulation générale de l'atmosphère
1. Des zones tropicales et subtropicales hypertension artérielle le flux principal d'air s'engouffre vers l'équateur, dans une zone depression constamment basse. Sous l'influence de la force de déviation de la rotation terrestre, ces flux sont déviés vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Ces vents qui soufflent constamment sont appelés les alizés.
2. Une partie de l'air tropical se déplace vers des latitudes tempérées. Ce mouvement est particulièrement actif en été, lorsque la pression y est plus basse. Ces flux d'air dans l'hémisphère nord dévient également vers la droite et prennent d'abord une direction sud-ouest puis ouest, et dans l'hémisphère sud - une direction nord-ouest, se transformant en direction ouest. Ainsi, sous les latitudes tempérées des deux hémisphères, transport aérien occidental.
3. Depuis les zones polaires de haute pression, l'air se déplace vers des latitudes modérées, prenant une direction nord-est dans l'hémisphère nord et sud-est dans l'hémisphère sud.
Les alizés, les vents d'ouest provenant des latitudes tempérées et les vents des régions polaires sont appelés planétaire et sont distribués par zone.
4. Cette répartition est perturbée sur les côtes orientales des continents de l'hémisphère Nord aux latitudes tempérées. En raison des changements saisonniers de pression sur la terre et sur la surface de l'eau adjacente de l'océan, les vents soufflent ici de la terre vers la mer en hiver et d'une mer à la terre en été. Ces vents, qui changent de direction au fil des saisons, sont appelés moussons. Sous l'influence déviante de la Terre en rotation, les moussons d'été prennent une direction sud-est et les moussons d'hiver prennent une direction nord-ouest. Les vents de mousson sont particulièrement caractéristiques de Extrême Orient et dans l'est de la Chine, dans une moindre mesure, ils apparaissent sur la côte est de l'Amérique du Nord.
5. En plus des vents planétaires et des moussons, il y a locale, soi-disant vents locaux. Ils surviennent en raison des caractéristiques du relief et du chauffage inégal de la surface sous-jacente.
Brises– les vents côtiers observés par temps clair sur les rives des plans d'eau : océans, mers, grands lacs, réservoirs et même rivières. Pendant la journée, ils soufflent depuis la surface de l'eau (brise de mer), la nuit - depuis la terre (brise de rivage). Pendant la journée, la terre se réchauffe plus que la mer. L'air au-dessus de la terre s'élève, les courants d'air de la mer se précipitent à sa place, formant une brise diurne. Sous les latitudes tropicales, les brises diurnes sont plutôt vents forts, apportant l'humidité et la fraîcheur de la mer.
La nuit, la surface de l’eau est plus chaude que la terre. L'air s'élève et l'air de la terre se précipite à sa place. Une brise nocturne se forme. Sa force est généralement inférieure à celle du jour.
observé en montagne sèche-cheveux– des vents chauds et secs soufflent le long des pistes.
Si des montagnes basses s’élèvent comme un barrage sur le passage de l’air froid, cela peut se produire. bore L'air froid, après avoir surmonté une barrière basse, tombe avec une force énorme et une forte baisse de température se produit. Bora est connue sous différents noms : au Baïkal c'est sarma, en Amérique du Nord- Chinook, en France - Mistral, etc. En Russie, le bora atteint une force particulière à Novorossiysk.
Suhovei– ce sont des vents secs et chauds. Ils sont typiques des zones sèches globe. DANS Asie centrale les vents chauds sont appelés samum, en Algérie - sirocco, en Egypte - hatsin, etc. La vitesse du vent sec atteint 20 m/s et la température de l'air est de 40 °C. L'humidité relative lors de vents secs chute fortement et tombe à 10 %. Les plantes, évaporant l'humidité, se dessèchent à la racine. Dans les déserts, les vents secs sont souvent accompagnés de tempêtes de poussière.
La direction et la force du vent doivent être prises en compte lors de la construction colonies, entreprises industrielles, logements. Le vent est l’une des sources d’énergie alternative les plus importantes ; il est utilisé pour produire de l’électricité, ainsi que pour faire fonctionner des moulins, des pompes à eau, etc.
