Yağmur

Hava su buharı içerir ve kuru havanın belirli bir kütlesindeki su miktarına, karışım oranı denir ve kilogram kuru hava başına gram su (g/kg) olarak ölçülür.^[3][4]

Havadaki nem miktarına genellikle bağıl nem de denir. Bağıl nem, belirli bir hava sıcaklığında havanın tutabileceği toplam su buharı yüzdesidir.^[5] Bir hava parçasının doymadan (yüzde 100 bağıl nem) ve bir buluta (Dünya yüzeyinin üzerinde asılı duran, görünür ve küçük su ve buz parçacıkları grubu)^[6] dönüşmeden önce ne kadar su buharı içerebileceği, sıcaklığına bağlıdır. Daha sıcak hava, doymadan önce daha soğuk havadan daha fazla su buharı içerebilir. Bu nedenle, bir hava parçasını doyurmanın bir yolu onu soğutmaktır. Çiy noktası, hava parçasının doyması için soğutulması gereken sıcaklıktır.^[7]

Havayı çiğlenme noktasına kadar soğutmak için dört ana mekanizma vardır: adiabatik soğutma, iletken soğutma, radyasyonel soğutma ve buharlaştırıcı soğutma. Adiabatik soğutma, hava yükselip genişlediğinde oluşur.^[8] Hava, konveksiyon, büyük ölçekli atmosferik hareketler veya dağ (orografik kaldırma) gibi genellikle bir yüzeyden diğerine, örneğin sıvı bir su yüzeyinden daha soğuk bir karaya üflenerek fiziksel bir engel nedeniyle yükselebilir. İletken soğutma, hava daha soğuk bir yüzeyle temas ettiğinde meydana gelir.^[9]. Radyasyonel soğutma, havadan veya altındaki yüzeyden kızılötesi radyasyon yayılması nedeniyle oluşur..^[10] Buharlaştırıcı soğutma, buharlaşma yoluyla havaya nem eklendiğinde olur ve bu da hava sıcaklığının yaş ampul sıcaklığına veya doygunluğa ulaşana kadar soğumasını sağlar.^[11]

Su buharının havaya eklenmesinin başlıca yolları, rüzgarın yukarı doğru hareket alanlarına yakınsaması,^[12] yukarıdan düşen yağış veya virga,^[13] gündüz ısınması ile okyanusların, su kütlelerinin veya ıslak toprakların yüzeyinden suyun buharlaşması,^[14] bitkilerin terlemesi,^[15] daha sıcak su üzerinde hareket eden soğuk veya kuru hava^[16] ve havanın dağların üzerinden kaldırılmasıdır.^[17] Su buharı normalde bulutları oluşturmak için toz, buz ve tuz gibi yoğunlaşma çekirdeklerinde yoğunlaşmaya başlar. Hava cephelerinin yükseltilmiş kısımları (bunlar doğası gereği üç boyutludur)^[18] Dünya atmosferinde altostratüs veya sirrostratüs gibi bulut kümeleri oluşturan geniş yukarı doğru hareket alanlarını zorlar.^[19] Stratüs, soğuk ve kararlı bir hava kütlesinin sıcak bir hava kütlesinin altında sıkıştığında oluşma eğiliminde olan kararlı bir bulut kümesidir. Ayrıca rüzgarlı koşullarda taşınım sisinin kalkması nedeniyle de oluşabilir.^[20]

 

Birleşme, su damlacıkları birleşerek daha büyük su damlacıkları oluşturduğunda meydana gelir. Hava direnci genellikle bir buluttaki su damlacıklarının hareketsiz kalmasına neden olur. Hava türbülansı olduğunda, su damlacıkları çarpışır ve daha büyük damlacıklar yaparlar.

Bu daha büyük su damlacıkları alçaldıkça, birleşme devam eder, böylece damlalar hava direncini aşacak ve yağmur olarak düşecek kadar ağırlaşır. Birleşme genellikle donma noktasının üzerindeki bulutlarda oluşur ve ılık yağmur süreci olarak da bilinir.^[21] Donma noktasının altındaki bulutlarda, buz kristalleri yeterli kütle kazandığında düşmeye başlar. Bu genellikle kristal ve komşu su damlacıkları arasında meydana geldiğinde birleşmeden daha çok kütle gerektirir. Bu süreç sıcaklığa bağlıdır, çünkü aşırı soğumuş su damlacıkları yalnızca donma noktasının altındaki buluttadır. Ayrıca, bulut ve yer seviyesi arasındaki büyük sıcaklık farkı nedeniyle, bu buz kristalleri düştükçe eriyip yağmura dönüşebilir.^[22]

Yağmur damlaları 01 ila 9 mm (0,039 ila 0,354 in) ortalama çap aralığında boyutlara sahiptir ancak daha büyük boyutlarda parçalanma eğilimi gösterirler. Daha küçük damlalara bulut damlacıkları denir ve şekilleri küreseldir. Bir yağmur damlasının boyutu arttıkça şekli daha basık hale gelir ve en büyük kesiti yaklaşan hava akışına bakar. Büyük yağmur damlaları, hamburger ekmeği gibi tabana doğru giderek düzleşir; çok büyük olanlar ise paraşüt şeklini alır.^[23][24]