Viele Leute fragen gerne, warum regnet es immer auf mich? Es gibt diejenigen, die wissen möchten, warum es so viel regnet, wenn sie traurig sind, wenn sie Lust auf Ausgehen haben, oder nur, wenn sie sich entscheiden, zu joggen oder mit ihrem Haustier spazieren zu gehen. Auf diese wohl subjektiven Fragen gibt es keine einfachen Antworten. Wenn man jedoch fragt „Warum regnet es“, wäre die Antwort viel einfacher.
Für den Anfang ist Regen flüssiger Niederschlag, im Gegensatz zu nicht flüssigen Arten (wie Schnee, Hagel und Graupel). Es beginnt mit der Verdampfung von Wasser in der Nähe der Erdoberfläche, in Form von Flüssen, Seen, Ozeanen oder Grundwasser, sofern atmosphärische Temperaturen über dem Schmelzpunkt von Wasser (0°C) herrschen. Es folgt die Kondensation von atmosphärischem Wasserdampf zu Wassertropfen, die schwer genug sind, um zu fallen und oft an die Oberfläche zu gelangen.
Niederschlag ist auch ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufs – auch bekannt als. “ Wasserkreislauf “. Dies ist der Begriff, der verwendet wird, um die kontinuierliche Bewegung von Wasser auf, über und unter der Erde zu beschreiben und ist für die Ablagerung des größten Teils des Süßwassers auf dem Planeten verantwortlich. Regen tritt auf, wenn zwei grundlegende Prozesse auftreten: Sättigung und Koaleszenz.
Diagramm des Wasserkreislaufs. Bildnachweis: NASA Niederschlagsbildung
Sättigung:
Dieser Prozess tritt auf, wenn „unsichtbare“ Feuchtigkeit in der Luft (Wasserdampf) gezwungen wird, an mikroskopischen Partikeln (z. B. Pollen und Staub) zu kondensieren, um winzige „sichtbare“ Tröpfchen zu bilden. Der Feuchtigkeitsgehalt der Luft wird häufig auch als relative Luftfeuchtigkeit angegeben; das ist der Prozentsatz des gesamten Wasserdampfes, den Luft bei einer bestimmten Lufttemperatur halten kann.
Wie viel Wasserdampf ein Luftpaket enthalten kann, bevor es gesättigt ist (100% relative Luftfeuchtigkeit) und sich zu einer Wolke (einer Gruppe von sichtbaren und winzigen Wasser- und Eispartikeln, die über der Erdoberfläche schweben) bildet, hängt von seiner Temperatur ab. Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf enthalten als kühlere Luft, bevor sie gesättigt ist.
Koaleszenz:
Kondensation tritt auf, wenn die Luft auf ihre „Taupunkt“-Temperatur abgekühlt wird – den Punkt, an dem sie gesättigt wird. Koaleszenz tritt auf, wenn Wassertröpfchen zu größeren Wassertröpfchen verschmelzen (oder wenn Wassertröpfchen auf einem Eiskristall gefrieren), was normalerweise das Ergebnis von Luftturbulenzen ist, die das Auftreten von Kollisionen erzwingen.
Wenn diese größeren Wassertröpfchen absinken, setzt sich die Koaleszenz fort, so dass die Tropfen schwer genug werden, um den Luftwiderstand zu überwinden und als Regen zu fallen. Regen ist die wichtigste Süßwasserquelle für die meisten Gebiete der Welt und bietet geeignete Bedingungen für verschiedene Ökosysteme sowie Wasser für Wasserkraftwerke und die Bewässerung von Pflanzen.
Vom Earth Observatory erhaltenes Bild des sonnenglitzernden Ozeans und der Wolken. Bildnachweis: NASA
Messung:
Die Niederschlagsmenge wird mit Regenmessern gemessen. Diese Messgeräte bestehen typischerweise aus zwei Zylindern ineinander, die sich mit Wasser füllen. Der innere Zylinder füllt sich zuerst, wobei der Überlauf in den äußeren Zylinder eintritt. Sobald der innere Zylinder gefüllt ist, wird er geleert und dann mit dem restlichen Niederschlag im äußeren Zylinder gefüllt, wodurch eine Gesamtschätzung in Millimetern oder Zoll entsteht.
Andere Arten von Messgeräten sind der beliebte Keilmesser, der Kippschaufel-Regenmesser und der Wiege-Regenmesser. Die günstigste Variante ist ein einfacher Zylinder mit Messstab, vorausgesetzt der Zylinder ist gerade und der Messstab genau. Jedes dieser Messgeräte kann mit den richtigen Kenntnissen zu Hause hergestellt werden.
Niederschlagsmengen werden auch aktiv durch Wetterradar und passiv durch Wettersatelliten geschätzt. Beispiele für letztere sind die Messmission für tropische Niederschläge (TRMM)-Satellit – eine gemeinsame Mission der NASA und der japanischen Weltraumbehörde zur Überwachung von Niederschlägen in den Tropen – und der NASA Globale Niederschlagsmessung (GPM).
Beide Missionen verwenden Mikrowellensensoren, um Niederschlagsschätzungen zu erstellen. Die jährlichen Niederschlagsdaten werden gesammelt und überwacht von Erdobservatorium der NASA (NEO), das detaillierte Karten der globalen Wettermuster (sowie der Erwärmung und anderer meteorologischer Faktoren) erstellt.
