Precipitazioni: teoria, tipi e usi (con diagramma)

Leggi questo articolo per conoscere la teoria, le forme, i tipi, gli usi, la variazione e l'ora esatta delle precipitazioni o delle precipitazioni.

Teoria delle precipitazioni o precipitazioni:

La precipitazione è il processo naturale di conversione del vapore atmosferico in acqua. L'acqua così formata cade poi sulla terra sotto forma di pioggia. In termini di precipitazioni idrologiche costituisce la terza fase della divisione atmosferica del ciclo idrologico, "il cambio di stato". Il termine precipitazione viene anche utilizzato per le precipitazioni. Tuttavia, la precipitazione è un termine generale e include tutte le forme di caduta dell'umidità, quali precipitazioni, nevicate, nevischio, grandine, ecc.

Durante la stagione estiva la perdita di evaporazione è fortemente accelerata da tutti i tipi di superfici d'acqua libere. L'acqua persa per evaporazione trova spazio in una massa d'aria. Aggiunge al deposito di vapore atmosferico. Sebbene la perdita di evaporazione sia eccessiva nella stagione calda, anche la capacità della massa d'aria è maggiore. Questa grande quantità di vapore rende umida la massa d'aria. Il cambiamento di stato dal vapore atmosferico all'acqua avviene quando la capacità della massa d'aria di trattenere le particelle di vapore supera.

A seguito di due motivi principali sono responsabili di questo cambio di stato:

io. La massa d'aria calda ha una grande capacità di trattenere le particelle di vapore in sospensione. Quando in qualche modo questa massa d'aria umida e calda si raffredda, la sua capacità di trattenere le particelle di vapore è ridotta. Alla fine il vapore precipita sotto forma di pioggia.

ii. A volte variazioni di pressione determinano il cambiamento di stato dal vapore alla pioggia. È interessante conoscere l'effettivo meccanismo di precipitazione. Con un processo noto come nucleazione, i cristalli di ghiaccio o di acqua si formano sulle particelle galleggianti, nella massa d'aria (ad es. Particelle di polvere, particelle di sale, ecc.). I piccoli cristalli crescono poi nella dimensione combinandosi con altri cristalli. Un palcoscenico arriva quando cadono sulla terra come neve o acqua piovana.

Forme di Precipitazioni:

Le precipitazioni si verificano in molte forme diverse nelle regioni situate nelle medie latitudini.

Di seguito sono spiegate le caratteristiche tipiche delle varie forme di precipitazione:

(i) Pioggia:

Consiste di gocce d'acqua per lo più più grandi di 0, 5 mm di diametro.

(ii) Drizzle:

Si tratta di minuscole gocce d'acqua di dimensioni comprese tra 0, 1 e 0, 5 mm che cadono con velocità di sedimentazione così lente che a volte sembrano galleggiare.

(iii) Neve:

È quel tipo di precipitazione che deriva dalla sublimazione, cioè il vapore acqueo cambia direttamente in ghiaccio. Cade come cristalli di ghiaccio bianchi o traslucidi spesso agglomerati in fiocchi di neve. Il peso specifico della neve è spesso considerato pari a 0, 1.

(iv) Grandine:

È la precipitazione sotto forma di pezzi di ghiaccio. Le pietre di grandine sono prodotte in nubi convettive per lo più cumulonembo. La loro forma può essere conica, sferoidale o irregolare. La dimensione delle pietre di grandine può essere superiore a 5 mm. La gravità specifica della pietra di grandine è di circa 0, 8.

(v) Pallet da neve:

A volte sono anche chiamati soft grandine. I pallet di neve sono più nitidi e hanno dimensioni da 2 a 5 mm. A causa della loro croccantezza sul colpire il terreno duro spesso si rompono.

(vi) nevischio:

Quando le gocce di pioggia cadono attraverso lo strato di aria sub-gelata vicino alla superficie della terra, le gocce di pioggia si congelano sul ghiaccio. Si chiama nevischio o granelli di ghiaccio.

