Las causas de la lluvia, la nieve, las nubes, la niebla, el rocío, las heladas y el granizo y su relación con la vida humana, artículo científico, en 800 palabras
También hay una vista más profesional, que creo que hace más sentido:
Cuando vuelas a una altitud de 10.000 metros, ves más lluvia, puedes ver gotas de nubes más grandes y las gotas de nubes no son tan grandes como las gotas de nubes grandes. Cuando vuelas a una altitud de 10.000 metros y ves una pequeña cantidad de barreras de niebla y nubes ligeras aún más arriba, a menudo te preguntas por qué la mayoría de las partículas de las nubes están debajo de la superficie del mar de nubes. ¿Qué tiene de especial? ¿Pueden estas nubes altas flotar más alto que otras nubes? De hecho, todavía hay moléculas de agua muy delgadas a una altitud de 20 kilómetros. Como se mencionó anteriormente, las moléculas de agua a gran altura no se evaporan directamente del suelo, sino que sufren una "evaporación secundaria" para reducir los iones de hidróxido negativos de las moléculas de agua. Debido a que el peso molecular del hidróxido (OH?-) es 17, que es 1 menos que el peso molecular del vapor de agua, flota más alto que el vapor de agua. Cuando se reducen a agua (H?2O) en el fondo de la estratosfera, inmediatamente se condensan en metralla sólida en un ambiente de temperatura de -45°C, con un diámetro de menos de 1 micrón. Cuando reflejan la luz del sol, son como. Una barrera de niebla, que es particularmente densa, será como Qingyun.
Cuando una gran cantidad de metralla cayó en el mar de nubes, la neblina de agua en las nubes se acumuló hacia la metralla y se condensó en metralla más grande. Cuando se reúne hasta un diámetro de aproximadamente 1 mm, la metralla original se derretirá en agua y caerá al suelo en forma de gotas de lluvia. En invierno, la metralla original no se derrite y forma copos de nieve o grandes metralla que caen al suelo. Esto es lo que provoca la lluvia y la nieve. En un día soleado, cuando la metralla de gran altitud pasa a través de nubes sin nubes, debido a la alta temperatura, se derrite en el aire y se convierte en niebla, o cae al suelo y se convierte en rocío o escarcha, o en el camino hacia abajo, es recogido nuevamente por la evaporación del sol y el viento del día siguiente. Estas metralla de gran altitud son demasiado pequeñas, se derriten fácilmente y son difíciles de "atrapar" en el sitio, por lo que los meteorólogos a menudo ignoran su existencia y función. Hoy en día, en meteorología, se dice que la causa de la lluvia y la nieve es el flujo de aire cálido y húmedo que se encuentra con la masa de aire frío, o el aire caliente y húmedo que sube y luego se enfría y se condensa formando nubes. La pregunta es ¿de dónde provienen estas masas de aire frío durante las temporadas de lluvias de verano y otoño? ¿Será que vinieron de los círculos ártico y antártico específicamente para hacer llover? Dado que el aire caliente y húmedo lleva vapor de agua y energía térmica desde el suelo a grandes altitudes, debería ser más caliente en altitudes elevadas. ¿Por qué se enfría y se condensa formando lluvia y nieve? Esta teoría sobre la causa de la lluvia y la nieve no se puede justificar sin aclarar primero el motivo de la baja temperatura en la tropopausa. Como se mencionó anteriormente, la evaporación secundaria es la principal causa del frío a gran altura. Una gran cantidad de partículas caen al mar de nubes y absorben calor y se derriten, provocando que el mar de nubes se "congele" cuando el agua. El vapor de las nubes se condensa en gotas de lluvia y partículas de nieve. En condiciones frías, la gravedad específica aumenta y la flotabilidad desaparece y, por supuesto, caerá hacia abajo formando lluvia y nieve. Lo que ahora llamamos "lluvia convectiva", "lluvia orográfica", "lluvia frontal", "lluvia de tifón", "lluvia artificial", etc. sólo describen los fenómenos que acompañan al proceso de lluvia, pero no la causa de la lluvia. p >
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Todos sabemos que las nubes están compuestas de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo, y las gotas de lluvia y los copos de nieve se forman a partir del agrandamiento de estas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo. Entonces, ¿cómo se forma la nieve?
En las nubes de agua, las gotas de nube son pequeñas gotas de agua. Crecen principalmente condensándose, chocando y fusionándose entre sí, y finalmente se convierten en gotas de lluvia.
Las nubes de hielo están compuestas por pequeños cristales de hielo. Cuando estos pequeños cristales de hielo chocan entre sí, la superficie de los cristales de hielo se calienta y se derrite un poco, se envuelven entre sí y luego se congelan nuevamente. Si esto se repite muchas veces, los cristales de hielo se harán cada vez más grandes. Además, hay vapor de agua dentro de la nube, por lo que los cristales de hielo pueden seguir creciendo debido a la condensación.
Sin embargo, las nubes de hielo son generalmente muy altas y no muy espesas. No contienen mucho vapor de agua. Su condensación y crecimiento son muy lentos y no hay muchas oportunidades de chocar entre sí. tamaño y forma de precipitación. Incluso si se forma precipitación, a menudo se evapora en el camino hacia la precipitación y rara vez llega al suelo.