Eine 3D-Karte des außertropischen Zyklons, die am 10. März 2014 vor der Küste Japans vom Dual-Frequency Precipitation Radar von GPM beobachtet wurde. Die Farben zeigen die Niederschlagsintensität an. Bildnachweis: JAXA/NASA
Klimawandel:
Anthropozentrischer Klimawandel , zu dem auch die globale Erwärmung gehört, verursacht auch Veränderungen der globalen Niederschlagsmuster. Dies liegt daran, dass die Zunahme der Kohlendioxidemissionen weltweit zu steigenden Jahrestemperaturen geführt hat, die zu mehr Verdunstung und Niederschlägen sowie zu mehr extremen Wetterereignissen geführt haben.
In nördlichen Breitengraden von 30° haben die Niederschläge im letzten Jahrhundert zugenommen, während sie in den Tropen seit den 1970er Jahren ähnlich zurückgegangen sind. Und während es auf globaler Ebene keine konsistenten Veränderungen gegeben hat, sind regionale Unterschiede ausgeprägt. Beispielsweise sind die östlichen Teile Nord- und Südamerikas, Nordeuropas sowie Nord- und Zentralasiens feuchter geworden.
Andere Regionen wie die Sahelzone (zwischen der Wüste Sahara und der sudanesischen Savanne), das Mittelmeer, das südliche Afrika und Teile Südasiens sind trockener geworden. Auch die Zahl der Starkregen und Dürren hat in vielen Gebieten im vergangenen Jahrhundert zugenommen. Auch in den Tropen und Subtropen nimmt die Prävalenz von Dürren seit den 1970er Jahren zu.
Regen auf anderen Planeten:
Trotz allem, was Sie vielleicht denken, ist die Erde nicht der einzige Planet, auf dem es regnet. Auf anderen Körpern im Sonnensystem findet flüssiger Niederschlag statt, obwohl es selten um Wasser geht. Eigentlich, wir kamen , regnet es regelmäßig, außer dass es sich um Schwefelsäure handelt!
Dieser saure Regen wird hoch in der Atmosphäre gebildet, wo die Windgeschwindigkeiten bis zu 360 Stundenkilometer (224 mph) erreichen. Sobald die Tröpfchen jedoch die untere Atmosphäre erreichen, verdampfen sie aufgrund der extremen Hitze – über 460 °C oder 860 °F. Daher erreicht der Regen nie die Oberfläche, die extrem trocken und geschmolzen ist.
Auf Saturns Mond Titan, Regen nimmt die Form von Methan an . Als Nachweis der Cassini-Huygens Mission hat gezeigt, dass der Mond einen aktiven Wasserkreislauf hat. Außer, dass Titans flüssige Kohlenwasserstoffe anstelle von Wasser beinhaltet. Als Teil dieses Kreislaufs verdunstet flüssiges Methan an der Oberfläche, sammelt sich in der Atmosphäre an und kehrt dann als saisonaler Regen an die Oberfläche zurück.
Aber es wird noch seltsamer! In den letzten Jahren haben Wissenschaftler beispielsweise experimentelle Beweise erhalten, die darauf hindeuten, dass Jupiter und Saturn möglicherweise flüssiger Heliumregen . Aufgrund der extremen Druckverhältnisse im Inneren des Gasriesen werden diese Gase so weit komprimiert, dass sie flüssig werden.
Und dann gibt es noch den sogenannten „Diamantregen“, von dem spekuliert wurde, dass er auf allen Gasriesen existiert. Im Wesentlichen, Jupiter, Saturn , Uranus und Neptun alle besitzen Methan in ihrem Inneren. Aufgrund der extremen Druckbedingungen werden diese Kohlenwasserstoffe bis zu dem Punkt komprimiert, von dem angenommen wird, dass sich tatsächlich Diamanten bilden. Daher kann es in diesen Gas-/Eisriesen tatsächlich zu Diamantregen kommen.
Zu guter Letzt gibt es den kuriosen Fall von „ Koronaler Regen “, das auf der Sonne stattfindet. Dieses Phänomen tritt während eines koronalen Massenauswurfs auf, bei dem das Plasma nach dem Ausstoß abkühlt und auf die Oberfläche zurückfällt. Manchmal erzeugen diese Plasmatröpfchen dort, wo sie auftreffen, „Spritzer“. Und anstatt direkt nach unten zu fallen, scheint der Plasmaregen dem Weg der unsichtbaren Magnetfeldlinien der Sonne zu folgen.
Hier auf der Erde nimmt Regen die Form von Wasser an und ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Wasserkreislaufs. Auf anderen Welten kann Regen eine andere Form annehmen, nimmt aber im Kreislauf des Planeten immer noch den gleichen Platz ein. Aufgrund sich ändernder Temperaturen, Sättigung und Koaleszenz muss das, was nach oben geht (in Form von Dampf), schließlich wieder nach unten kommen.
Wir haben viele Artikel über Regen für Universe Today geschrieben. Hier ist Was sind Cumulonimbus-Wolken? , Was ist der nasseste Ort der Erde? , Was ist eine Warmfront? , Hinweise auf Regen auf dem Mars , und Seltener Regen auf Titan; Einmal alle 1.000 Jahre .
Wenn du mehr Informationen zum Thema Regen haben möchtest, schau mal vorbei Sichtbare Erde-Startseite . Und hier ist ein Link zu Erdobservatorium der NASA .
Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast rund um den Planeten Erde aufgenommen. Hör zu, Folge 51: Erde .
Quellen:
