Сила дождя это: Интенсивность дождя | Дождь и интересное о дожде

Интенсивность дождя | Дождь и интересное о дожде

Дождь и его характеристики

Дождь – это такие атмосферные осадки, которые выпадают из облаков в виде капель воды. При этом диаметр одной капли может варьироваться в пределах от 0,5 до 7 мм. Дождь с каплями малого диаметра называется моросью, а большие капли, как правило, выпадают при ливнях. Важными характеристиками данных атмосферных осадков являются интенсивность, продолжительность и повторяемость.

Интенсивность дождя представляет собой слой или объем дождевых осадков, которые выпадают за определенную единицу времени. Данный показатель может иметь значение в пределах от 0,25 мм/ч до 100 мм/ч.

Стоит отметить, что интенсивность дождя – важный показатель атмосферных осадков. Регистрация и расчет показателя необходим для проектирования множества различных систем и сооружений. От среднемесячного уровня дождей зависит проектирование канализационных систем, многих инженерных сооружений, дренаж сельхозугодий. Даже устройство крыши, угол ее ската во многом определяется атмосферными осадками.

Виды дождя

Дождь по его характеру можно подразделить на следующие основные виды:

1. Моросящий дождь

При таких атмосферных осадках количество выпавшего дождя минимально, капли имеют наименьший диаметр. А интенсивность дождя не превышает 0,01 мм/мин. Морось не приносит каких-либо особых воздействий на природу, сельское хозяйство. Больше она вызывает определенное настроение у человека, вызывая желание сидеть дома под теплым одеялом.

2. Обложной дождь

В такой ситуации темные облака с дождем закрывают небо, причем распространиться они могут на многие километры. Осадки выпадают несколько часов, дней, а то и недель. Интенсивность таких дождей не велика, превышает морось примерно в 4-6 раз, однако затяжной характер позволяет насытить воздух влагой, увеличивая общую влажность. Продолжительный характер обложного дождя приносит негативное воздействие на сельское хозяйство. Из-за перенасыщения влагой растения начинают загнивать, урожай может быть загублен.

3. Ливень

Это сильный дождь, который начинается внезапно. Довольно часто его сопровождают шквалистый ветер и грозы. Диаметр капель при таких атмосферных осадках имеет максимальное значение, а интенсивность превышает 1 мм/мин. При сильных ливнях, продолжающихся в течение нескольких часов, может быть нанесен серьезный урон всей местности, а не только сельскохозяйственным угодьям.

Ливень может стать причиной таких явлений, как наводнение, оползни, эрозия почвы. При этом стоит учесть, что именно интенсивность дождя, а не его продолжительность имеет более важное значение. Большое количество дождя, упавшее за небольшой промежуток времени, наносит большее последствие, чем затяжные, но менее интенсивные осадки.

Определение интенсивности дождя

Для определения интенсивности дождя существуют различные методы ее расчета. Одним из наиболее известных способов является использование записей плювиографов, который был разработан в стенах Академии коммунального хозяйства К. Д. Памфилова.  Плювиограф представляет собой самопишущий прибор, который состоит из трех основных узлов: механизма для измерения дождя, система для сбора осадков и регистратор сумм осадков во времени.

Также для измерения непосредственно самой интенсивности дождя используются приборы интенсиметры.

Самые интенсивные дожди

Наибольшая интенсивность дождя наблюдается в летний сезон, вблизи океанов и наветренных сторон горных хребтов. Наиболее часто сильные ливни проливаются в странах тропических и экваториальных поясов. Рекордные интенсивности присущи конвективным (или грозовым) ливням, проливающимся на тропической части Центральной Америки.

Такие осадки отличаются непродолжительностью, каплями большого диаметра, небольшой зоной охвата, резко начинаются и заканчиваются. Более обширный захват территории присущ фронтальным ливням. Длятся они от нескольких часов до нескольких дней, но они менее интенсивны.

Самый сильный ливень был зафиксирован в ноябре 1970 года, когда на станции Баро в Гваделупе обрушились потоки воды с интенсивностью 38 мм/мин. До этого рекорд принадлежал ливню, который прошел в Юнионвиль в США в июле 1956 года. Тогда интенсивность дождя составила 31 мм/мин. Больше таких сильных атмосферных осадков не наблюдалось, и на сегодня эти два рекорда так и остаются единственными и исключительными.

Для этого можно сравнить с другими показателями параметра. Так, самый сильный дождь в Европе наблюдался в 1920 году в Германии, когда его значение составило 15,5 мм/мин. На территории Российской Федерации таких ливней не наблюдается. Чаще всего интенсивность дождя не превышает 5 мм/мин.

Дожди сильной интенсивности, как правило, непродолжительны. Однако даже нескольких минут иногда бывает достаточно, чтобы нанести существенный урон для жителей населенных пунктов. Если же ливень продолжается в течение нескольких часов, то последствия уже становятся более серьезными.

5, 10, 15, 30 мм это сильный дождь?