Lo que más favorece el crecimiento de las gotas de nube es la nube híbrida. Las nubes mixtas se componen de pequeños cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada fusionadas. Cuando los cristales de hielo de las nubes alcanzan la saturación, las gotas de agua aún no lo han hecho. En este momento, el vapor de agua de la nube se condensa en la superficie del cristal de hielo y las gotas de agua sobreenfriada se están evaporando. En este momento, el cristal de hielo "adsorberá" el vapor de agua de las gotas de agua sobreenfriada. En este caso, los cristales de hielo crecen muy rápidamente. Además, el agua sobreenfriada es muy inestable. Se congela al tocarlo. Por lo tanto, en nubes mixtas, cuando las gotas de agua superenfriada chocan con cristales de hielo, las gotas de agua superenfriada se congelarán y se adherirán a la superficie de los cristales de hielo, lo que hará que los cristales de hielo crezcan rápidamente. Cuando los pequeños cristales de hielo crecen lo suficiente como para superar la resistencia y la flotabilidad del aire, caen al suelo y se convierten en copos de nieve.
A principios de primavera y finales de otoño, el aire cerca del suelo está por encima de los 0 ℃, pero esta capa de aire no es espesa y la temperatura no es muy alta, lo que evitará que los copos de nieve se derritan por completo en el suelo. Esto se llama "nieve húmeda" o "aguanieve". Este fenómeno se llama "aguanieve" en meteorología.
Del mismo modo, el tamaño de la nieve también se clasifica según la cantidad de precipitación. La nieve se puede dividir en tres categorías: nieve ligera, nieve moderada y nieve intensa, como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. Estándares de precipitación para varios tipos de nieve
Tipos
Nieve ligera
Nieve media
Fuertes nevadas
Precipitaciones 24 horas
Menos de 2,5
2,6-5,0
Más de 5.p>
Precipitación cada 12 horas
Menos de 1,0
1,1-3,0
Mayor de 3,0
Formación y tipos de nieve
Autor: Dashan Fuente del artículo: recopilado de Internet Número de clics: 97 Hora de actualización: 2005-1-16
Todo el mundo sabe que las nubes están compuestas de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo. Todo el mundo sabe que las nubes se componen de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo. Se componen de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo que se forman mediante el agrandamiento de estas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo. Entonces, ¿cómo se forma la nieve?
En las nubes de agua, las gotas de nube son pequeñas gotas de agua. Crecen principalmente al condensarse, chocar y fusionarse continuamente para convertirse en gotas de lluvia.
Las nubes de hielo están compuestas por pequeños cristales de hielo. Cuando estos pequeños cristales de hielo chocan entre sí, la superficie de los cristales de hielo se calienta y se derrite un poco, se envuelven entre sí y luego se congelan nuevamente. Si esto se repite muchas veces, los cristales de hielo se harán cada vez más grandes. Además, hay vapor de agua dentro de la nube, por lo que los cristales de hielo pueden seguir creciendo debido a la condensación. Sin embargo, las nubes de hielo son generalmente muy altas y no muy espesas. No contienen mucho vapor de agua. Su condensación y crecimiento son muy lentos y no hay muchas oportunidades de chocar entre sí. tamaño y forma de precipitación. Incluso si se forma precipitación, a menudo se evapora en el camino hacia la precipitación y rara vez llega al suelo.
Lo que más favorece el crecimiento de las gotas de nube es la nube híbrida. Las nubes mixtas se componen de pequeños cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada fusionadas. Cuando los cristales de hielo de las nubes alcanzan la saturación, las gotas de agua aún no lo han hecho. En este momento, el vapor de agua de la nube se condensa en la superficie del cristal de hielo y las gotas de agua sobreenfriada se están evaporando. En este momento, el cristal de hielo "adsorberá" el vapor de agua de las gotas de agua sobreenfriada. En este caso, los cristales de hielo crecen muy rápidamente. Además, el agua sobreenfriada es muy inestable. Se congela al tocarlo. Por lo tanto, en nubes mixtas, cuando las gotas de agua superenfriada chocan con cristales de hielo, las gotas de agua superenfriada se congelarán y se adherirán a la superficie de los cristales de hielo, lo que hará que los cristales de hielo crezcan rápidamente. Cuando los pequeños cristales de hielo crecen lo suficiente como para superar la resistencia y la flotabilidad del aire, caen al suelo y se convierten en copos de nieve.
A principios de primavera y finales de otoño, el aire cerca del suelo está por encima de los 0 ℃, pero esta capa de aire no es espesa y la temperatura no es muy alta, lo que evitará que los copos de nieve se derritan por completo en el suelo. Esto se llama "nieve húmeda" o "aguanieve". Este fenómeno se llama "aguanieve" en meteorología.
Del mismo modo, el tamaño de la nieve también se clasifica según la cantidad de precipitación. La nieve se puede dividir en tres categorías: nieve ligera, nieve moderada y nieve intensa, como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. Estándares de precipitación para varios tipos de nieve
Tipos de nieve: nieve ligera, nieve moderada, nieve intensa
Precipitación en 24 horas 2,5 o menos 2,6-5,0 o más 5,0
Precipitación en 12 horas 1,0 menos 1,1-3,0 o más 3,0
La forma de los copos de nieve
Copos de nieve
Los copos de nieve son el mundo El tipo más común de copo de nieve.
