Niederschlag: Theorie, Typen und Verwendungen (mit Diagramm)

Lesen Sie diesen Artikel, um mehr über die Theorie, Formen, Typen, Verwendungen, Variationen und Niederschlagsbilder zu erfahren .

Niederschlagstheorie oder Niederschlag:

Niederschlag ist der natürliche Prozess der Umwandlung von atmosphärischem Dampf in Wasser. Das so gebildete Wasser fällt dann in Form eines Niederschlags auf die Erde. In Bezug auf die Hydrologie bildet der Regen die dritte Phase der atmosphärischen Unterteilung des Wasserkreislaufs, den „Zustandswechsel“. Der Begriff Niederschlag wird auch für Niederschlag verwendet. Niederschlag ist jedoch ein allgemeiner Begriff und schließt alle Formen fallender Feuchtigkeit ein, nämlich Niederschlag, Schneefall, Graupel, Hagel usw.

Während der Sommersaison wird der Verdampfungsverlust von allen Arten freier Wasseroberflächen stark beschleunigt. Das durch die Verdampfung verlorene Wasser findet Raum in einer Luftmasse. Es trägt zur atmosphärischen Dampfspeicherung bei. Obwohl der Verdampfungsverlust in der heißen Jahreszeit zu groß ist, ist auch die Kapazität der Luftmasse größer. Diese große Dampfmenge macht die Luftmasse feucht. Die Zustandsänderung von atmosphärischem Dampf zu Wasser findet statt, wenn die Kapazität der Luftmasse zum Halten der Dampfpartikel größer ist.

Folgende zwei Hauptgründe sind für diesen Zustandswechsel verantwortlich:

ich. Die Heißluftmasse hat eine große Kapazität, um die Dampfpartikel in Suspension zu halten. Wenn diese feuchte und warme Luftmasse sich in gewisser Weise abkühlt, verringert sich ihre Fähigkeit, Dampfpartikel zurückzuhalten. Schließlich fällt Dampf in Form von Niederschlag aus.

ii. Manchmal führt eine Druckänderung zu einer Zustandsänderung von Dampf zu Niederschlag. Es ist interessant zu wissen, wie der Niederschlag aussieht. Bei einem als Keimbildung bekannten Verfahren werden auf den schwebenden Partikeln in der Luftmasse Eis- oder Wasserkristalle (z. B. Staubpartikel, Salzpartikel usw.) gebildet. Die kleinen Kristalle wachsen dann durch Kombination mit anderen Kristallen in der Größe. Eine Bühne kommt, wenn sie als Schnee oder Regenwasser auf die Erde fallen.

Formen der Fällung:

Der Niederschlag findet in den Regionen in mittleren Breiten in vielen verschiedenen Formen statt.

Typische Merkmale verschiedener Niederschlagsformen werden im Folgenden erläutert:

(ich regne:

Es besteht aus Wassertropfen, die meist einen Durchmesser von mehr als 0, 5 mm haben.

(ii) Nieselregen:

Es handelt sich um winzige Wassertröpfchen mit einer Größe zwischen 0, 1 und 0, 5 mm, die so langsam absetzen, dass sie gelegentlich zu schweben scheinen.

(iii) Schnee:

Es ist diese Art von Niederschlag, die aus der Sublimation resultiert, dh Wasserdampf geht direkt in Eis über. Es fällt als weiße oder durchscheinende Eiskristalle, die häufig zu Schneeflocken agglomerieren. Das spezifische Gewicht von Schnee wird oft mit 0, 1 angenommen.

(iv) Hagel:

Es ist der Niederschlag in Form von Eisbrocken. Die Hagelsteine ​​werden in konvektiven Wolken produziert, meist Cumulonimbus. Ihre Form kann konisch, kugelförmig oder unregelmäßig sein. Die Größe der Hagelsteine ​​kann mehr als 5 mm betragen. Das spezifische Gewicht des Hagelsteins beträgt etwa 0, 8.

(v) Schneepaletten:

Manchmal werden sie auch weicher Hagel genannt. Schneepaletten sind knuspriger und haben eine Größe von 2 bis 5 mm. Aufgrund ihrer Knusprigkeit beim Aufprall auf den harten Boden lösen sie sich oft auf.

(vi) Graupel:

Wenn die Regentropfen durch die unterirdische Luftschicht in der Nähe der Erdoberfläche fallen, werden die Regentropfen zu Eis gefroren. Man nennt es Schneeregen oder Eiskörner.

Arten von Niederschlag:

Je nach dem Prozess, durch den warme und feuchte Luftmassen angehoben und anschließend abgekühlt werden, können unterschiedliche Niederschlagsarten erkannt werden. Im Großen und Ganzen gibt es drei Arten von Niederschlag.

