Comment se forment la pluie, la neige, la grêle, la rosée et le givre : la physique des processus

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Comment se forment la pluie, la neige, la grêle, la rosée et le givre : la physique des processus
Comment se forment la pluie, la neige, la grêle, la rosée et le givre : la physique des processus
Anonim

En météorologie, les précipitations sont l'eau qui tombe à la surface de la terre depuis l'atmosphère sous forme liquide ou solide sous l'influence de la gravité. Par conséquent, des phénomènes tels que la pluie, la neige, la grêle sont des précipitations. Considérez la question de savoir comment la pluie, la neige, la grêle, la rosée et le gel se forment.

Qu'est-ce que les nuages et les nuages ?

Avant de discuter de la formation de la pluie et des autres types de précipitations, examinons les objets naturels tels que les nuages et les nuages du point de vue de la physique, car ils jouent un rôle important dans le processus de précipitation.

Les nuages et les nuages sont une collection de petites gouttelettes ou de cristaux d'eau en suspension dans l'atmosphère. Le fait qu'un nuage donné soit constitué de cristaux ou de petites gouttelettes d'eau dépend de la hauteur au-dessus de la surface terrestre de ce nuage et de la température. Les nuages se forment du fait que des masses chaudes et humides près de la surface de l'eau dans les mers et les océans montent, se refroidissent et se condensent en petites gouttes. Ces gouttes sont si petites quevisible à l'œil nu. Leur combinaison forme des nuages et des nuages. Si ces gouttes, pour une raison ou une autre, commencent à grossir, elles tomberont au sol.

Formation de pluie

Forte pluie
Forte pluie

Pour comprendre comment se forme la pluie, il faut faire attention à la taille des gouttelettes d'eau en suspension dans l'atmosphère qui composent le nuage. Lorsque ces gouttes commencent à entrer en collision et à se connecter les unes aux autres, alors à une certaine taille critique, la gravité les forcera à tomber au sol. En même temps, ils acquièrent une vitesse de 4 à 8 m/s.

Une goutte de pluie a une taille d'environ 1 mm (de 0,7 mm à 5 mm). Pour atteindre cette taille, les gouttelettes du nuage doivent augmenter leur masse des millions de fois. A cet égard, l'épaisseur du nuage doit être supérieure à une certaine taille. Certains nuages peuvent atteindre une épaisseur de 12 km, tandis qu'ils peuvent entraîner la formation d'averses puissantes et prolongées, et dans certains cas même de la grêle.

La grande épaisseur des nuages et des nuages permet aux gouttelettes de monter dans leur épaisseur, tout en se connectant avec d'autres gouttelettes. À la suite de ce processus, de grosses gouttes se forment, qui tombent sous forme de pluie. Un autre mécanisme expliquant la formation de la pluie est le suivant: en montant dans l'épaisseur du nuage, une petite goutte se refroidit et se cristallise. Ces cristaux tombent au sol, lorsqu'ils tombent, ils se réchauffent et se transforment en eau.

Virga Phenomenon

Virga est la pluie qui tombe dans l'atmosphère, mais n'atteint pas la surface de la terre. Ce phénomène naturel s'expliquesi l'on considère la question du point de vue de la physique. Comment se forme ce type de pluie ? Le fait est qu'entre un gros nuage capable de former des précipitations et la surface de la terre, il peut y avoir des couches de masses d'air qui seront très chaudes et sèches. Dans ce cas, les gouttes d'eau tombant de l'épaisseur des nuages, lorsqu'elles pénètrent dans ces masses d'air chaud et sec, vont simplement s'évaporer à nouveau et n'atteindront jamais la surface de la terre.

Formation de neige

géométrie de flocon de neige
géométrie de flocon de neige

Continuons à analyser la question de la formation de la pluie, de la rosée et de la neige. Concentrons-nous maintenant sur le processus de formation des précipitations solides - la neige.

La neige est une forme solide d'eau qui tombe à la surface de la terre sous forme de flocons de neige. Les flocons de neige se forment lorsque de petites gouttelettes d'eau dans les nuages refroidissent à des températures inférieures à 0 °C et se cristallisent. Pour que la neige se forme, les températures ne sont pas assez basses, il doit encore y avoir un certain niveau d'humidité dans l'atmosphère. Il y a des endroits sur terre qui sont assez froids, mais à cause de l'air sec, il neige à peine.

Formation de grêle

grosse grêle
grosse grêle

En explorant la question de la formation de la rosée, du givre, de la pluie et de la neige, il est impossible de ne pas mentionner la grêle. Contrairement à la neige, qui suffit à former des basses températures, la grêle se forme lorsque la température est inférieure à -15 °C. Comme la température de l'atmosphère diminue avec l' altitude, la grêle se forme au sommet des nuages épais où les températures descendent jusqu'à -50°C. De tels nuagesappelé cumulonimbus. Dans leur partie inférieure, l'eau se présente sous la forme de petites gouttelettes liquides et dans la partie supérieure, sous la forme de cristaux de glace. Ces cristaux se développent progressivement en raison des gouttelettes d'eau qui s'élèvent du bas du nuage en raison des courants d'air ascendants. Lorsque le cristal atteint une taille critique, il tombe au sol. Notez que tous les cristaux de glace n'atteignent pas le sol, car ils fondent en tombant.

Rosée et givre

Rosée sur la toile d'araignée
Rosée sur la toile d'araignée

Terminons notre examen de la question de la formation de la pluie, de la neige, de la rosée et du givre, avec une explication physique des deux derniers phénomènes, c'est-à-dire la formation de la rosée et du givre.

Ces deux phénomènes sont associés aux fluctuations quotidiennes de la température dans l'atmosphère. Pour les comprendre, il faut savoir que la solubilité de l'eau sous forme gazeuse dans l'atmosphère dépend de la température. Plus la température de l'air est élevée, plus l'eau sous forme de vapeur peut s'y dissoudre. Pendant la journée, le soleil réchauffe l'air et entraîne l'évaporation de l'eau et une augmentation de l'humidité dans l'atmosphère. La nuit, l'air se refroidit, la solubilité de la vapeur d'eau dans celui-ci diminue, l'excès d'eau se condense en petites gouttelettes qui tombent sous forme de rosée.

Le givre se forme de la même manière, sauf que dans ce cas, soit la température de l'air descend en dessous de zéro, ce qui entraîne le gel des gouttelettes d'eau dans l'atmosphère, soit la surface de la terre est suffisamment froide et la rosée qui est tombée dessus il cristallise.

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