Los copos de nieve tienen varias formas y son muy bonitos. Si observa los copos de nieve con una lupa, encontrará que cada copo de nieve es un patrón extremadamente hermoso, e incluso muchos artistas quedan asombrados. Pero, ¿cómo se forman las distintas formas de los copos de nieve? Los copos de nieve son en su mayoría hexagonales porque pertenecen al sistema cristalino hexagonal. Los "embriones" de los copos de nieve en las nubes son pequeños cristales de hielo, que tienen dos formas principales. Uno es hexagonal, delgado y largo, llamado cristales columnares, pero a veces tiene extremos puntiagudos, como una aguja, llamados cristales aciculares. El otro son las escamas hexagonales, como las escamas cortadas de un lápiz hexagonal, llamadas laminillas.
Si la sobresaturación del aire circundante es baja, los cristales de hielo crecerán lenta y uniformemente por todos lados. Cuando caen después de aumentar de tamaño, aún mantienen su apariencia original y se denominan cristales de nieve columnares, en forma de aguja y escamosos, respectivamente.
Si el aire circundante está muy sobresaturado, los cristales de hielo no sólo aumentarán de tamaño sino que también cambiarán de forma durante su crecimiento. El más común es desde escamoso hasta en forma de estrella.
Resulta que durante el crecimiento de los cristales de hielo, el vapor de agua cerca de los cristales de hielo se agotará. Por tanto, cuanto más cerca del cristal de hielo, más raro es el vapor de agua y menos sobresaturado está. Cerca de la superficie del cristal de hielo, se acaba de alcanzar la saturación porque el exceso de vapor de agua se ha condensado sobre el cristal de hielo. Por lo tanto, el vapor de agua es menos denso cerca de los cristales de hielo que más lejos de ellos. El vapor de agua se mueve desde alrededor del cristal de hielo hasta donde está el cristal de hielo. Las moléculas de vapor de agua encuentran primero las esquinas y protuberancias del cristal de hielo, donde se condensan y hacen que el cristal de hielo crezca. Los bordes y protuberancias del cristal de hielo primero crecen rápidamente y luego se ramifican gradualmente. Posteriormente, por la misma razón, crecerán nuevas ramas y horquillas en las esquinas y bordes de los cristales de hielo. También en la depresión entre la bocina y la horquilla. El aire ya no está saturado. A veces incluso se produce aquí un proceso de sublimación y el vapor de agua se transporta a otra parte. De esta manera, los cuernos y las cruces se irán haciendo más prominentes, formando poco a poco el familiar copo de nieve en forma de estrella.
Lo anterior es en realidad un proceso típico de formación de copos de nieve en forma de estrella. Sus partes equivalentes, independientemente de su forma o tamaño, deben ser las mismas. Este típico copo de nieve con forma de estrella sólo puede formarse en un entorno ideal y tranquilo, como un laboratorio. En la atmósfera, no puede aumentar gradualmente como se describe anteriormente y la forma que se forma no es tan típica. Esto se debe a que los cristales de hielo caen gradualmente y a veces giran, y la cantidad de vapor de agua a la que están expuestas las diferentes ramas también es diferente. Las ramas que están expuestas a más vapor de agua crecerán más. Por lo tanto, los copos de nieve que vemos habitualmente son más o menos iguales, pero diferentes entre sí.
Además, cuando los copos de nieve caen en las nubes, también caen del entorno adecuado para formar una forma al entorno adecuado para formar otra forma, por lo que aparecen varias formas complejas de copos de nieve. Algunos parecen gemelos, otros parecen púas. Incluso los copos de nieve con forma de estrella pueden tener tres ramas, seis ramas o incluso doce o dieciocho ramas.
Los anteriores son todos casos de un solo copo de nieve. Cuando los copos de nieve caen, pueden adherirse fácilmente entre sí y fusionarse en copos de nieve más grandes. La fusión de los copos de nieve se observa principalmente en las tres situaciones siguientes. (1) Cuando la temperatura es inferior a 0°C, los copos de nieve chocan mientras caen lentamente. La colisión crea presión y calor, lo que hace que algunos de los copos de nieve de las partes en colisión se derritan y se peguen entre sí, y luego esta agua derretida se congela inmediatamente. De esta forma los dos copos de nieve se fusionan. (2) Cuando la temperatura es ligeramente superior a 0 °C, los copos de nieve ya están cubiertos con una capa de película de agua. En este momento, si dos copos de nieve entran en contacto entre sí, se pegarán gracias a la tensión superficial del. agua. (3) Si las ramas de los copos de nieve son muy complicadas, se pueden colgar dos copos de nieve juntos simplemente trepando.
Los copos de nieve caen desde las nubes al suelo la distancia es larga y cuando las condiciones son adecuadas, pueden trepar muchas veces y volverse muy grandes. En caso de fuertes nevadas, a veces aparecen copos de nieve con forma de plumas de ganso, formados tras múltiples fusiones.
Sin embargo, en ocasiones, cuando los copos de nieve entran en contacto entre sí, no se fusionan, sino que se rompen, lo que producirá algunos copos de nieve deformados.
Por ejemplo, durante las nevadas, a veces se ven algunas "ramas de estrella", que es el caso.
