Opady atmosferyczne

Zacznij od pytania

Dlaczego wilgotne powietrze nie zawsze daje deszcz?

Powietrze może zawierać parę wodną, ale sama wilgotność nie wystarcza do powstania deszczu. Potrzebne jest ochłodzenie powietrza do stanu nasycenia, kondensacja lub resublimacja na drobnych cząstkach oraz wzrost kropelek albo kryształków do rozmiaru, którego prądy wstępujące nie zdołają utrzymać.

Dlatego na mapie świata obok bardzo wilgotnych obszarów równikowych widzimy suche pustynie zwrotnikowe, a po dwóch stronach jednego łańcucha górskiego mogą występować skrajnie różne sumy opadów. Rozmieszczenie opadów jest zapisem ruchu powietrza, rzeźby i wpływu oceanów.

Zacznij od obrazu

Deszcz monsunowy i grad

Nawet to samo „mokre” zjawisko wygląda inaczej: ulewy konwekcyjne, deszcze monsunowe, grad.

Obejrzyj

Podczas oglądania: Zapisz kolejne etapy powstawania opadu oraz trzy mechanizmy unoszenia powietrza prowadzące do ochłodzenia.

Otwórz film w nowej karcie · YouTube

1 · Kondensacja

Wilgotność, nasycenie i chmura

Wilgotność opisuje zawartość pary wodnej w powietrzu. Gdy wilgotne powietrze unosi się, ciśnienie wokół niego maleje, więc rozszerza się i ochładza. Po osiągnięciu nasycenia para wodna kondensuje w krople albo przechodzi bezpośrednio w kryształki lodu w procesie resublimacji, nazywanym też depozycją.

Chmura składa się z bardzo drobnych kropelek wody i kryształków lodu. Zderzają się one, łączą i rosną. Gdy stają się zbyt ciężkie, by utrzymały je ruchy powietrza, spadają jako opad. Temperatura w chmurze i pod nią decyduje, czy do powierzchni dotrze deszcz, śnieg, deszcz ze śniegiem, krupa lub grad.

Animacja

Powietrze się wznosi i ochładza

Przesuń suwaki: temperatura powietrza przy gruncie i punkt rosy (temperatura, w której para zaczyna się skraplać). Zobacz, na jakiej wysokości powstanie podstawa chmury.

Im bardziej wilgotne powietrze (punkt rosy bliżej temperatury), tym niżej powstaje chmura. Pogoda zaczyna się od wznoszenia.

Zadanie do tej grafiki

Zrób doświadczenie na schemacie

Ustaw temperaturę przy gruncie 24°C i punkt rosy 12°C. Odczytaj wysokość podstawy chmury i temperaturę powietrza na tej wysokości.Odczytaj wynik pod suwakami. Temperatura = temperatura przy gruncie − 1°C na każde 100 m.
Zwiększ punkt rosy do 22°C (powietrze bardzo wilgotne). Jak zmieniła się wysokość podstawy chmury i dlaczego?Porównaj różnicę: temperatura − punkt rosy.
Ustaw punkt rosy równy temperaturze powietrza. Co oznacza podstawa chmury na wysokości 0 m?Gdy powietrze jest nasycone już przy gruncie, para kondensuje od razu.

Laboratorium · ćwiczenie w przeglądarce, do którego odsyłają rozgrzewki na końcu lekcji

Sprawdź w działaniu

Jak powstaje opad?

Przełączaj trzy typy opadów i obserwuj, co unosi powietrze. Poniżej policz, na jakiej wysokości powstanie chmura, gdy znasz temperaturę powietrza i punkt rosy.

Opad powstaje, gdy powietrze wzniesie się, ochłodzi do nasycenia i kropelki urosną. Różnią się tylko przyczyny wznoszenia.

2 · Typ pierwszy

Opad konwekcyjny: ogrzane podłoże

Opady konwekcyjne powstają, gdy silnie ogrzane podłoże nagrzewa powietrze i wywołuje jego gwałtowne wznoszenie. Są często intensywne, krótkotrwałe i lokalne. W strefie równikowej regularna konwekcja sprzyja deszczom zenitalnym, a latem w Polsce może prowadzić do burz.