Tout le monde a vu des nuages. Ils peuvent être grands et petits, presque transparents et très épais, blancs ou foncés, avant la tempête. Prenant des formes différentes, ils ressemblent à des animaux et à des objets. Mais pourquoi ressemblent-ils à ça ? Nous en parlerons ci-dessous.
Qu'est-ce qu'un nuage
Quiconque a piloté un avion a probablement « traversé » un nuage et remarqué qu'il ressemble à du brouillard, sauf qu'il n'est pas directement au-dessus du sol, mais haut dans le ciel. La comparaison est tout à fait logique, car les deux sont de la vapeur ordinaire. Et celui-ci, à son tour, est constitué de gouttelettes d’eau microscopiques. D'où viennent-ils?
Cette eau monte dans l’air à la suite de l’évaporation de la surface de la terre et des plans d’eau. Par conséquent, la plus grande accumulation de nuages est observée au-dessus des mers. Au cours d'une année, environ 400 000 kilomètres cubes s'évaporent de leur surface, soit 4 fois plus que celle de la terre ferme.
Quels sont-ils? Tout dépend de l'état de l'eau qui les forme. Il peut être gazeux, liquide ou solide. Cela peut paraître surprenant, mais certains nuages sont en réalité constitués de glace.
Nous avons déjà découvert que les nuages se forment à la suite de l'accumulation d'un grand nombre de particules d'eau. Mais pour achever le processus, il faut un lien de connexion auquel les gouttes « se colleront » et se rassembleront. Ce rôle est souvent joué par la poussière, la fumée ou le sel.
Classification
L’altitude du lieu détermine en grande partie de quoi se forment les nuages et à quoi ils ressembleront. En règle générale, les masses blanches que l’on a l’habitude de voir dans le ciel apparaissent dans la troposphère. Sa limite supérieure varie en fonction localisation géographique. Plus la zone est proche de l’équateur, plus les nuages de niveau élevé peuvent se former. Par exemple, sur une zone à climat tropical, la limite de la troposphère est située à une altitude d'environ 18 km et au-dessus du cercle polaire arctique - 10 km.
La formation de nuages est également possible à haute altitude, mais elle est actuellement peu étudiée. Par exemple, les nacrés apparaissent dans la stratosphère et les argentés apparaissent dans la mésosphère.
Les nuages troposphériques sont classiquement divisés en types en fonction de l'altitude à laquelle ils se trouvent - dans le niveau supérieur, moyen ou inférieur de la troposphère. Le mouvement de l'air a également un effet grande influence pour la formation des nuages. Dans les environnements calmes, des cirrus et des stratus se forment, mais si la troposphère se déplace de manière inégale, la probabilité de formation de cumulus augmente.
Échelon supérieur
Cet écart couvre une partie du ciel à plus de 6 km d'altitude et jusqu'aux limites de la troposphère. Étant donné que la température de l'air ici ne dépasse pas 0 degré, il est facile de deviner de quoi sont formés les nuages du niveau supérieur. Ce ne peut être que de la glace.
Par apparence Les nuages situés ici sont divisés en 3 types :
- Cirrus. Ils ont une structure ondulée et peuvent ressembler à des fils individuels, des rayures ou des crêtes entières.
- Cirrocumulus constitués de petites boules, boucles ou flocons.
- Cirro-stratus Ils représentent un semblant de tissu translucide « recouvrant » le ciel. Ces types de nuages peuvent s’étendre sur tout le ciel ou n’occuper qu’une petite zone.
La hauteur du nuage au niveau supérieur peut varier considérablement en fonction de divers facteurs. Cela peut faire plusieurs centaines de mètres ou dizaines de kilomètres.
Niveau intermédiaire et inférieur
La couche intermédiaire fait partie de la troposphère, généralement située entre 2 et 6 km. On y trouve des altocumulus, qui sont de volumineuses masses grises ou blanches. Ils sont constitués d'eau pendant la saison chaude et, par conséquent, de glace pendant la saison froide. Le deuxième type de nuage est l'altostratus. Ils recouvrent souvent complètement le ciel. De tels nuages apportent des précipitations sous forme de bruine ou de neige légère, mais ils atteignent rarement la surface de la terre.
Le niveau inférieur représente le ciel directement au-dessus de nous. Les nuages ici peuvent être de 4 types :
- Stratocumulus sous forme de blocs ou d'arbres gris. Des précipitations peuvent survenir sauf si les températures sont trop basses.