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Las nubes son la base de las precipitaciones y el eslabón intermedio en el ciclo del agua en la Tierra. El desarrollo de las nubes siempre va acompañado del intercambio de energía. Las formas de las nubes varían ampliamente y una determinada forma de nube suele ir acompañada de un determinado tipo de clima, por lo que las nubes tienen cierta importancia a la hora de predecir los cambios climáticos.
(1) Condiciones de formación y clasificación de las nubes
En la atmósfera, una condición importante para la condensación es la existencia de núcleos de condensación, y el aire alcanza un estado sobresaturado. Para la formación de nubes, la sobresaturación es causada principalmente por el enfriamiento adiabático del aire a medida que asciende verticalmente. Diferentes formas y tamaños de movimiento ascendente dan como resultado nubes de diferentes estados, alturas y espesores. Hay cuatro formas principales de movimiento ascendente de la atmósfera:
1. Convección térmica
Se refiere al movimiento convectivo ascendente causado por el calentamiento desigual de la superficie terrestre y la inestabilidad en la interfaz entre ellas. la atmósfera y la atmósfera. Las nubes formadas por movimiento convectivo son en su mayoría cúmulos.
2. Ascenso dinámico
Se refiere al movimiento ascendente a gran escala de aire cálido y húmedo causado por frentes y flujos de aire convergentes. Las nubes formadas por este movimiento son principalmente nubes estratiformes.
3. Fluctuaciones atmosféricas
Se refiere al movimiento ondulatorio que se produce cuando la atmósfera fluye bajo un terreno irregular o capas de inversión. Las nubes producidas por las fluctuaciones atmosféricas son principalmente onduladas.
4. Elevación del terreno
Se refiere al movimiento ascendente cuando la atmósfera encuentra una obstrucción del terreno y se ve obligada a elevarse. Las nubes formadas por este movimiento incluyen cúmulos, nubes fluctuantes y nubes estratocúmulos, que a menudo se denominan nubes orográficas.
Aunque las nubes tienen muchas formas, siempre existen ciertas reglas para su formación. Según la altura de formación de las nubes y en combinación con su forma, el país divide las nubes en 4 categorías y 10 géneros. En el "Atlas de nubes de China" publicado en 1972, las nubes se dividieron en 3 categorías y 11 géneros (Tabla 3-3, consulte el Capítulo 5 de "Práctica de meteorología y climatología").
(2) La formación de varias nubes
1. La formación de los cúmulos
Los cúmulos son nubes que se desarrollan verticalmente, incluyendo principalmente cúmulos ligeros, cúmulos densos y cumulonimbos. Las nubes cumulonimbus se forman por la tarde en verano y se caracterizan por bases de nubes aisladas y dispersas, bases de nubes planas y cimas de nubes elevadas.
La formación de nubes cumulonimbus siempre está relacionada con el movimiento convectivo ascendente en la atmósfera inestable. Si la formación de cúmulos está relacionada con la convección, además de las condiciones de condensación, también depende de la altura que se puede alcanzar cuando la convección aumenta. Si la altura máxima que puede alcanzar el ascenso convectivo (el límite superior de la convección) es mayor que la altura de condensación, se formarán cúmulos; de lo contrario, no se formarán cúmulos. Cuanto más fuerte es la convección, mayor es la diferencia entre el límite superior de convección y la altura de condensación, y mayor es el espesor de los cúmulos. El rango horizontal de la zona ascendente convectiva es grande, y el rango horizontal de los cúmulos también es grande.
Los cúmulos lite, los cúmulos densos y los cumulonimbos son diferentes etapas del desarrollo de los cúmulos. La causa más típica de las nubes cumulonimbos es la convección térmica dentro de la masa de aire. En verano, el suelo está expuesto a una fuerte radiación del sol y la temperatura del suelo es muy alta, lo que calienta aún más la capa de aire cerca del suelo. Debido al desnivel de la superficie terrestre, el aire en algunos lugares se calienta más y el aire en otros lugares es húmedo. Por lo tanto, se generarán masas de aire grandes y pequeñas (burbujas calientes) en la capa de aire terrestre, y su temperatura,. La humedad y la densidad son ligeramente diferentes a las de las áreas circundantes. La temperatura interna de estos bloques de aire es relativamente alta y se crean y desaparecen constantemente debido a la flotabilidad del aire circundante y la influencia del viento. Masas de aire más grandes se elevarán a mayores altitudes y, cuando superen la altura de condensación, formarán células convectivas, que luego se desarrollarán gradualmente hasta convertirse en cúmulos ligeros aislados, dispersos, de fondo plano y de cima convexa. Dado que el movimiento del aire es continuo y se compensa entre sí, el aire ascendente se enfría y el vapor de agua se condensa formando nubes, mientras que las nubes están rodeadas de aire que desciende y se repone. El aire que desciende se calienta rápidamente de forma adiabática y no forma nubes. Entonces los cúmulos se dispersan y el cielo azul queda expuesto entre las nubes. Para un área determinada, al mismo tiempo, la distribución horizontal de la temperatura y la humedad del aire es básicamente la misma, y su altura de condensación también es básicamente la misma, por lo que la parte inferior de la nube cumulonimbus es plana.
