Jak długo żyje kropla deszczu?

Amelia8 czerwca 2020

0 1 432

Woda podróżuje przez pół świata w formie pary, pokonuje najwyższe góry jako kryształki lodu, by w końcu runąć na ziemię w postaci mniej lub bardziej gwałtownego deszczu. Jednak jego krople to nie tylko zwykła woda, ale i coś w rodzaju gigantycznej sieci, za pomocą której przyroda przekazuje sobie ważne informacje. I to dużo starsze od samych kropel.

Podróż zaczyna się na Karaibach, u wybrzeży Kuby. Energia słoneczne zamienia cząsteczkę wody z Atlantyku w parę wodną, a wstępujące prądy powietrza sprawiają, że wznosi się ona coraz wyżej i wyżej, czasami aż na 8-10 kilometrów nad powierzchnią oceanu. Niesiona zachodnim wiatrem, rusza w podróż w kierunku Europy. Dziesięć tysięcy kilometrów lotu przebiega bardzo burzliwe, ale po około dziewięciu dniach para wodna może dotrzeć w końcu nad Polskę – i w postaci deszczu spaść na nasz kraj.

Czy krople deszczu obowiązuje limit wielkości?

Im wyżej wznosi się para wodna, tym zimniejsze powietrze ją otacza – temperatura spada o około 0,6 stopni na 100 metrów wysokości. Trzeba przy tym wiedzieć, że metr sześcienny powietrza powietrza o temperaturze bliskiej 20 stopni Celsjusza może pomieścić około 17 gramów wody, zaś w temperaturze bliskiej 0 stopni Celsjusza – tylko 5 gramów. Reszta pary wodnej ulega kondensacji (zamienia się w wodę) albo desublimacji (przekształca się w kryształki lodu) na tak zwanych jądrach kondensacji, np. cząsteczkach pyłu lub aerozolach. Kryształki lodu stopniowo przyrastają dzięki parowaniu kropelek chmury. Po uzyskaniu odpowiednich rozmiarów i wagi miliardy kryształków lodu zaczynają opadać. Jeśli temperatura powietrza w tym czasie jest dodatnia, to nadtapiają się i zmieniają w kropelki deszczu. Pędząc w dół, zderzają się ze sobą, łączą, rozpadają i odparowują.

W trakcie około 25-minutowej podróży wiatr rzuca nimi do góry, w dół i na boki. Tuż nad powierzchnią ziemi osiągają przeciętnie dwa milimetry średnicy.

LATAJĄCE BOMBY. Krople spadają tym szybciej, im są większe. Zwykle, o średnicy dwóch milimetrów, uderzając w ziemię z prędkością pięciu metrów na sekundę, a największe i najcięższe krople – nawet dwa razy szybciej. Niesiona przez nie energia może odkształcić podłoże, bo trafiając w nie, podrywają cząstki pyłu oraz gleby na wysokość do 1,5 metra.

Ile deszczu może spaść w ciągu minuty?

Na pustyni Atakama w Ameryce Południowej i w pewnych rejonach Antarktydy nie pada prawie nigdy. Są też miejsca na świecie, które wręcz przyciągają opady: w 1970 roku na karaibskiej Gwadelupie w ciągu minuty spadło 38 litrów wody na metr kwadratowy – w czasie 15 sekund można było napełnić całe wiadro! Polski rekord, ustawiony w 1935 roku w podwarszawskim Legionowie, to 8 litrów na metr kwadratowy na minutę.

Jak często chmury przechodzą recykling?

Zwykły cumulus, czyli chmura kłębiasta, zawiera około 150 tysięcy ton wody. Mimo to nie jest wcale oczywiste, czy spadnie z niej choć odrobina deszczu albo śniegu. Dlaczego? Procesy kondensacji, czyli powstawania kropel, i ich ponownego parowania długo utrzymują się w równowadze. W związku z tym kulki wody formują się w chmury wielokrotnie, by następnie zaniknąć jako para wodna. Mnóstwo obłoków nie daje zatem żadnego opadu.

Jak duży jest ocean nad naszymi głowami?

