67533 SNC03629

5.9. Powstawanie opadów

Opad powstaje wówczas, gdy kropelki wody lub kryształki lodowe w t|_)fri : urastają do    umo/lłwłających swobodne j dotlula/nie szybkie ich wyj J⁴

nil. p,.| wpływem tjH g/awti»<yjny< li Mnie krop* Iki I krys/iulki uirzymują ulęy/iy^ itru łub opadają nk/iiiiriiiii *iihtu wskutek f6v/r)ov/uj/j, kontrolowanej pr/c/y/^ tg I lepko* puwMrza Iłiol^ik/fwyni. W<fl(tyiiM7yniiikiciri,|tf/eciw<l/iiili(jjfcy(ni»^.

Mm <m prądy watąjm|ąct, wysfępujsjw-' bard/o c/ęsto w chmurach,

e My do poWstó wtuils (hmw I utrzymują/ * krople wody lub drobto II tń OWiąą 0f tPtUR* w nłrtnofct od rodzaju thmur, W rodagłyrti systemach thmur At i h_; I nką/»rf>' i bontem iltptyin iiiflhit/ w/iK«/etii* wynosi /atedwl* oh 0,2 rrVt I obejmuj* wn I ont putoki 2- 4 km Na Imn/w rtnnym | zokludowanym prydkołć osiąga I m/s. W chmufKh I Myblafl r h związany: h / konwekcją lermltzną pręilkokl są /na//nle wlekł/*, p rry c/ym występy tam tMinfn ,k/*n*ny wrurjĄfffi powtetrca, ktOra obejmuje centralne c/ęb! chmury, ik<wp*(«*qfwpryly«iepiijye, lokująca się na peryferiach chmury i w jej otoczeniu. Osiadanie posawU ń iwtasrua w bantńaj rwwtniątych chmurach Cu eon I Cb, Pola objyte osiadaniem 14 i rffguły aAąkiwod przekroju kominów konv/ekcyjnych, dlatego leź pręcJkoici wznoszenlasąwip-M od prfdhotd osiadania. W chmurach Cb (radnie prędkości wznoszenia kształtują się na pozio-mśc 4 5 ni/ł. osiadanie jesi o połowę wolniejsze Dziewiąty decyl prędkości wznoszenia wyznacza prądkott Hi fn/t. dla prędkości osiadania wynosi on 8 rn/s, J.S, Sedunow (1991) podaje, źc maksymalna prądko* w chmurach gradowych dochodzi nawet do 50 m/sl

_I

Ruch opadających grawitacyjnie cząstek wody, początkowo przyspieszony, w warunkach równowagi siły grawitacji i sil tarcia kropli o otaczające powietrze - staje się ruchem jednostajnym. Prędkość tego ruchu nazywa się prędkością końcową, która wyraźnie zależy od wielkości kropli. Małe krople opadają bardzo powoli, większe znacznie szybciej (taż). 5.17).

Mała kropią chmurowa średnicy 4 pm nic osiąga prędkości końcowej 2 m/godz. Taki aeme&a prędkość nie pozwala, by małe krople chmurowe osiągnęły powierzchnię ziemi, tworząc opad. Poniżej podstawy chmur, w nienasyconym powietrzu, krople takie wyparowują, zanim zbiiżą się do ziemi. Wystąpienie opadu jest więc uwarunkowane pojawieniem się większych kropli, spadających dostatecznie szybko. Rzeczywiście, nawet najdrobniejszy deszcz opada z prędkością około S m/s, a jego krople są stukrotnie większe od kropli chmurowych, istnieje 00 najmniej kilka przyczyn, powodujących wzrost drobin, tworzących chmurę. Najprościej przebiega koagulacja grawitacyjna. Zachodzi ona wsku tek zderzania aę w powiebzu drobnych kropli, opadających z różnymi prędkościami Zderzeń powodują łączenie się dwu (lulku) kropli małych w jedną większą. Powiększę-riemca wzrost prędkości ruchu i kolejne zderzenia. Większe krople nie tylko „doga-

Cbmaiy Opady___	r im)	¥
		mfi	ro/b
	4	00005	W
Chmury	20	0,012	43.2
......	100	ojn	1072
	200	0,72	2592
	wo	2fif>	7416 i
IktfU	tom	*J3	1430* |
	wn	w>	2*016
Orsd	23000	20	72000
	50000	30	108000
mtchy	>IW0	0A-IJ i	2140-5400 1
ftnfcf mokry		JSi	3600-7921 1

niają” mniejsze kropelki, ale i pociągają je za sobą - drobne krople wpadają w „tunel” rozrzedzonego powietrza, powstający za pędzącą w dół wielką kroplą.

Nieco bardziej wydajna jest koagulacja turbulencyjna. W mieszającym się powietrzu prawdopodobieństwo zderzeń, łączenia się i wzrostu prędkości kropelek wody zwiększa się, opad może być więc intensywniejszy. W rzeczywistości obie formy koagulacji występują zwykle równocześnie i mamy do czynienia z koagulacją grawitacyjno--turbulencyjną.

Zdolność chmur do „produkowania” opadu zależy od zróżnicowania wielkości kropli chmurowych i związanej z tym koagulacji oraz od kondensacji pary wodnej w chmurach, niezbędnej do uzupełniania ubytków wody wskutek opadu. Prędkość koagulacji wzrasta wraz z wielkością uczestniczących w niej kropli, wydajność kondensacji natomiast zmniejsza się wraz z przyrostem kropli. W rezultacie proces narastania kropli i powstawania ciekłego opadu przebiega w zmieniającym się tempie (rys. 5.8); Graniczna wielkość kropli, przy której maleje do minimum wydajność kondensacji i rozpoczyna się wzrost koagulacji, wynosi 20 pm. Przekroczenie tej granicy umożliwia dalszy wzrost kropelek chmurowych, których koagulacja prowadzi do powstania opadu. Koagulacja rozwija się lawinowo, a jedynym jej ograniczeniem jest wodność chmur. W związku z tym

0,01

Rys. 5.8. Tempo wzrostu kropli chmurowych (w pm/s) wskutek kondensacji i koagulacji, r - średnica kropli

o.os

•T 0,04

1,0.03 8 0.02

10

20

r(ftnQ

30