Tipi di precipitazioni:

Diversi tipi di precipitazioni possono essere riconosciuti in base al processo mediante il quale la massa d'aria calda e umida viene sollevata e successivamente raffreddata. A grandi linee ci sono tre tipi di precipitazioni.

1. Precipitazioni o precipitazioni cicloniche:

Questo tipo può essere suddiviso in:

(a) Frontale e

(b) Precipitazioni non frontali. Questo tipo di precipitazioni si verifica dal sollevamento di aria che converge in un'area a bassa pressione o in un ciclone. Questo tipo di precipitazioni si verifica generalmente nelle regioni pianeggianti.

(a) Tipo di precipitazione frontale:

Il fronte è un confine che unisce la massa d'aria calda umida e la massa d'aria fresca. Quando una massa d'aria calda e umida in movimento è ostruita da una massa d'aria fredda fissa, la massa d'aria calda si solleva in quanto è più leggera della massa d'aria fredda. A volte la massa d'aria fredda in movimento incontra la massa d'aria calda stazionaria con risultati simili.

La massa d'aria sollevata si raffredda ad altitudini elevate e si verificano precipitazioni. Questo processo continua finché tutta la massa d'aria calda passa sopra la massa d'aria fredda. In caso di fronte freddo si verifica una precipitazione piovosa, mentre in caso di precipitazioni frontali calde si verificano precipitazioni continue fino a quando il fronte caldo passa sopra la massa d'aria fredda.

(b) Precipitazioni non frontali:

Questo tipo di precipitazioni non è correlato ai fronti. Quando la massa d'aria fredda in movimento incontra la massa d'aria calda e umida, la massa d'aria umida e calda viene sollevata diventando più leggera della massa d'aria fredda. Quando la massa di aria calda si raffredda ad alta quota si verificano precipitazioni.

2. Precipitazione convettiva:

A causa di alcuni effetti locali, l'aria viene riscaldata e immagazzina più particelle di vapore. Poi sale nell'atmosfera in quanto è più leggero dell'aria fredda che circonda quell'area. Alle alte quote si raffredda e si verificano precipitazioni. L'intensità di questo tipo di precipitazioni può variare dalle piogge leggere alle raffiche di nuvole.

3. Precipitazioni orografiche:

Quando una massa d'aria calda e umida in movimento è ostruita da qualche tipo di barriera come le montagne, la massa d'aria calda e umida, sale verso l'alto e sale automaticamente a quote sufficientemente elevate. Lì si raffredda e infine si verificano precipitazioni.

Il versante della montagna verso il mare riceve abbondanti piogge, ma il pendio della montagna verso terra e alcune porzioni della pianura ricevono poche precipitazioni. La ragione di questo particolare fenomeno può essere spiegata come segue. Quando la massa d'aria calda elevata viene raffreddata, si verifica il cambiamento di stato dal vapore all'acqua e le precipitazioni si verificano nell'area sottostante.

Ovviamente dal momento in cui le nuvole passano oltre la barriera si liberano dell'umidità e diventano deboli. Ci vuole un po 'di tempo prima che le nuvole riguadagnino umidità sufficiente a causare precipitazioni. Durante questo intervallo le nuvole lasciano un'area asciutta.

L'area che non riceve precipitazioni in questo processo è chiamata area di pioggia-ombra. La figura 2.3 fornisce una lucida illustrazione del fenomeno. Questa zona è chiamata l'area dell'ombra della pioggia perché si possono vedere le nuvole che passano facilmente sopra la testa, ma la terra sottostante non riceve pioggia ma ne ottiene solo ombra.

Usi dei record delle precipitazioni:

Ad ogni stazione di misurazione della pioggia la pioggia viene misurata dopo 24 ore. Di solito la misurazione viene effettuata alle 08:30 ore 1ST ovviamente le precipitazioni totali verificatesi nelle ultime 24 ore sono state inserite rispetto alla data in cui viene effettuata la misurazione. Le registrazioni delle precipitazioni vengono mantenute su base giornaliera, mensile, stagionale o annuale per qualsiasi bacino. Le precipitazioni variano di anno in anno. La media della serie di registrazioni annuali fornisce un valore medio delle precipitazioni. La media a lungo termine è chiamata la normale pioggia.