- En couches. Ils sont situés en dessous de tous les autres et sont de couleur grise.
- Nimbostratus. Comme leur nom l'indique, ils transportent des précipitations et, en règle générale, ils sont de nature générale. Ce sont des nuages gris qui n’ont pas de forme précise.
- Cumulus. Certains des nuages les plus reconnaissables. Ils ressemblent à des tas puissants et à des massues avec une base presque plate. De tels nuages n’apportent pas de précipitations.
Il existe une autre espèce qui ne figure pas dans la liste générale. Ce sont des cumulonimbus. Ils se développent verticalement et sont présents dans chacun des trois niveaux. De tels nuages apportent des averses, des orages et de la grêle, c'est pourquoi ils sont souvent appelés orages ou averses.
Durée de vie du cloud
Pour ceux qui savent de quoi se forment les nuages, la question de leur durée de vie peut aussi être intéressante. Ici grande importance joue un rôle dans les niveaux d’humidité. C'est une sorte de source de vitalité pour les nuages. Si l’air de la troposphère est suffisamment sec, le nuage ne durera pas longtemps. Si l’humidité est élevée, elle peut flotter dans le ciel plus longtemps jusqu’à devenir plus puissante pour produire des précipitations.
Quant à la forme du nuage, sa durée de vie est très courte. Les particules d’eau ont tendance à constamment se déplacer, s’évaporer et réapparaître. Par conséquent, la même forme de nuage ne peut pas être conservée même pendant 5 minutes.
Lorsque la vapeur d'eau se condense dans l'atmosphère, de petites gouttelettes d'eau apparaissent, qui se transforment en cristaux de glace lorsque la température baisse. Pour cela, le simple refroidissement de l'air ne suffit pas, il doit contenir des particules solides - centres de condensation (particules de poussière, cristaux de sel, etc.). C'est ainsi qu'ils apparaissent des nuages qui pourrait déborder pluie ou s'effondrer grêle. Des charges positives et négatives apparaissent dans les gouttes et les cristaux de glace des nuages. En conséquence, une étincelle géante – un éclair – saute entre des sections chargées différemment d’un même nuage ou de nuages différents, ou entre un nuage et le sol (Fig. 73), souvent accompagnée d’un effet sonore – le tonnerre.
Parfois, les rayons du soleil illuminent un nuage ou une pluie, provoquant un phénomène optique brillant et spectaculaire dans l'atmosphère : arc-en-ciel(Fig. 74). Ce phénomène s'explique par la réfraction et la dispersion ultérieure (c'est-à-dire la décomposition en composants) des rayons solaires dans les gouttes de pluie ou les nuages. Dans la plaine, un arc-en-ciel ressemble toujours à un arc, puisque sa moitié inférieure n'est pas visible - il est entré dans le sol. Quand ils disent : toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, ils désignent la séquence de bandes de couleurs suivante : rouge (intérieur), orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet.
Lorsque la température diminue, la vapeur d'eau située dans la couche souterraine de l'atmosphère se condense et se transforme en liquide, c'est-à-dire qu'elle se forme brouillard. Ainsi, le brouillard est un nuage posé à la surface de la terre ou de l’eau. Londres, la capitale de la Grande-Bretagne, est particulièrement célèbre pour ses brouillards.
S'il y a un mouvement d'air insignifiant au-dessus d'une ville industrielle, il se forme souvent smog (Anglais) smog, de la fumée - fumée et brouillard - brouillard) - une accumulation de fumées toxiques, de particules de poussière, de suie dans un épais brouillard. Sous l'influence du smog, les bâtiments et les structures architecturales sont détruits ; cela est très nocif pour la santé humaine, car il provoque ou aggrave diverses maladies.Matériel du site
Sur cette page, vous trouverez du matériel sur les sujets suivants :
Rapport sur les événements climatiques dangereux en Russie
Résumé du rapport sur le thème du cycle de l'eau dans la nature
Le rapport ne traite pas du thème des nuages et du brouillard.précipitations
Rapport sur les urgences climatiques
Rapport sur les précipitations de brouillard et de nuages
Questions sur ce matériel :
Lorsque la vapeur d'eau se condense dans l'atmosphère à plusieurs dizaines, voire centaines de mètres, voire de kilomètres d'altitude, des nuages se forment.