1. Zyklonischer Niederschlag oder Niederschlag:

Dieser Typ kann unterteilt werden in:

(a) Frontal und

(b) Nicht-Frontalniederschlag. Diese Art von Niederschlag entsteht durch das Anheben von Luft, die in einem Niederdruckbereich oder Zyklon konvergiert. Diese Art von Niederschlag tritt im Allgemeinen in flachen Regionen auf.

a) vorderer Niederschlagstyp:

Front ist eine Grenze, die warme feuchte Luftmasse und kühle Luftmasse verbindet. Wenn eine bewegte warme feuchte Luftmasse durch eine stationäre kalte Luftmasse behindert wird, steigt die warme Luftmasse an, da sie leichter ist als die kalte Luftmasse. Manchmal trifft kalte bewegte Luftmasse auf stationäre warme Luftmasse mit ähnlichen Ergebnissen.

Die angehobene Luftmasse kühlt sich in großen Höhen ab und es kommt zu Niederschlag. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die gesamte warme Luftmasse die kalte Luftmasse passiert. Ein duschiger Niederschlag tritt bei Kaltfront auf, wohingegen bei Warmfrontniederschlag ein kontinuierlicher Niederschlag auftritt, bis die Warmfront die kalte Luftmasse passiert.

(b) Nichtfrontaler Niederschlag:

Diese Art von Niederschlag steht nicht im Zusammenhang mit Fronten. Wenn die sich bewegende kalte Luftmasse auf die warme feuchte Luftmasse trifft, wird die feuchte und warme Luftmasse angehoben und ist leichter als die kalte Luftmasse. Wenn sich die warme Luftmasse in großen Höhen abkühlt, tritt Niederschlag auf.

2. konvektive Ausfällung:

Aufgrund einiger lokaler Effekte wird Luft erhitzt und speichert mehr Dampfpartikel. Dann steigt es in der Atmosphäre auf, da es leichter ist als die kalte Luft, die diesen Bereich umgibt. In großen Höhen kühlt es sich ab und es fällt Niederschlag. Die Intensität dieser Niederschlagsart kann von leichten Schauern bis zu Wolkenbrüchen reichen.

3. Orographische Niederschläge:

Wenn eine sich bewegende warme feuchte Luftmasse durch eine Art Barriere wie Berge versperrt wird, findet die warme feuchte Luftmasse ihren Weg nach oben und steigt automatisch in ausreichend hohe Höhen an. Dort wird es abgekühlt und es kommt zum Niederschlag.

Seeseitige Berghänge haben reichlich Regenfälle, aber landseitige Berghänge und ein Teil der Ebene haben nur wenig Niederschlag. Der Grund für dieses besondere Phänomen kann wie folgt erklärt werden. Wenn die erhöhte warme Luftmasse abgekühlt wird, findet ein Zustandswechsel von Dampf zu Wasser statt, und im darunter liegenden Bereich fällt Regen.

Wenn die Wolken an der Barriere vorbeiziehen, werden sie offensichtlich von der Feuchtigkeit befreit und werden schwach. Es dauert einige Zeit, bis die Wolken ausreichend Feuchtigkeit wiedergewonnen haben, um Niederschlag zu verursachen. Während dieser Zeit lassen die Wolken einige Bereiche trocken.

Das Gebiet, in dem es keinen Niederschlag gibt, wird als Regenschattengebiet bezeichnet. Abbildung 2.3 zeigt das Phänomen anschaulich. Dieses Gebiet wird als Gebiet mit Regenschatten bezeichnet, weil man die Wolken sehen kann, die schnell über ihnen vorbeiziehen, aber das darunter liegende Land erhält keinen Regen, sondern nur Schatten.

Gebrauch von Rainfall Records:

An jeder Regenmessstation wird der Niederschlag nach 24 Stunden gemessen. Normalerweise wird die Messung um 08:30 Uhr vorgenommen. Zunächst wird der Gesamtniederschlag der letzten 24 Stunden gegenüber dem Datum eingegeben, an dem die Messung durchgeführt wird. Die Niederschlagsaufzeichnungen werden für jedes Becken täglich, monatlich, saisonal oder jährlich geführt. Der Niederschlag variiert von Jahr zu Jahr. Der Durchschnitt der Jahresdatensätze gibt den mittleren Niederschlagswert an. Der Langzeitmittelwert wird als normaler Niederschlag bezeichnet.