Si el límite superior de convección es ligeramente superior a la altura de condensación, normalmente sólo se pueden formar cúmulos ligeros. Dado que la cima de la nube es generalmente inferior a la altura de la isoterma de 0°C y el cuerpo de la nube está compuesto de gotas de agua, la velocidad de la corriente ascendente en la nube no es grande, generalmente no más de 5 m/s, y la turbulencia en la nube también es débil. A la altitud donde aparecen los cúmulos ligeros, si hay fuertes vientos y turbulencias fuertes, el cuerpo de nubes de los cúmulos ligeros se romperá. Este tipo de nube se llama cúmulos rotos.
Cuando el límite superior de convección supera con creces la altura de condensación, el cuerpo nuboso es alto y la cima de la nube tiene forma de coliflor, formándose Cumulus Congestus.
Las cimas de sus nubes se extienden hasta altitudes inferiores a 0°C. Las cimas de las nubes están compuestas de gotas de agua superenfriadas. Las corrientes ascendentes en las nubes son muy fuertes, alcanzando 15-20 m/s, y la turbulencia en las nubes también es muy fuerte.
Si la corriente ascendente es fuerte, la parte superior de la nube cumulonimbus se estirará aún más hacia arriba, y la parte superior de la nube puede extenderse hasta una altura inferior a -15°C. Las cimas de las nubes luego se congelan formando cristales de hielo, creando estructuras erráticas que forman nubes cumulonimbus. La parte superior de una nube cumulonimbus es arrastrada horizontalmente en forma de yunque por los vientos de gran altitud, lo que se llama nube de yunque. En la dirección del viento, el yunque de la nube puede extenderse muy lejos, por lo que su dirección de extensión puede usarse para determinar la dirección del movimiento de las nubes cumulonimbus. Las nubes cumulonimbus son muy espesas y oscilan entre 5.000 y 8.000 metros en latitudes medias hasta 10.000 metros o más en latitudes bajas.
Las velocidades de las corrientes ascendentes y descendentes en las nubes son muy altas. Las corrientes ascendentes suelen alcanzar 20-30 m/s. Se ha observado una velocidad ascendente de 60 m/s. La velocidad de las corrientes descendentes también es de 10-15. m/s. La turbulencia en las nubes es muy fuerte.
Las nubes cumulonimbus formadas por convección térmica tienen cambios diurnos evidentes. Por lo general, por la mañana hay en su mayoría cúmulos ligeros. A medida que la convección se intensifica, gradualmente se convierte en cúmulos densos. Por la tarde, la convección alcanza su punto máximo y generalmente se convierte en cumulonimbos. Por la noche, la convección se debilita y las nubes cumulonimbos se disipan gradualmente, evolucionando a veces a pseudocumulonimbos, cumulonimbos altocúmulos y cumulonimbos estratocúmulos. Si todavía hay cúmulos ligeros en el cielo por la tarde, significa que el aire es relativamente estable, los cúmulos ya no pueden desarrollarse ni crecer y el clima es bueno. Por lo tanto, los cúmulos ligeros también se denominan cúmulos claros. nubes, que son señal de días soleados continuos. En verano, si aparecen cúmulos densos muy temprano en la mañana, significa que el aire ya es inestable y se pueden formar cumulonimbos. Por lo tanto, los cúmulos densos por la mañana son un signo de tormentas eléctricas. La evolución de las nubes estratocúmulos en la tarde después de que los cúmulos se disipan indica una estratificación del aire estable, y una vez que las nubes se disipan durante la noche, indica que el tiempo seguirá despejándose. Se puede observar que las características de variación diurna de los cúmulos formados por convección térmica son útiles para juzgar directamente los cambios climáticos a corto plazo.
2. La formación de los estratocúmulos
Los estratocúmulos son una cortina de nubes uniforme, generalmente con una gran extensión horizontal, que incluye cirros, cirroestratos, altoestratos y nimboestratos.
Las nubes estratocúmulos son el resultado de movimientos ascendentes sistemáticos de aire a gran escala, debido principalmente al movimiento ascendente de frentes. Este movimiento ascendente sistemático suele tener una gran extensión horizontal y una velocidad ascendente de sólo 0,1-1 m/s, pero debido a su larga duración puede elevar el aire durante muchos kilómetros. Por ejemplo, cuando el aire cálido se mueve hacia el lado del aire frío, debido a sus diferentes densidades, el aire cálido y húmedo estable se desliza lentamente hacia arriba a lo largo de la pendiente del aire frío, se enfría adiabáticamente y forma nubes estratiformes. La base de la nube coincide con la pendiente donde se encuentran el aire cálido y el frío (también llamado frente), y la parte superior de la nube es casi horizontal. El espesor de las nubes varía mucho en diferentes partes de la superficie inclinada. En la parte delantera se encuentran los cirros y cirroestratos, que tienen el espesor más fino, oscilando generalmente entre unos pocos cientos de metros y 2.000 metros. El cuerpo de la nube está compuesto de cristales de hielo. En el medio se encuentran nubes altoestratos, que generalmente tienen entre 1.000 y 3.000 metros de espesor. La parte superior está compuesta principalmente por cristales de hielo, y la parte principal está compuesta principalmente por cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada fusionadas. El final son las nubes nimboestratos, cuyo espesor es generalmente de 3000 a 6000 m. La parte superior está compuesta por cristales de hielo, la parte media está compuesta por gotas de agua sobreenfriada y cristales de hielo y la parte inferior está compuesta por gotas de agua porque la temperatura es superior a 0. grados centígrados.