Cela se produit à la suite de l'évaporation de la vapeur d'eau de la surface de la Terre et de son soulèvement par les courants ascendants d'air chaud. Selon leur température, les nuages sont constitués de gouttelettes d'eau ou de cristaux de glace et de neige. Ces gouttelettes et cristaux sont si petits qu’ils sont retenus dans l’atmosphère même par de faibles courants d’air ascendants.
La forme des nuages est très diverse et dépend de nombreux facteurs : hauteur, vitesse du vent, humidité, etc. Parallèlement, des groupes de nuages de forme et de hauteur similaires peuvent être distingués. Les plus célèbres d'entre eux sont les cumulus, les cirrus et les stratus, ainsi que leurs variétés : stratocumulus, cirrostratus, nimbostratus, etc. Les nuages sursaturés en vapeur d'eau, ayant une teinte violet foncé ou presque noire, sont appelés nuages.
Le degré de nébulosité du ciel, exprimé en points (de 1 à 10), est appelé nébulosité.
Un degré élevé de nébulosité laisse généralement présager des précipitations. Ils sont plus susceptibles de tomber des nuages d'altostratus, de cumulonimbus et de nimbostratus.
L'eau qui tombe à l'état solide ou liquide sous forme de pluie, de neige, de grêle ou qui se condense à la surface de divers corps sous forme de rosée ou de gel est appelée précipitations atmosphériques.
La pluie se forme lorsque les plus petites gouttelettes d'humidité contenues dans un nuage se fondent en plus grosses et, surmontant la force des courants d'air ascendants, tombent sur la Terre sous l'influence de la gravité. S'il y a de minuscules particules solides dans le nuage, comme de la poussière, le processus de condensation s'accélère, car les particules de poussière jouent un rôle noyaux de condensation.
Dans les zones désertiques, à faible humidité relative, la condensation de la vapeur d'eau n'est possible qu'à haute altitude, où la température est plus basse, mais les gouttes de pluie s'évaporent dans l'air avant d'atteindre le sol. Ce phénomène est appelé pluies sèches.
Si la condensation de la vapeur d'eau dans un nuage se produit à des températures inférieures à zéro, des précipitations se forment sous la forme neige.
Parfois, les flocons de neige des couches supérieures du nuage tombent vers sa partie inférieure, où la température est plus élevée et où il y a une énorme quantité de gouttelettes d'eau surfondues retenues dans le nuage par les courants d'air ascendants. En se connectant aux gouttelettes d'eau, les flocons de neige perdent leur forme, leur poids augmente et tombent au sol sous la forme tempête de neige- des mottes de neige sphériques d'un diamètre de 2-3 mm.
Condition nécessaire d'éducation grêle- la présence d'un nuage à développement vertical dont le bord inférieur se trouve dans la zone de températures positives, et le bord supérieur est dans la zone de températures négatives (Fig. 36). Dans ces conditions, la tempête de neige qui en résulte s'élève dans des courants ascendants jusqu'à la zone de températures négatives, où elle se transforme en un morceau de glace sphérique - un grêlon. Le processus de montée et d’abaissement d’un grêlon peut se produire de manière répétée et s’accompagne d’une augmentation de sa masse et de sa taille. Finalement, la grêle, surmontant la résistance des courants d'air ascendants, tombe au sol. Les grêlons varient en taille : ils peuvent aller de la taille d'un pois à un œuf de poule.
Riz. 36. Schéma de formation de grêle dans les nuages à développement vertical
La quantité de précipitations est mesurée à l'aide pluviomètre. Les observations à long terme de la quantité de précipitations ont permis d'établir des schémas généraux de leur répartition à la surface de la Terre. La plus grande quantité de précipitations tombe dans la zone équatoriale - en moyenne 1 500 à 2 000 mm. Sous les tropiques, leur nombre diminue à 200-250 mm. Sous les latitudes tempérées, les précipitations augmentent jusqu'à 500-600 mm et dans les régions polaires, elles ne dépassent pas 200 mm par an.