Animacja

Od słońca do burzy

Przesuń suwak nasłonecznienia i obserwuj, jak rosną chmury: od bezchmurnego nieba, przez cumulusy, aż po chmurę burzową z ulewą.

Im silniejsze ogrzanie, tym wyższa chmura i silniejszy opad. Konwekcja daje opady lokalne i krótkie.

Zadanie do tej grafiki

Przeprowadź doświadczenie

Ustaw suwak na 15%, potem 40%, 65% i 90%. Dla każdego ustawienia zapisz typ chmury i to, czy pada.Odczytaj opis pod suwakiem.
Przy jakim ogrzaniu pojawia się burza z piorunami i jaka jest wtedy temperatura podłoża?Szukaj ustawienia, przy którym błyska.
Dlaczego opady konwekcyjne są zwykle krótkie i lokalne, a nie rozległe?Pomyśl, jak duży obszar może nagrzać się tak silnie jak miejsce pod chmurą.

Klimatogram

Strefa równikowa: deszcz przez cały rok

Manaus leży niemal na równiku. Odczytaj, w których miesiącach pada najwięcej i czy jest pora sucha.

W klimacie równikowym każdy miesiąc jest wilgotny, a temperatura prawie się nie zmienia.

Zadanie do tej grafiki

Odczytaj z klimatogramu

Wskaż miesiąc z największym i najmniejszym opadem w Manaus i oblicz różnicę.Słupki opadu czytaj na prawej osi.
Czy w Manaus występuje pora sucha? Uzasadnij odczytem z wykresu.Porównaj najniższy słupek ze średnią w strefach umiarkowanych (ok. 50 mm miesięcznie).

3 · Typ drugi

Opad orograficzny: góry na drodze wiatru

Opady orograficzne powstają, gdy wilgotne powietrze napotyka barierę górską. Na stoku dowietrznym wznosi się, ochładza i daje opad. Po stronie zawietrznej opada, ogrzewa się i osusza, tworząc cień opadowy. Mechanizm wyjaśnia duże różnice po obu stronach Gór Skandynawskich i wielu innych pasm.

Animacja

Wiatr, góry i cień opadowy

Zmieniaj wysokość pasma górskiego. Zobacz, kiedy zaczyna padać na stoku dowietrznym, jak zmienia się temperatura i ile pada po drugiej stronie gór.

Po stronie zawietrznej powietrze opada i ogrzewa się o 1°C na 100 m: jest sucho i cieplej. To cień opadowy i wiatr typu fen.

Zadanie do tej grafiki

Przeprowadź doświadczenie

Ustaw wysokość gór na 500 m, a potem na 2500 m. Przy której wysokości zaczyna się opad i dlaczego nie ma go przy niższych górach?Porównaj wysokość pasma z poziomem kondensacji (1000 m).
Przy 2500 m odczytaj temperaturę przy gruncie po stronie dowietrznej i u podnóża po stronie zawietrznej. O ile stopni jest cieplej po drugiej stronie?Odejmij dwie wartości z podpisów na schemacie.
Porównaj opad na stoku dowietrznym i zawietrznym. Wyjaśnij, skąd różnica.Przypomnij, co dzieje się z powietrzem opadającym po zawietrznej.

4 · Typ trzeci

Opad frontalny: spotkanie mas powietrza

Opady frontalne powstają na granicy mas powietrza. Cieplejsze, lżejsze powietrze jest unoszone nad chłodniejsze. Front ciepły daje zwykle rozległe i dłuższe opady, natomiast front chłodny może przynosić węższą strefę intensywniejszych opadów i burz.

Animacja

Front ciepły i front chłodny

Przełączaj rodzaj frontu. Obserwuj kształt klina powietrza, rodzaj chmur i szerokość pasa opadu.

Front ciepły: szeroki, łagodny opad. Front chłodny: wąski, intensywny opad z burzami.