Na ziemi jest około 1,4 miliarda kilometrów sześciennych wody, z czego 97,5% znajduje się w oceanach. Dziennie wyparowuje z nich 2100-krotność jeziora Śniardwy – szczególnie dużo z ciepłych wód w okolicy równika (temperatura tam sięga 29 stopni Celsjusza). Zaledwie 0,001% całej objętości wody (tj. 12 900 km sześciennych) stale unosi się w atmosferze w formie chmur lub pary wodnej. Odpowiada to mniej więcej połowie wody w Bałtyku.

Czy kiedyś padał deszcz?

Na podstawie odnajdywanych skamieniałych kraterów po bombardującej powierzchnię ziemi wodzie można określić wielkość i prędkość spadania najstarszych kropel. Okazuje się, że zjawisko deszczu nie zmienia się od trzech miliardów lat, więc dinozaury mokły tak samo jak my!

Pasażerowie na gapę. Wydaje się, że deszcz to czysta i przejrzysta woda. W rzeczywistości wszystkie jego krople mają stałe jądro składające się z cząsteczki pyłu (tzw. jądro kondensacji). Rozpuszczone są w nich też różne związki chemiczne. Poza tym 85% z nich zawiera materiał genetyczny mikroorganizmów. A unoszone wiatrem jednokomórkowce, takie jak ameby, wykorzystuję krople jako środek transportu.

Czy krople deszczu się odradzają?

Kropla deszczu nawet w te najgorętsze letnie dni ma początek w chmurze lodowej. Jednym wyjątkiem jest mżawka, która powstaje w niższych i zarazem cieplejszych warstwach obłoków. Szacuje się, że każdego dnia, na ziemię spada około 29 biliardów kropel wody – czy to w formie deszczu, ulewy lub podczas burzy.

Ale kropla deszczu nie tylko składa się z samej wody. Oprócz zanieczyszczeń, takich jak pył znad pustyni, popioły wulkaniczne czy sól morska, w jej wnętrzu znajdują się „cegiełki”, z których zbudowane jest życie. – Nad naszymi głowami wiszą całe tony DNA, bakterii i komórek.

Czy deszcz chroni klimat?

Drzewa i ulice już kilka minut po deszczu są znowu suche. Proces parowania pobiera z otoczenia energię cieplną. Bez takiego chłodzenia powierzchnia ziemi podgrzewałaby się średnio do tepmperatury 67 stopni Celsjusza.

Czy spadające krople mają kształt kropel?

W powietrzu woda przybiera formę idealnej kuli, dzięki czemu minimalizuje swoją powierzchnię. Spadając, kula ta pod wpływem oporu powietrza ulega spłaszczeniu od góry, po czym uzyskuje kształt zbliżony do spadochronu – staje się wtedy niestabilna i pęka. Lecąca w dół kropla może mieć maksymalnie pół centymetra średnicy. To, że widzimy ją jako długi strumień wynika z powolnej pracy naszych oczu, dla których bardzo szybko poruszające się obiekty ulegają optycznemu wydłużeniu.

Przemieszczają się one w kroplach chmur i deszczu ponad kontynentami oraz oceanami, na prawdziwej autostradzie życia. Każda kropla deszczu jest więc osobnym biotopem, czymś w rodzaju mikroskopijnego oceanu.

Jednak to, iż potrzebuje ona malutkiej cząstki jako jądra kondensacji, to tylko część prawdy: -Bez cząstek chmur, a więc i opadów. Ale kluczowa jest ich liczba. Gdy jest ich zbyt dużo, procesy powstawania kropelek chmury i opadów systematycznie słabną. Jeśli w metrze sześciennym powietrza w górnych partiach chmur znajduje się ponad 1200 jąder kondensacji, to para wodna przybiera postać drobnego i bardzo lekkiego pyłu lodowego, unoszonego wiatrem. Ten proces ogranicza formowanie się obłoków. Jest to istotne dla obszarów zmagających się ze smogiem. Dlaczego? Ponieważ jeden litr opadającego deszczu oczyszcza około 300 tysięcy litrów powietrza. By tak jednak się stało, musi spaść deszcz – a zbyt duża ilość pyłu lub brudu znacznie to utrudnia.

Tagi