Il existe également des inégalités significatives dans les précipitations au sein des ceintures. Elle est déterminée par la direction des vents et les caractéristiques du terrain. Par exemple, sur les pentes occidentales des montagnes scandinaves, il tombe 1 000 mm de précipitations, et sur les pentes orientales, elles sont plus de deux fois inférieures. Il y a des endroits sur Terre où il n'y a pratiquement aucune précipitation. Par exemple, dans le désert d'Atacama, les précipitations tombent toutes les quelques années et, selon les données à long terme, leur valeur ne dépasse pas 1 mm par an. Le Sahara central est également très sec, où les précipitations annuelles moyennes sont inférieures à 50 mm.
Dans le même temps, des quantités gigantesques de précipitations tombent par endroits. Par exemple, à Cherrapunji - sur le versant sud de l'Himalaya, elle tombe jusqu'à 12 000 mm, et certaines années - jusqu'à 23 000 mm, sur les pentes du mont Cameroun en Afrique - jusqu'à 10 000 mm.
Les précipitations telles que la rosée, le gel, le brouillard, le givre et la glace ne se forment pas dans les couches supérieures de l'atmosphère, mais dans sa couche souterraine. En refroidissant depuis la surface de la Terre, l'air ne peut plus retenir la vapeur d'eau ; elle se condense et se dépose sur les objets environnants. C'est ainsi qu'il se forme rosée. Lorsque la température des objets situés à proximité de la surface terrestre est inférieure à 0 °C, gel.
Lorsque de l'air plus chaud entre en contact avec des objets froids (le plus souvent des fils électriques, des branches d'arbres), du givre se forme - une couche de cristaux lâches de glace et de neige.
Lorsque la vapeur d’eau est concentrée dans la couche superficielle de l’atmosphère, brouillard. Les brouillards sont particulièrement fréquents dans les grands centres industriels, où les gouttelettes d'eau, fusionnées avec la poussière et les gaz, forment un mélange toxique - smog.
Lorsque la température de la surface de la Terre est inférieure à 0 °C et que les précipitations tombent des couches supérieures sous forme de pluie, glace noir. En gelant dans l'air et sur les objets, les gouttelettes d'humidité forment une croûte de glace. Parfois, il y a tellement de glace que les fils électriques se brisent et que les branches des arbres se brisent sous son poids. La glace noire sur les routes et les pâturages d'hiver est particulièrement dangereuse. On dirait de la glace glace Mais elle se forme différemment : des précipitations liquides tombent sur le sol, et lorsque la température descend en dessous de 0 °C, l'eau au sol gèle, formant un film de glace glissant.
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§ 33. L'eau dans l'atmosphère§ 35. Pression atmosphérique
Les nuages volent dans le ciel, bien au-dessus de nos têtes. Ils attirent souvent l'attention des adultes et des enfants. Il n’est pas surprenant que vous vous posiez de nombreuses questions sur la façon dont les nuages apparaissent, de quoi ils sont faits, comment ils flottent dans le ciel, à quoi ils ressemblent, etc. Dans cet article vous obtiendrez des réponses à toutes ces questions et satisfaireez votre curiosité.
De quoi sont faits les nuages ?
Les nuages sont constitués de nombreuses petites gouttelettes d’eau ou de cristaux de glace flottant dans le ciel à différentes altitudes.
Comment se forment les nuages ?
Lorsque le Soleil chauffe l’eau, celle-ci se transforme en un gaz appelé vapeur d’eau. Ce processus est appelé évaporation. Lorsque la vapeur d’eau monte vers le ciel, elle se refroidit. Plus on monte, plus l’air est frais. Finalement, la vapeur devient suffisamment froide et se condense en gouttelettes d’eau, formant les nuages que nous voyons dans le ciel.
Comment les nuages flottent-ils dans le ciel ?
Les nuages sont plus légers que l'air ambiant. Cela signifie qu’ils peuvent littéralement flotter dans le ciel. Dans le même temps, les flux d’air peuvent augmenter leur vitesse.
Lorsque les nuages accumulent beaucoup d’humidité et deviennent lourds, il commence à pleuvoir, à grêler ou à neiger.
Où se rencontrent les nuages ?
Schéma des principales couches de l'atmosphère terrestre
Tous les principaux types de nuages flottent dans la troposphère ; c'est la partie la plus basse la plus proche de la Terre. Au-dessus de la troposphère se trouvent la stratosphère, et au-dessus se trouvent la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère.
Pourquoi les nuages sont-ils différents ?
