Definicja pojęcia:

deszcz

Deszcz – objawia się pod postacią opadów atmosferycznych, które jako krople wody spadają na powierzchnię Ziemi. Pojęcie deszcz jest używane w przypadku, kiedy dochodzi do opadów kropel o średnicy większej niż 0,5 mm. Poniżej tej wielkości mamy do czynienia z tzw. mżawką.
  1. Rodzaje deszczu
  2. Powstawanie deszczu
  3. Występowanie opadów deszczu
  4. Cykl hydrologiczny
  5. Kondensacja
  6. Kwaśne deszcze
  7. Sztuczny deszcz (zasiewanie chmur)

Rodzaje deszczu

Opady pod postacią deszczu możemy podzielić na trzy kategorie w zależności od ich intensywności:
  • opady lekkie- opady poniżej 0,25 cm wody na godzinę
  • opady umiarkowane- od 0,25 do 0,75 cm wody na godzinę
  • opady silne- powyżej 0,75 cm wody na godzinę

Istnieją także opady, które nie są w stanie dosięgnąć powierzchni Ziemi, tj. nie spadają na nią. Jest to tzw. virga.

Powstawanie deszczu

Głównym czynnikiem powstawania deszczu jest tzw. cykl hydrologiczny, a dokładniej poziom parowania wody z powierzchni Ziemi. W przypadku obfitego parowania wody dochodzi do powstawania chmur. Następuje to na skutek przemieszczania się pary wodnej wraz z masami ciepłego powietrza do atmosfery i ochładzania się temperatury powietrza (w wyższych partiach stratosfery panuje niższa temperatura– obniża się ona co 100 m o około 0,6 °C). Tam ulega ona zagęszczeniu (zmiana stanu skupienie z gazowego w ciekły). Do opadów deszczu dochodzi w momencie, kiedy krople wody zlokalizowane w chmurach osiągają odpowiednią masę. Jest to możliwe dzięki łączeniu się ich w większe krople. Dopiero wówczas są w stanie swobodnie opaść na ziemię. W przypadku, gdy dochodzi do uformowania się zbyt lekkich kropelek, może wystąpić zjawisko parowania - taka kropla w ogóle nie doleci powierzchni Ziemi lub też może zostać z powrotem przeniesiona do chmury za pomocą ruchów powietrza.
Wyłądowania elektryczne w trakcie opadów deszczu. pixapay.com

Występowanie opadów deszczu

Deszcz jako zjawisko atmosferyczne występuje praktycznie na całej planecie. Jedynymi obszarami, na których nie występują opady deszczu w postaci ciekłej są okolice biegunów, czyli strefy klimatu polarnego. Fakt ten związany jest to ze stale utrzymującymi się temperaturami powietrza poniżej 0°C.
 

Częstotliwość opadów jest silnie uwarunkowana przez następujące czynniki: strefę klimatyczną, obieg hydrologiczny, zasobność danego rejonu w wodę (zmagazynowaną w roślinach, naturalnych i sztucznych zbiornikach wodnych) oraz natężenie cyrkulacji mas powietrza. W skali roku najmniejsze opady odnotowuje się w strefach pustynnych, stepowych oraz w głębi lądu, gdzie obieg hydrologiczny jest zaburzony na skutek niewielkich zasobów wodnych i praktycznie zerowego parowania. Natomiast największą średnią opadów w skali roku można odnotować w strefie równikowej. Ma to związek z nadmierną transpiracją z roślin, wywołaną wysoką temperaturą, W klimacie równikowym występuje duża wilgotność powietrza. Dodatkowo tereny te znajdują się w obrębie niżu. Wszystkie te elementy skutkują częstym pojawianiem się ulewnych deszczy.
Deszcz, fot. pixabay.com

Cykl hydrologiczny

Jest to proces naturalnego obiegu wody na całej planecie. W jego skład można zaliczyć zjawiska odbywające się zarówno w atmosferze, litosferze, jak i w biosferze. Wśród tych pierwszych wyróżniamy: parowanie, opady, kondensację i transport wody. Natomiast do procesów zachodzących w biosferze i biorących udział w cyklu hydrologicznym zalicza się oddawanie i pobieranie wody w trakcie oddychania (transpiracji). Istotne z punktu widzenia cyklu hydrologicznego procesy odbywające się w litosferze to podziemny i powierzchniowy transport wody oraz wsiąkanie.

Cykl hydrologiczny możemy podzielić na dwa obiegi: mały i duży. Mały obieg oznacza zamknięty cykl krążenia wody pomiędzy oceanem a atmosferą bądź też kontynentem lub atmosferą. Natomiast duży obieg oznacza krążenie wody pomiędzy kontynentem, atmosferą i oceanem.

Najczęściej wskazywanym początkiem całego cyklu hydrologicznego jest parowanie, które zachodzi nad powierzchniami oceanów i mórz. Woda, pod postacią pary wodnej, unosząc się ponad powierzchnię ulega procesowi kondensacji, w skutek czego powstają chmury. Następnie, z powodu przemieszczania się mas powietrza, wcześniej utworzone chmury zostają przeniesione nad powierzchnię lądów, gdzie w postaci opadów cała zgromadzona w nich woda spada na powierzchnię litosfery. Część wody ulega wsiąkaniu (zasilając tym samym podziemne rzeki i jeziora), spływa zasilając rzeki lub odparowuje z powrotem do atmosfery. Dzięki temu ponownie dostaje się do mórz i oceanów i w ten sposób zamyka cykl hydrologiczny.