Se puede ver por la formación de nubes estratificadas en el sistema anterior que algunas nubes pueden usarse como señales antes de que llegue la precipitación. Las nubes cirros, por ejemplo, suelen aparecer en la parte frontal del sistema de nubes estratocúmulos. Su aparición suele ir acompañada de un halo solar y un halo lunar, por lo que si ves un halo solar en el cielo, sabrás que las nubes cirros se están acercando. Habrá capas de lluvia en el futuro a medida que las nubes se acerquen, el clima puede volverse lluvioso. El proverbio campesino "el sol cubre la lluvia a medianoche, la luna cubre el viento al mediodía" se refiere a este tipo de signos.
3. La formación de las nubes onduladas
Las nubes onduladas son nubes onduladas, incluidas las nubes cirros, los altocúmulos y los estratocúmulos. La velocidad creciente de las nubes puede alcanzar decenas de centímetros por segundo, sólo superada por la velocidad creciente de las nubes cumulonimbus.
Cuando el aire fluctúa, el aire sube en los picos de las olas y desciende en los valles.
Debido al enfriamiento adiabático, las nubes se forman donde el aire asciende, pero no se forman donde el aire desciende. Si hay estratos uniformemente gruesos en el frente de la onda, las nubes en la cresta de la onda se volverán más gruesas y las nubes en el valle de la onda se volverán más delgadas y desaparecerán. Las franjas de nubes paralelas formadas de esta manera mantendrán una cierta distancia entre ellas. y convertirse en ondas columnares o lineales.
En general, se cree que hay dos razones principales para la formación de fluctuaciones: primero, hay una interfaz en la atmósfera con diferentes densidades y velocidades de flujo de aire, y esta interfaz causa fluctuaciones. La segunda es la fluctuación causada por el flujo de aire sobre montañas y crestas (llamadas ondas topográficas o ecos). Las fluctuaciones ocurren en la interfaz donde la velocidad del viento es alta y la densidad es baja en la capa superior, y la velocidad del viento es baja y la densidad es alta en la capa inferior. Debido a las diferentes alturas, la dirección y la velocidad del viento a menudo cambian. con el tiempo, y la dirección de las fluctuaciones también cambia en consecuencia. Nuevas fluctuaciones se superponen a las fluctuaciones originales. Esto crea un patrón de nubes en forma de tablero de ajedrez. Cuando la capa de aire fluctuante es muy alta, se forman cirros; cuando la capa de aire fluctuante es muy alta, se forman nubes altocúmulos; cuando la capa de aire fluctuante es muy baja, se forman nubes estratocúmulos;
El espesor de las nubes onduladas no es grande, generalmente de decenas a cientos de metros, a veces hasta 1000-2000 metros. Cuando aparece, a menudo indica que la capa de aire es relativamente estable y los cambios climáticos son. pequeño. Los proverbios "Las nubes de azulejos matarán a la gente bajo el sol" y "Hay carpas en el cielo, pero mañana no hay necesidad de girar el grano" se refieren a la situación en la que el tiempo está despejado y cambia poco después de la aparición de los altocúmulos fóticos. o estratocúmulos fóticos. Sin embargo, las nubes de ondas sistemáticas, como los cirros, evolucionan a partir de fluctuaciones en los cirros o cirroestratos, por lo que están asociadas con grandes áreas de nubes estratocúmulos y anuncian la llegada del viento y la lluvia. "Es un cielo con escamas de pez, hace viento aunque no llueva" se refiere a este tipo de presagio.
4. Grupos de nubes especiales
Además de los grupos de nubes mencionados anteriormente, también existen algunos grupos de nubes especiales, como nubes fortaleza, nubes floculantes, nubes esféricas colgantes y vainas. nubes, etc. Hay tendencias que a menudo indican cambios en el clima. Por tanto, comprender sus causas y características ayuda a utilizarlos para predecir el tiempo futuro.
(1) Nubes esféricas suspendidas: se refiere a las nubes que cuelgan en la parte inferior de las nubes, a menudo aparecen en la parte inferior de las nubes cumulonimbus. A veces también se ve en la base de nubes altocúmulos, altocúmulos y nimbos.
Cuando hay una gran cantidad de gotas de agua en la nube, si hay una fuerte corriente ascendente cerca de la base de la nube para fijar las gotas de agua que caen, un grupo de nubes que parece estar suspendido en la base de la nube formarse. Esta es una nube esférica colgante.
La aparición de nubes globulares colgantes suele ser un signo de precipitación, porque una vez que la corriente ascendente se debilita, las gotas de agua que previamente se levantaron caerán formando precipitación.
(2) Nubes de castillo y nubes floculantes: la parte inferior de la nube de castillo es horizontal, con pequeñas torres de nubes yuxtapuestas en la parte superior, con forma de castillo distante. Este tipo de formación de nubes suele desarrollarse sobre la base de nubes onduladas. Cuando se forman nubes onduladas debajo de la capa de inversión, si la capa de inversión no es demasiado gruesa, cuando se produce turbulencia debajo de la capa de inversión, fuertes corrientes ascendentes pasan a través de la capa de inversión, lo que hace que el vapor de agua se condense y forme una parte superior redonda. nubes con forma. Los tipos comunes de nubes altocúmulos son los altocúmulos y las nubes altocúmulos.