Il existe 10 principaux types de nuages :
des nuages cumulus
Ils ressemblent à des boules de coton moelleuses. En règle générale, les cumulus se produisent par temps calme et clair et indiquent beau temps. Cependant, dans certaines conditions, ils peuvent se transformer en orages.
Nuages stratus
Ce sont des couches plates, grises et sans relief qui se trouvent souvent près de la surface de la Terre, masquant les nuages au-dessus. Parfois, ils peuvent causer pluie légère. Le brouillard est simplement un nuage en couches qui est descendu jusqu'au niveau du sol. Et lorsque vous marchez par temps brumeux, vous marchez en réalité à travers des nuages.
Nuages stratocumulus
Les stratus peuvent se briser pour former des cumulus. Ou bien plusieurs cumulus sont capables de se réunir pour former des couches. La distance qui les sépare caractérise ce type de nuages stratocumulus.
Nuages altostratus
Les nuages Altostratus se trouvent au milieu de la troposphère. Ils sont généralement plus fins et plus légers que les stratifiés. Si vous regardez attentivement le ciel, vous pouvez voir les rayons du soleil à travers un tel nuage.
Nuages altocumulus
Comme les altostratus, les altocumulus se trouvent au milieu de la troposphère. Cependant, il existe une différence : les altocumulus sont beaucoup plus petits que les cumulus et sont constitués à la fois de cristaux de glace et de gouttelettes d’eau.
Nuages Spindrift
Les cirrus sont les nuages les plus hauts constitués entièrement de cristaux de glace. Ce sont de fins nuages qui ressemblent à une queue de cheval.
Cirrocumulus
Ce sont des cumulus à hauteur de cirrus. Les nuages cirrocumulus sont entièrement composés de cristaux de glace. Ils ressemblent à de petites écailles de poisson dans le ciel.
Nuages cirrostratus
Les nuages Cirrostratus sont hauts dans le ciel. Ils peuvent produire de merveilleux phénomènes optiques tels que les halos. Le soleil brille toujours à travers ces couches, même si le ciel en est complètement recouvert.
Nuages de Nimbostratus
Les nuages Nimbostratus produisent de la pluie ou de la neige persistante qui peut être légère à modérée. Ces nuages de stratus élevés existent aux niveaux bas et moyens de la troposphère.
Nuages cumulonimbus
Également appelés « rois des nuages », les cumulonimbus sont responsables de très fortes pluies et de la grêle. Les précipitations se produisent sur une courte période de temps.
Ce sont également les seuls nuages capables de générer des éclairs et du tonnerre. Les cumulonimbus sont très hauts et souvent répartis sur différentes couches du ciel.
Comment distinguer les cumulus, les altocumulus et les cirrocumulus dans le ciel ?
Vous pouvez distinguer ces types de nuages à l’aide de votre main. Étendez votre main vers le nuage et serrez vos doigts en un poing. Si le nuage est plus gros qu’un poing, c’est un cumulus.
Si le nuage est plus petit que votre poing, déplacez votre pouce sur le côté. Lorsque le nuage est plus gros qu’un doigt, il s’agit d’un altocumulus, et s’il est plus petit, il s’agit très probablement d’un cirrocumulus.
Pourquoi les nuages sont-ils blancs ?
Les nuages sont blancs parce que les gouttelettes qu’ils contiennent sont plus grosses que les particules qui les entourent. Cela rend les gouttelettes du nuage capables de diffuser et de diviser la lumière en différentes couleurs, qui sont ensuite combinées en blanc.
Les nuages apparaissent gris lorsqu’ils deviennent suffisamment denses pour bloquer la lumière du soleil.
Qu'est-ce qu'une traînée d'avion ?
Des traînées de condensation se forment lorsque les avions traversent de l'air frais. La libération d'air chaud et humide par le pot d'échappement d'un avion crée une traînée de nuages sur son passage.
Comment déterminer la météo par nuages ?
Il est difficile de prédire avec précision la météo à l’aide des nuages, mais certains signes peuvent aider ! Si les nuages sont hauts, sombres et couvrent tout le ciel, la pluie continuera. Au cas où la plupart de Le ciel est bleu, de légères pluies sont à prévoir.
Si les cumulus montent de plus en plus haut, vous pourriez avoir des averses soudaines le soir ou même du tonnerre et des éclairs. Cependant, cela se produit souvent lors des journées chaudes et humides.