Любой прогноз погоды неизменно включает в себя информацию об атмосферных осадках. Они представляют собой воду, которая в жидком или даже твердом состоянии падает с неба или выделяется из воздуха. Самые привычные нам варианты осадков: снег, дождь, град, но есть и более редкие их разновидности: морось, мокрый снег, ледяные иглы, снежные зерна и прочие. Непосредственно из воздуха выделяются такие варианты с жидкостью: изморозь, роса или иней. Холодные осадки могут еще и переохладиться, тогда дождь, морось и туман превращаются на земле в гололед.

И так как осадки – это выпадение жидкости, люди попытались оценить ее объем. Так появился термин «количество осадков». Вот только как понимать – какое количество является нормальным, а какое уже сопоставимо со стихийным бедствием?

💚 ПО ТЕМЕ: Что такое «эффект бабочки»: примеры и значение термина.

Что такое количество осадков в миллиметрах?

На самом деле количество осадков – простая мера. Фактически это – высота слоя воды, измеряемая в миллиметрах. Слой этот как будто бы накапливается на ровной поверхности, если бы жидкость не стекала в почву и не испарялась. Вода в реальности не всегда растекается, во время сильных дождей можно увидеть, как по улицам текут настоящие реки. А метеорологи почему-то говорят о выпавших всего 15 мм осадков. Но это число можно напрямую привязать к массе, ведь речь идет о жидкости на единице площади. Другими словами, количество осадков – это масса воды на квадратный метр. Те самые 15 мм – это 15 килограмм воды, полтора ведра. А на гектар всего лишь 1 мм осадков даст целых 900 ведер воды. И это – немало! А рельеф земной поверхности подразумевает стекание воды с возвышенностей в низменные участки, где и формируются те самые лужи и ручьи.

Со снегом немного иная картина, к этому виду осадков применимо еще и понятие высота снежного покрова. Сам снег вовсе не одинаковый, крупицы могут быть разного размера, мокрыми или сухими. Вертикальный профиль температуры и влажность определяют структуру снежинок. Если температура низкая, а ветер слабый, то крупные снежинки словно бы налезают друг на друга. В результате снежный покров быстро прирастает объемом, но при этом остается неплотным. Действует и обратное правило – сильный ветер с мелким снегом формируют невысокий и плотный слой.

А как же тогда оценить выпавшие осадки в обоих случаях? Надо просто растопить снег и получить те самые миллиметры воды. Информация потребуется не просто для сравнения двух видов осадков, но и для понимания уровня влогонакопления. Так удается узнать объем полученной почвой влаги за сезон.

Можно осуществить некоторую корреляцию высоты снежного покрова с объемом выпавших осадков. 1 мм осадков в жидком эквиваленте соответствуют 1-1,5 сантиметра снежного покрова.

💚 ПО ТЕМЕ: Люди тонули в пиве: пивное наводнение в Лондоне 1814 года.

Как измеряют количество осадков?

Метеостанции снабжены специальными емкостями, осадкомерными ведрами. Из них специальный человек каждый день в 9 и в 21 час сливает выпавший объем влаги в специальный мерный сосуд. Он и показывает то самое количество. Твердые осадки, как снег или град, просто растапливают. Сечение этого ведра составляет 200 квадратных сантиметров, а располагается оно на высоте 2 метра. Чтобы осадки не выдувались из емкости, ее защищает специальный футляр.

💚 ПО ТЕМЕ: Самое холодное и жаркое место на Земле и другие погодные рекорды.

Как соотнести цифру осадков в миллиметрах с реальной жизнью. Насколько сильный дождь уровнем в 5 мм, 10 мм, 15 мм, 20 мм, 30 мм?

Итак, настало время соотнести метеорологические данные с привычными нам понятиями. Вот как можно оценить силу дождя:

• Слабый дождь – 1-5 мм осадков;
• Умеренный дождь 5-15 мм осадков;
• Сильный дождь – 15-25 мм осадков;
• Ливень – 25+ мм осадков.

Смотрите также:

🔥 Смотрите также:

• Виагра, суперклей и еще 8 привычных вещей, используемых не по задумке создателей.
• Почему кукушки подбрасывают свои яйца и что происходит с птенцом (видео)?
• 80 знаковых исторических фотографий.

🍏 Мы в Telegram и YouTube, подписывайтесь!

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 4.1 / 5. Количество оценок: 15

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Метки: Удивительный мир.

Ньютоновская механика — Уравнения капель дождя

спросил
1 год, 6 месяцев назад

Изменено
1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено
332 раза

$\begingroup$

Под влиянием этого вопроса я думаю о том, чтобы описать каплю дождя за пределами элементарной физики. Принципиальным улучшением, по-видимому, был бы учет зависимости силы сопротивления от размера и формы капли, которая, в свою очередь, зависит от

• давление (т.е. высота над землей)
• наличие ветра
• скорость падения
• частицы пыли, которые он мог поглотить при падении

и другие факторы.

Мне интересно, что действительно важно, а что нет… и есть ли устоявшиеся модели дождевых капель — это кажется вездесущим объектом, появляющимся не только в метеорологии, но и во многих промышленных приложениях.

Обновление

• Например, один из эффектов, связанных со скоростью падения, будет заключаться в том, используем ли мы термин линейного или квадратичного сопротивления — см. Объяснение того, что сопротивление воздуха пропорционально скорости или квадратичной скорости? (также актуально: конечная скорость, уравнение сопротивления, закон Стокса — упоминается в комментариях @JG).

• ньютоновская механика
• гидродинамика
• наука об атмосфере
• сопротивление

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Вот еще одна интересная статья с точки зрения CFD/VOF внутри и снаружи капли дождя в лиминарном и турбулентном течении. Диаграмма колебаний внутри капли поразительна.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Эта статья, Физика падающих капель дождя в Diverse Planetary
«Атмосферы», по-видимому, обеспечивает довольно хорошее обобщение того, что необходимо для описания дождевых капель, и содержит ссылки на многие релевантные тексты. Упомянем основные моменты:

• Капли дождя быстро достигают предельной скорости с квадратичной силой сопротивления.
• Коэффициент сопротивления зависит от формы капли (через число Рейнольдса), которое, в свою очередь, зависит от скорости падения, поэтому уравнения для конечной скорости и коэффициента сопротивления необходимо решать самосогласованно.
• Когда капля дождя падает, она испаряется. Испарение, очевидно, влияет на конечную скорость, которая, таким образом, изменяется по мере падения капли. Важно отметить, что капля может испариться до того, как достигнет земли, то есть есть нижний предел начального размера капель , которые достигнут земли в виде дождя.
• Капля дождя удерживается вместе посредством сил поверхностного натяжения, которые ограничивают максимальный размер капель, которые могут образоваться. Если этот размер меньше, чем требуется для того, чтобы капли дождя достигли выращенного, то дождь испаряется.

Мелочь: капли дождя имеют форму не слезы, а вытянутого сфероида (и эллипса, вращающегося вокруг малой оси, см. здесь).

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

С какой скоростью падают капли дождя? | Научные ребята

март 2001 г.

Во время прыжка с парашютом в 1987 году парашютист Грегори Робертсон увидел, что его коллега-парашютист Дебби Уильямс столкнулась в воздухе с третьим парашютистом. Уильямс, потерявший сознание в результате удара, несся к земле со скоростью более 100 миль в час. На высоте 13 500 футов Робертсон был намного выше Уильямс, когда начал пикировать к ней. Он достиг скорости около 200 миль в час и, догнав мисс Уильямс в воздухе, распластался, чтобы замедлиться и соответствовать ее скорости. Когда они оба быстро спускались, и за считанные секунды Робертсон открыл ее парашют, а затем и свой, спасая ей жизнь. Он мастерски контролировал свою скорость, изменяя сопротивление воздуха и, следовательно, коэффициент лобового сопротивления. Даже во время пикирования с головой Робертсон достиг предельной скорости, которую он не мог превысить, называемой его конечной скоростью. Что такое конечная скорость и, в частности, конечная скорость капли дождя?

Любая масса притягивается к Земле под действием гравитации. Гравитация ускоряет все объекты по направлению к земле с определенной скоростью. Без каких-либо других сил скорость свободного падения объекта будет увеличиваться по мере того, как он падает дальше или дольше. Однако воздушное трение или сопротивление воздуха также воздействует на объект (каплю дождя), который противодействует силе тяжести веса. Сопротивление воздуха и сила веса, действующая на каплю, вместе определяют конечную скорость данного объекта.

Вообще сопротивление воздуха объекту зависит от нескольких переменных. Во-первых, это зависит от формы объекта. Его форма определяет коэффициент аэродинамического сопротивления объекта: чем аэродинамичнее форма, тем меньше сопротивление. Во-вторых, это зависит от размера объекта; в частности, площадь поперечного сечения, представленная воздушному потоку (перпендикулярно направлению движения). И, наконец, это зависит от скорости объекта. При низких скоростях сопротивление объекта прямо пропорционально скорости, а при более высоких скоростях сопротивление объекта пропорционально квадрату его скорости. Большинство объектов, падающих в воздухе, будет считаться движущимися с более высокой скоростью, даже если эта скорость может быть невелика по сравнению с некоторыми скоростями.

Скорость, с которой падает объект, увеличивается до тех пор, пока сила сопротивления воздуха, направленная вверх, не сравняется с силой тяжести, направленной вниз, и в этот момент объект достигает конечной скорости. Мы знаем, что капли дождя бывают разных размеров, поэтому нам нужно учитывать средний размер. Предположим, что средняя капля дождя имеет радиус около 0,2 см и массу около 0,034 грамма. Инженеры-аэродинамики придали довольно круглой форме дождевой капли коэффициент аэродинамического сопротивления около 0,5. При учете всех параметров конечная скорость типичной дождевой капли составляет около 9метров в секунду или 20 миль в час.