Los individuos de las nubes floculentas están fragmentados y tienen forma de bolas de algodón. Suelen formarse bajo la fuerte mezcla turbulenta de capas de aire húmedo, principalmente nubes altocúmulos floculantes.
En la mitad del año a mediados del verano, si aparecen altocúmulos en forma de fortaleza o altocúmulos floculantes por la mañana, indica que la capa de aire superior es inestable. Al mediodía, se desarrolla la convección a baja altitud. , y las capas de aire inestables superior e inferior se combinan para producir una fuerte corriente ascendente, formando nubes cumulonimbus, tormentas eléctricas o granizo. La convección se debilita por la noche y, si aparecen altoscúmulos en forma de fortaleza, esto indica que un sistema inestable se acercará a gran altitud y que pueden ocurrir tormentas sistémicas al día siguiente.
(3) Nubes lenticulares: Las nubes lenticulares son gruesas en el medio y delgadas en los bordes, y el cuerpo de la nube tiene forma de vaina. Las nubes lenticulares comunes incluyen principalmente altocúmulos lenticularis y estratocúmulos lenticularis.
Las nubes lenticulares se forman cuando se encuentran corrientes ascendentes y descendentes locales. Cuando las corrientes ascendentes enfrían el aire adiabáticamente y forman nubes, si las corrientes ascendentes son bloqueadas por las corrientes descendentes, las corrientes descendentes adelgazan gradualmente los bordes de las nubes, formando nubes en forma de vaina. En zonas montañosas, el flujo de aire afectado por el terreno también puede formar nubes lenticulares.
Lo anterior describe el proceso de formación física de los cúmulos, estratos, nubes onduladas y algunas nubes especiales. Pero no son estáticos de forma aislada. A medida que cambian las condiciones, pueden desarrollarse o disiparse, o pueden transformarse de un tipo de nube a otro. Por ejemplo, en los cumulonimbos, los cumulonimbos ligeros pueden convertirse en cumulonimbos densos y finalmente en cumulonimbos. A medida que las nubes cumulonimbos se disipan, pueden evolucionar a pseudocumulonimbos, cumulonimbos altocúmulos y cumulonimbos estratocúmulos. Otro ejemplo es que las nubes corrugadas pueden evolucionar hacia nubes estratocúmulos a medida que se desarrollan (las nubes altocúmulos oscurecidas evolucionarán hacia nubes altocúmulos y las nubes estratocúmulos ocluidas evolucionarán hacia nubes nimboestratocúmulos). Cuando las nubes estratocúmulos se disipan, también pueden evolucionar a nubes estratocúmulos (las nubes nimboestratocúmulos pueden evolucionar a altocúmulos, altocúmulos o nubes estratocúmulos cuando se disipan). En definitiva, la generación, desarrollo y evolución de las nubes es compleja y regular.
Referencia: "Meteorología y Climatología" (Tercera Edición) de Zhou Shuzhen
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La niebla es la condensación de vapor de agua compuesta por pequeñas gotas de agua o cristales de hielo que flotan en el aire. las capas cercanas a la superficie de la atmósfera. Dado que la niebla es condensación de vapor de agua, su causa debe encontrarse en las condiciones de condensación del vapor de agua. No existen más que dos razones para la saturación de vapor de agua en la atmósfera: una se debe a la evaporación, que aumenta el vapor de agua en la atmósfera; la otra se debe al enfriamiento del propio aire; En el caso de la niebla, el enfriamiento es aún más importante. Cuando hay núcleos de condensación en el aire, se producirá condensación si el vapor de agua continúa aumentando o condensándose en el aire saturado. La niebla se forma cuando las gotas de agua condensada reducen la visibilidad horizontal a menos de 1 km.
Además, la excesiva velocidad del viento y las fuertes perturbaciones no favorecen la formación de niebla.
Por lo tanto, en cualquier área que sea propicia para un enfriamiento del aire de nivel inferior, si hay suficiente vapor de agua, vientos débiles, condiciones atmosféricas estables y una gran cantidad de núcleos de condensación, lo más probable es que se forme niebla. para formar. Generalmente, hay más oportunidades de que se forme niebla en zonas industriales y centros urbanos porque allí hay abundantes núcleos de condensación.
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El rocío son gotas de agua que se condensan cuando el vapor de agua encuentra objetos fríos. Para ilustrar la causa del rocío, puedes simular las condiciones bajo las cuales se forma el rocío en la naturaleza, usando la evaporación del agua para aumentar la humedad del aire y el hielo para bajar la temperatura del objeto, lo que hace que aparezca rocío en los objetos fríos. A través de este experimento, los estudiantes pueden comprender las causas del rocío y aprender a diseñar experimentos de simulación.
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En las mañanas de la estación fría, las briznas de hierba y los terrones de tierra suelen estar cubiertos por una capa de cristales de escarcha. Brillan con la luz de la mañana y se derriten cuando sale el sol. La gente suele llamar a este fenómeno "helada". Al revisar el calendario, siempre aparece el término solar "Descenso de las heladas" a finales de octubre de cada año. Hemos visto nieve, hemos visto lluvia, pero no hay nadie que no haya visto "escarcha". De hecho, la escarcha no cae del cielo, sino que se forma en el aire cerca del suelo.