Zadanie do tej grafiki

Porównaj fronty na schemacie

Dla frontu ciepłego i chłodnego opisz kształt granicy mas powietrza (łagodna czy stroma) i rodzaj chmur.Przełącz zakładki i porównaj nachylenie linii frontu.
Który front daje wąski pas intensywnego opadu z burzą, a który szeroki i słabszy opad? Wyjaśnij to nachyleniem frontu.Im bardziej gwałtowne unoszenie, tym intensywniejszy opad.
Po którym froncie następuje wyraźne ochłodzenie i dlaczego?Który front wprowadza chłodne powietrze?

W skrócie

Podsumowanie: trzy mechanizmy opadu

Typ	Co unosi powietrze	Typowy obraz
konwekcyjny	silne ogrzanie podłoża	krótki, intensywny, lokalny; możliwa burza
orograficzny	bariera górska	mokry stok dowietrzny i cień opadowy
frontalny	kontakt mas o różnej temperaturze	pas opadu związany z frontem

Sprawdź w działaniu

Jaki to opad?

Przypisz sytuację do typu opadu.

Typ opadu wynika z tego, co wymusza wznoszenie: ogrzane podłoże, góra albo front.

3 · Rozmieszczenie

Cyrkulacja, ocean i prądy morskie

Globalna cyrkulacja tworzy wilgotne pasy wznoszenia nad równikiem i w szerokościach umiarkowanych oraz suche pasy opadania nad zwrotnikami. Dlatego pustynie często leżą w pobliżu zwrotników, a duże opady występują w pasie równikowym i w regionach monsunowych.

Bliskość oceanu zwykle zwiększa dostęp wilgoci, ale znaczenie mają też kierunek wiatru i prądy morskie. Ciepły prąd sprzyja parowaniu i wilgotności, natomiast zimny stabilizuje dolną atmosferę i ogranicza opady. Tak Prąd Peruwiański współtworzy skrajną suchość wybrzeża Atakamy.

Wykres

Roczne sumy opadów: od pustyni do deszczowej góry

Skala jest ogromna: tam, gdzie pada najwięcej, w ciągu roku spada ponad 10 000 mm, a na pustyni prawie nic.

Góry nawietrzne dla wilgotnego wiatru i monsun dają największe opady; pustynie przy zimnych prądach najmniejsze.

Zadanie do tej grafiki

Odczytaj z wykresu

Oblicz, ile razy więcej opadu spada w Cherrapunji niż w Warszawie.Podziel 11 800 mm przez 560 mm (odczyt z wykresu).
Dlaczego w Arice (wybrzeże Atakamy) opad wynosi niemal zero, choć miasto leży nad oceanem?Przypomnij rolę zimnego Prądu Peruwiańskiego z akapitu o rozmieszczeniu opadów.
Wskaż dwa miejsca z wykresu o dużych opadach i podaj przyczynę każdego.Skorzystaj z wniosku pod wykresem: góry nawietrzne i monsun, strefa równikowa.

W tabeli

Czynniki rozmieszczenia opadów

Czynnik	Mechanizm
globalna cyrkulacja	pasy wznoszenia są wilgotniejsze, pasy opadania suchsze
wysokość i rzeźba	wznoszenie na stokach ochładza powietrze
odległość od oceanu	maleje dostęp wilgoci w głębi lądu
ciepły prąd	zwiększa parowanie i wilgotność
zimny prąd	ogranicza parowanie i konwekcję

Słownik lekcji

Pojęcia, które trzeba rozumieć

wilgotność powietrza

zawartość pary wodnej w powietrzu

kondensacja

przejście pary wodnej ze stanu gazowego w ciekły

resublimacja (depozycja)

bezpośrednie przejście pary wodnej w lód

chmura

zbiór bardzo drobnych kropelek wody lub kryształków lodu unoszących się w atmosferze

opad atmosferyczny

woda w stanie ciekłym lub stałym spadająca z chmur do powierzchni

stok dowietrzny

strona wzniesienia zwrócona ku napływającemu powietrzu

cień opadowy

suchszy obszar po zawietrznej stronie bariery górskiej

roczna suma opadów

suma miesięcznych opadów zmierzonych w ciągu roku, podawana w milimetrach

Utrwal słownik

Dopasuj pojęcia do definicji

Te pojęcia pojawią się w quizie i na sprawdzianie.

Praca z podręcznikiem

Zajrzyj do „Nowych Oblicz geografii”

Strony: 60–64.

Na stronie 60 odtwórz kolejność: parowanie, ochłodzenie, kondensacja lub resublimacja, wzrost cząstek, opad.
Na mapie Półwyspu Skandynawskiego porównaj stacje po zachodniej i wschodniej stronie gór. Wyjaśnij różnicę sum opadów.
Na wykresie stacji położonych wzdłuż 51°N opisz zmianę sum opadów wraz z oddalaniem się od Atlantyku.
Porównaj Rio de Janeiro i Antofagastę. Powiąż różnicę opadów z ciepłym Prądem Brazylijskim i zimnym Prądem Peruwiańskim.
Na mapie świata wskaż wilgotne obszary równikowe i monsunowe oraz suche obszary zwrotnikowe i wybrzeża chłodnych prądów.

Uważaj

Na tym tracą punkty

Wilgotność wystarczy do deszczu

Tak nie

Skoro powietrze jest wilgotne, to musi padać.

Nie wyjaśnisz suchych obszarów i cienia opadowego.

Tak

Potrzebne jest ochłodzenie do nasycenia, kondensacja i wzrost kropel do rozmiaru, którego nie utrzymają prądy wstępujące.

Powietrze musi się najpierw wznieść.

Cień opadowy po stronie dowietrznej

Tak nie

Stok dowietrzny jest suchy, a zawietrzny mokry.

Odwrócone wnioski w zadaniu z sumami opadów.

Tak

Po stronie dowietrznej powietrze wznosi się i daje opad (2250 mm). Po zawietrznej opada, ogrzewa się i osusza (680 mm).

Cień opadowy to sucha strona zawietrzna.

Pustynie bez związku z cyrkulacją

Tak nie

Pustynie są suche tylko dlatego, że jest tam gorąco.

Nie wskażesz przyczyny suchych pasów zwrotnikowych.

Tak

Nad zwrotnikami powietrze opada (wyże), więc opadów jest mało. W pasie równikowym wznosi się, więc pada dużo.

Zimny prąd morski dodatkowo ogranicza opady (np. Atakama).

Chmura to to samo co mgła i opad

Tak nie

Mgła to opad, a chmura to to samo co mgła.

Pomylisz zjawiska w pytaniach definicyjnych.

Tak

Chmura to kropelki lub kryształki w atmosferze, mgła to chmura przy ziemi, a opad spada na powierzchnię.

Opad to ciężkie krople lub kryształki, które opadają.

Dla zainteresowanych

Materiały dodatkowe z zadaniem

Każdy z materiałów ma jedno konkretne pytanie. Linki znajdziesz na końcu lekcji w źródłach.

How does rain form? (Met Office): Porównaj opad konwekcyjny, frontalny i orograficzny.
Miesięczne dane klimatyczne (IMGW-PIB): Odczytaj miesięczne sumy opadów dla wybranej stacji i przygotuj wykres roczny. Źródłem danych jest IMGW-PIB.
What is precipitation? (NOAA NESDIS): Sprawdź, jakie formy opadu NOAA wyróżnia oprócz deszczu i śniegu.

Podsumowanie

Co warto zapamiętać

Opad: wznoszenie → ochłodzenie → kondensacja (lub resublimacja) → wzrost kropel → opad.
Konwekcyjny: ogrzane podłoże; orograficzny: góry; frontalny: granica mas powietrza.
Strona dowietrzna gór jest mokra, zawietrzna sucha (cień opadowy).
Pasy wznoszenia (równik, strefa umiarkowana) są wilgotne, pasy opadania (zwrotniki) suche.
Zimny prąd ogranicza opady (Atakama), ciepły je zwiększa.

Dalej na swoim koncie

Rozgrzewki, quiz i zadania są w biurku ucznia.

Teoria jest otwarta dla wszystkich. Żeby rozwiązywać zadania, zapisywać szkice i widzieć swój postęp, zaloguj się.

Zaloguj się →