Non è possibile determinare le precipitazioni normali dalle registrazioni delle precipitazioni che coprono un breve periodo. La domanda ora sorge è quanto tempo dovrebbe essere la serie di precipitazioni per ottenere risultati utili? Dopo gli studi approfonditi Alexander Binnie ha concluso che la percentuale media di deviazione dalla media effettiva per i record di 5 anni era pari a ± 15%. Per 30 anni di registrazione è stato trovato per essere ± 2 per cento e rimase così anche per un periodo più lungo. Pertanto, per ottenere risultati soddisfacenti, la durata della registrazione dovrebbe essere almeno per gli ultimi 30 anni.

Di seguito sono riportati gli usi principali dei record di precipitazioni:

1. La tendenza delle piogge può essere studiata dalle registrazioni delle precipitazioni. Conoscendo la tendenza delle previsioni future di pioggia può essere fatto.

2. È possibile calcolare il deflusso sul bacino.

3. L'alluvione massima dovuta a qualsiasi tempesta può essere calcolata e prevista.

4. I registri delle precipitazioni aiutano a stimare i requisiti di irrigazione.

Variazione delle precipitazioni:

I fattori responsabili di una distribuzione iniqua delle precipitazioni su vasta area sono i seguenti:

1. Vicinanza al mare:

Dal mare una grande quantità d'acqua arriva nell'atmosfera sotto forma di vapore. Naturalmente, quando le nuvole eccessivamente umide passano sulla costa del mare, le nuvole rilasciano parte del loro carico. Di conseguenza, l'area costiera riceve più precipitazioni.

2. Presenza di montagne:

La pendenza laterale verso il lato del vento verso cui le nuvole viaggiano fa piovere eccessivamente mentre dall'altra parte o pendio laterale sottovento c'è un'area di pioggia-ombra. La regione montuosa riceve più precipitazioni rispetto alle aree pianeggianti.

3. Direzione del vento:

Le nuvole sono guidate dal vento. È chiaro che l'area su cui il vento porta le nuvole avrà precipitazioni.

4. Sviluppo della foresta:

Anche le foreste si comportano in una certa misura come una barriera e intercettano le nuvole per ricavare pioggia. L'area con fitta foresta ottiene più precipitazioni.

5. Altezza di un posto sopra il livello o altitudine del mare:

I luoghi di alta quota ricevono più precipitazioni. Ad alte altitudini la temperatura dell'atmosfera è bassa e quando le nuvole raggiungono quell'area si raffreddano e si verificano precipitazioni.

Hyetograph of Rainfall:

L'ietogramma mostra i tassi medi delle precipitazioni, al di sopra del bacino di drenaggio specificato, durante le successive unità di tempo durante una tempesta particolare (Fig. 2.10).

Per preparare l'ietografo dalla tempesta data, le quantità di pioggia durante le successive unità di tempo sono misurate dalle curve di massa delle stazioni all'interno e vicino al bacino di drenaggio. Può essere selezionato un tempo unitario da 1 a 6 ore. Le profondità medie delle precipitazioni sul bacino per unità di tempo successive sono calcolate dai dati tabulati con il metodo poligono di Theissen o metodo isohyetal. L'ietografo viene quindi disegnato tracciando la profondità media delle precipitazioni per unità di tempo, come mostrato in Fig. 2.10.

L'ietografo è molto conveniente nel rapportare le piogge al bacino con l'idrogramma dell'inondazione che ne deriva. Di solito è tracciato sullo stesso foglio in cui è tracciato l'idrogramma. L'unica cosa è tracciata sottosopra mentre l'idrografo è tracciato in posizione eretta (Fig. 2.11).

L'iqetografia di una tempesta quando tracciata dal lato dell'idrografia dell'inondazione dà il lasso di tempo tra la pioggia e il picco del flusso. Fornisce anche informazioni importanti sull'effettiva durata della tempesta che produce deflusso. L'uso dell'etografo è comunemente utilizzato nella stima delle piene mediante il metodo dell'unità idrografica.