La escarcha es una especie de cristal de hielo blanco que se forma principalmente por la noche. En raras ocasiones, antes del atardecer, cuando el sol se pone en ángulo, también comenzará a formarse escarcha. Por lo general, la escarcha se derrite poco después del amanecer. Pero en climas fríos o en lugares sombreados, las heladas pueden durar todo el día.
Las heladas por sí solas no son dañinas ni beneficiosas para las plantas. Lo que habitualmente se denomina "daños por heladas" son en realidad "daños por heladas" que se producen al mismo tiempo que se forma la escarcha.
La formación de escarcha no sólo está relacionada con las condiciones climáticas del momento, sino también con las características de los objetos adheridos. Cuando la temperatura de la superficie del objeto es muy baja y la temperatura del aire cerca de la superficie del objeto es relativamente alta, se producirá una diferencia de temperatura entre el aire y la superficie del objeto. del objeto y el aire es causada principalmente por el enfriamiento por radiación de la superficie del objeto. Debido a esto, cuando el aire más cálido entra en contacto con una superficie más fría, se enfriará hasta el punto en que se sobresatura con vapor de agua, y el exceso de vapor de agua precipitará. Si la temperatura es inferior a 0°C, el exceso de vapor de agua se condensará formando cristales de hielo en la superficie del objeto, lo que se convierte en escarcha. Por lo tanto, la escarcha siempre se forma en condiciones climáticas propicias para el enfriamiento radiativo de la superficie.
Además, las nubes dificultan el enfriamiento radiativo de los objetos terrestres durante la noche. Las nubes en el cielo no favorecen la formación de escarcha, por lo que la escarcha aparece principalmente en las noches despejadas, es decir, el enfriamiento radiativo de los objetos terrestres. el suelo es tiempo fuerte.
Además, el viento también influye en la formación de escarcha. Cuando hay una suave brisa, el aire fluye lentamente sobre la superficie de los objetos fríos, proporcionando constantemente vapor de agua, lo que favorece la formación de escarcha. Sin embargo, cuando el viento es fuerte, el aire fluye muy rápidamente y el tiempo de contacto con la superficie de los objetos fríos es demasiado corto. Al mismo tiempo, cuando el viento es fuerte, las capas de aire superior e inferior se mezclan fácilmente entre sí. , lo que no favorece la reducción de la temperatura, dificultando así la formación de heladas. En términos generales, cuando la velocidad del viento alcanza el nivel 3 o superior, es menos probable que se forme escarcha.
Por ello, las heladas suelen formarse en noches despejadas, ventosas o tranquilas durante la estación fría.
La formación de escarcha no sólo está relacionada con las condiciones climáticas antes mencionadas, sino también con las características de los objetos de la superficie. Se forma escarcha en superficies que se enfrían por radiación, por lo que cuanto más fácil sea para la superficie irradiar calor y enfriarse rápidamente, más fácil será que se forme escarcha.
Objetos similares en las mismas condiciones tienen la misma cantidad de calor en su interior si tienen la misma masa. Si emiten calor a la misma hora de la noche, los objetos con mayor superficie emiten más calor al mismo tiempo, se enfrían más rápido y son más susceptibles a las heladas. Esto significa que los objetos con una superficie relativamente grande en comparación con la masa son más susceptibles a las heladas. Las hojas de césped son livianas pero tienen una gran superficie, lo que las hace más susceptibles a las heladas. Además, los objetos con superficies rugosas son más propicios al enfriamiento radiativo que los objetos con superficies lisas, por lo que los objetos con superficies rugosas (como terrones de tierra) tienen más probabilidades de congelarse.
La escarcha desaparece de dos formas: una es sublimándose en vapor de agua, y la otra es fundiéndose en agua. La más común es que se derrita y desaparezca a medida que aumenta la temperatura después del amanecer. El agua derretida por las heladas ayuda a que los cultivos crezcan.
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El granizo cae de las nubes al igual que la lluvia y la nieve. Sin embargo, la nube de granizo es una nube cumulonimbus muy vigorosa, y sólo una nube cumulonimbus particularmente vigorosa producirá granizo.
Las nubes cumulonimbus, como todo tipo de nubes, se forman por el aire que se eleva y se condensa cerca del suelo. Cuando el aire se eleva desde el suelo, su volumen se expande a medida que aumenta la presión del aire. Si el aire ascendente intercambia calor con el entorno, la temperatura del aire disminuirá debido a la energía consumida por la expansión. Este cambio de temperatura se llama enfriamiento adiabático. . Se ha calculado que por cada 100 metros de aire que se eleva en la atmósfera, la temperatura disminuye aproximadamente 1 grado debido al cambio adiabático. Sabemos que a una determinada temperatura, hay un límite en la cantidad de vapor de agua que el aire puede contener. Alcanzar este límite se llama "saturación". A medida que la temperatura disminuye, la cantidad de vapor de agua que puede contener el aire disminuirá. Por lo tanto, el aire insaturado original puede alcanzar la saturación debido al enfriamiento adiabático cuando se mueve hacia arriba. Después de que el aire se satura, el exceso de vapor de agua se adherirá a los núcleos de condensación que flotan en el aire para formar gotas de agua. Cuando la temperatura desciende por debajo de los cero grados centígrados, el exceso de vapor de agua se condensa en pequeños cristales de hielo. Estas gotas de agua y cristales de hielo