راز روزهای بارانی

یک بارندگی معمولی می تواند حدود هشت میلیون لیتر آب را تنها در ۲.۶ کیلومتر مربع از سطح زمین جاری کند؛ اما برخی از سیلاب ها و توفان ها به ثبت آمار و ارقام بسیار بیشتری موفق شده اند.

به عنوان مثال یکی از مشهورترین توفان های تاریخ که سال ۱۹۷۷ و در کشور مغولستان رخ داد، تنها طی یک ساعت توانست رکورد ارتفاع آب جمع آوری شده سطحی را تا مرز ۴۱ سانتی متر افزایش دهد؛ در حالی که این رقم در شرایط نسبتا معمول چیزی حدود ۵ / ۲ سانتی متر است. اما بارندگی بیشتر مرهون تغییراتی است که بین ذرات میکروسکوپی رخ می دهد. در مجموع برای آن که باران ببارد، نخست باید یک قطره کوچک بتواند خود را با نسبت ها و اندازه های یک قطره باران هماهنگ کند و این یعنی عرض آن به حدود دو میلی متر برسد. تنها برخی از ابرها آن قدر دوام می آورند تا بتوانند قطرات موجود در خود را تا حد لازم از طریق میعان بزرگ کنند و البته میعان تنها یکی از چند مرحله ای است که برای نزول باران باید انجام شود. از طرف دیگر اغلب قطرات باران در عرض های جغرافیایی حدواسط به حضور بی قید و شرط آب و یخ آن هم در درجه حرارت های زیر نقطه انجماد وابسته هستند.

آغاز باران از هسته اولیه

ابر می تواند حاوی آبی باشد که حتی در درجه حرارت های خیلی پایین از جمله منفی ۳۹ درجه سلسیوس نیز کماکان شکل مایع خود را حفظ کند؛ اما قطرات باران به دو صورت بوجود می آیند؛ یک نوع باران، بارانی است که در عرض های جغرافیایی حدواسط یعنی نواحی بین قطب ها و مناطق استوایی می بارد و نوع دیگر باران مناطق حاره ای است. باران عرض های جغرافیایی حد واسط در واقع حاصل شکل گیری کریستال ها یا بلورهاست. اما این بلورها نیز در وهله نخست یک هسته مایع اولیه دارند که قطر آن تنها یک صدم میلیمتر است. هسته های اولیه رفته رفته به شکل کریستال های یخی متبلور می شوند، ولی زمان لازم است تا آنها نیز رشد کنند و بتوانند خود را با دیگر بلورهای یخی پیوند بزنند. برای این منظور بخار آب باید روی آنها بنشیند. کریستال ها وقتی به اندازه مشخصی رسیدند، به یکدیگر پیوند خورده و دانه های برف را تشکیل می دهند . در نهایت در ارتفاعات پایین تر، این دانه برف ها به دلیل افزایش درجه حرارت ذوب شده و به دلیل گرانش به طرف زمین کشیده می شوند. سرعت قطرات در این زمان حداقل چیزی در حد ۳۲ کیلومتر در ساعت برآورد شده است. اما در مناطق حاره ای هسته های اولیه مایع از همان ابتدا به صورت قطره، کنار یکدیگر جمع می شوند. قطرات نیز رفته رفته بزرگ تر می شوند و زمانی که قطر آنها حداقل به دو میلی متر رسید به طرف زمین سقوط می کنند.

پیش بینی دشوار

هواشناسان همیشه نمی توانند نوع نزولات جوی را بدرستی پیش بینی کنند، زیرا تنها چند درجه تغییر درجه حرارت یا حتی چند متر اختلاف ارتفاع کافی است تا تفاوت های شاخصی در شرایط و نحوه شکل گیری نزولات جوی رقم بخورد. به عنوان مثال برف می تواند بر فراز زمین و در مجاورت یک توده هوای گرم، ذوب شود و در نزدیکی زمین تنها به واسطه افت دما دوباره یخ بزند. در این صورت با توجه به نحوه کنار هم قرار گرفتن بلورها به آن نام هایی همچون برف و باران، بوران و حتی تگرگ داده می شود یا به عنوان مثال اگر باران آن قدر سرد شود که به دمای زیر نقطه انجماد برسد و کماکان شکل مایع خود را حفظ کند، به آن باران یخ زده فوق سرد گفته می شود و اگر همین باران فوق سرد به زمینی که از پیش یخ زده برخورد کند، این قابلیت را دارد که در جا به یک پوشش یخی بدل شود و در این صورت به آن شبنم یخ زده می گویند.