Es ist nicht möglich, den normalen Niederschlag anhand der Niederschlagsaufzeichnungen über einen kurzen Zeitraum zu bestimmen. Nun stellt sich die Frage, wie lange die Niederschlagsreihe sein muss, um nützliche Ergebnisse zu erzielen. Nach den umfangreichen Studien kam Alexander Binnie zu dem Schluss, dass die durchschnittliche Abweichung vom wahren Mittelwert für 5 Jahre ± 15% betrug. Für 30 Jahre wurde ein Wert von ± 2% festgestellt und blieb auch länger erhalten. Um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, sollte die Aufzeichnung mindestens 30 Jahre zurückliegen.

Nachfolgend finden Sie die Hauptanwendungen der Niederschlagsaufzeichnungen:

1. Die Niederschlagsentwicklung kann anhand der Niederschlagsaufzeichnungen untersucht werden. Wenn Sie den Trend des Niederschlags kennen, können zukünftige Vorhersagen getroffen werden.

2. Der Abfluss über dem Becken kann berechnet werden.

3. Die maximale Flut aufgrund eines Sturms kann berechnet und vorhergesagt werden.

4. Niederschlagsaufzeichnungen helfen bei der Abschätzung der Bewässerungsanforderungen.

Variation des Niederschlags:

Folgende Faktoren sind für die ungleichmäßige Verteilung der Niederschläge in großen Gebieten verantwortlich:

1. Nähe zum Meer:

Aus dem Meer gelangt sehr viel Wasser in Form von Dampf in die Atmosphäre. Wenn übermäßig mit Feuchtigkeit beladene Wolken die Küste überqueren, fallen die Wolken teilweise ab. Infolgedessen erhält Küstengebiet mehr Niederschlag.

2. Anwesenheit von Bergen:

Der windseitige Hang der Seite, zu der die Wolken reisen, hat zu starken Regenfällen, während der andere oder der Leeseitenhang ein Gebiet mit Regenschatten aufweist. Gebirgsregion erhält mehr Niederschlag als ebene Gebiete.

3. Windrichtung:

Wolken werden vom Wind getrieben. Es ist klar, dass in dem Gebiet, in dem der Wind Wolken bringt, Regen fällt.

4. Entwicklung des Waldes:

Die Wälder verhalten sich bis zu einem gewissen Grad auch als Barriere und fangen die Wolken ab, um Regen abzuleiten. Die Gegend mit dichtem Wald bekommt mehr Niederschlag.

5. Höhe eines Ortes über dem Meeresspiegel oder der Höhe:

Die Höhenlagen erhalten mehr Niederschlag. In großen Höhen ist die Temperatur der Atmosphäre niedrig, und wenn Wolken diesen Bereich erreichen, kühlen sie ab und es kommt zu Niederschlägen.

Hyetograph des Niederschlags:

Der Hyetograph zeigt die durchschnittlichen Niederschlagsmengen über dem angegebenen Entwässerungsgebiet in aufeinanderfolgenden Zeiteinheiten während eines bestimmten Sturms (Abb. 2.10).

Um den Hyetographen aus einem bestimmten Gewitter vorzubereiten, werden die Niederschlagsmengen in aufeinanderfolgenden Zeiteinheiten anhand der Massenkurven von Stationen in und in der Nähe des Einzugsgebiets gemessen. Es kann eine Zeiteinheit von 1 bis 6 Stunden gewählt werden. Die durchschnittlichen Niederschlagstiefen über dem Becken für aufeinanderfolgende Zeiteinheiten werden aus den tabellierten Daten mit der Theissen-Polygonmethode oder der Isohyetal-Methode berechnet. Der Hyetograph wird dann gezeichnet, indem die durchschnittliche Niederschlagstiefe pro Zeiteinheit aufgetragen wird (siehe Abb. 2.10).

Der Hyetograph ist sehr praktisch, wenn es darum geht, den Niederschlag über dem Becken mit dem resultierenden Hochwasser-Hydrographen in Verbindung zu bringen. Sie wird normalerweise auf dem gleichen Blatt dargestellt, auf dem der Hydrograph aufgetragen ist. Es wird nur auf dem Kopf stehend dargestellt, während der Hydrograph aufrecht dargestellt wird (Abb. 2.11).

Der Hyetograph eines Sturms, wenn er an der Seite der Flutkurve aufgezeichnet wird, gibt die Zeitspanne zwischen Niederschlag und Spitzenfluss an. Es gibt auch wichtige Informationen über die effektive Dauer eines Sturms, die einen Abfluss erzeugt. Die Verwendung von Hyetographen wird üblicherweise bei der Flutschätzung nach der Einheits-Hydrograph-Methode verwendet.