Niestety, aż 97 % wody znajdującej się na ziemi to woda słona. Zgromadzona jest ona w oceanach i morzach. 2 % wody to woda słodka, która została uwięziona w postaci lodu w lodowcach, a 1 % stanowi woda znajdująca się w rzekach, jeziorach oraz wody gruntowe i głębinowe. Jest to jedyna część wody przydatna człowiekowi do użytku ogólnego.
 
Schemat Cyklu Hydrologiczne. wikipedia.com

Kondensacja

Jest to zjawisko zachodzące w momencie, kiedy temperatura powietrza osiąga tzw. „punkt rosy”. Oznacza to, że powietrze osiąga graniczą temperaturę, przy której zawarta w nim para wodna maksymalnie nasyca się. Poniżej tej temperatury para wodna zaczyna się skraplać. Zjawisko cyrkulacji jest przyczyną gromadzenia się kropel wody w większych skupiskach. Dzięki temu stają się większe, cięższe. To z kolei powoduje, że są w stanie pokonać opór powietrza i opaść na powierzchnię ziemi. Jest to więc proces, który prowadzi do zagęszczania się pary wodnej w powietrzu. Dzięki niemu dochodzi do formowania się chmur. Im niższa temperatura powietrza, tym kondensacja zachodzi szybciej. Innymi słowy, w niższej temperaturze woda szybciej zamienia się w parę i szybciej powstają chmury, a zawarte w nich krople stają się duże i ciężkie, dzięki czemu mogą spaść na ziemię w postaci deszczu. W wyższych temperaturach proces ten zachodzi wolniej.

Kwaśne deszcze

Są to opady atmosferyczne, których pH jest niższe niż 5,6 pH. Są to więc opady o odczynie kwaśnym. W skład takich deszczy wchodzą pochłonięte z powietrza gazy zmieszane z wodą. Najczęściej są to tlenek azotu, siarkowodór, dwutlenek siarki, chlorowodór, dwutlenek węgla. Głównym źródłem przedostawania się tych związków do atmosfery są procesy produkcji przemysłowej, spalania paliw, wybuchów wulkanicznych, wyładowań atmosferycznych i innych czynników naturalnych. W ich powstawaniu ogromną rolę odgrywa poziom zanieczyszczenia powietrza szkodliwymi substancjami.
Chmury burzowe. Pixabay.com

Sztuczny deszcz (zasiewanie chmur)

Istnieje możliwość wywołania sztucznego deszczu. Do tego celu wykorzystuje się tzw. sztuczne jądra lodowe. Zazwyczaj do ich utworzenia używa się kryształków suchego lodu z jodkiem srebra, które należy rozpylić w okolicy chmury. Za pomocą suchego lodu w bardzo krótkim czasie obniża się temperaturę powietrza aż do –78 C. Dzięki temu w bardzo krótkim czasie wytrącają się naturalne kryształki lodu. Za pomocą jodku srebra w prosty sposób wywołuje się dym, który jest zbudowany z bardzo małych cząsteczek. Stają się one jądrami krystalizacji. Najdogodniejszymi warunkami, aby przeprowadzić tego typu eksperyment jest temperatura powietrza –10 C. Wymaganie jest także utrzymanie stosunku kropli wody do jąder 1000:1. Przy próbie wywołania sztucznego deszczu w trakcie panowania innych warunków pogodowych działanie się nie powiedzie. Sukces w zasiewaniu chmur można osiągnąć dzięki wiedzy na temat właściwości chmur (fizyka chmur). Jeśli już uda się otrzymać sztuczne opady, to zwykle są one niewielkie (do 10mm) i stosunkowo krótkie (nie przekroczą 15 minut).

Przykłady opadów na innych planetach w naszym układzie słonecznym:
  • Na Wenus występują opady stworzone z kwasu siarkowego.
  • Na Tytanie (księżyc Saturna) występują opady z metanu.
  • W przypadku Jowisza i Saturna mamy do czynienia z deszczem zbudowanym z ciekłego helu.
  • Na Neptunie, Saturnie, Jowiszu i Uranie na skutek występowania ekstremalnych warunków ciśnieniowych metan jest poddawany bardzo wysokiemu ciśnieniu, przez co zamienia się w diament.
Opady deszczu w lasach tropikalnych. pixabay.com

Bibliografia

  1. Gruszczyński, Paweł; “Etyczne dylematy gospodarki wodno-ściekowej w Polsce ”; Annales. Etyka w Życiu Gospodarczym 1 (2007): 369-375;
  2. H.R. Pruppacher, J.D. Klett; “Microphysics of Clouds and Precipitation”; 976 stron, Springer;
  3. “Słownik meteorologiczny”; Polskie Towarzystwo Geofizyczne, wyd. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa 2003;
  4. “Życie świata – natura świata ”; Wyd. Polskie Media sp. z.o.o. Poznań ISSN 1429-1886, str 93-94;
  5. “Der grosse ADAC Reise- und Freizeitfuehrer Fluesse und Seen in Deutschland”; Monachium: ADAC, 1988, s. 16,;
  6. Suárez-Orozco, Carola, et al; “Toxic rain in class: Classroom interpersonal microaggressions ”; Educational Researcher 44.3 (2015): 151-160.;
  7. Schindler, D. W. (1988); “Effects of acid rain on freshwater ecosystems”; Science, 239(4836), 149-157.;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.9
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy