نحوه تشکیل باران و چرخه آن

باران مایعی است که از قطره های بخار آب متراکم شده در جو تشکیل شده و سپس به دلیل سنگین تحت نیروی جاذبه به زمین سقوط می کند.

باران جزء اصلی چرخه آب است و مسئول رسوب بیشترین آب شیرین روی زمین است. باران شرایط مناسبی برای بسیاری از اکوسیستم ها و همچنین آب مورد نیاز برای نیروگاه های برق آبی و آبیاری محصولات را فراهم می کند.

سه شرط تشکیل باران شامل دما، رطوبت و جبهه هواست. در واقع علت اصلی تولید باران حرکت رطوبت در امتداد مناطق سه بعدی دما و رطوبت است که به عنوان جبهه هوا شناخته می شوند. انیمیشن تشکیل باران می تواند به بسیاری از پرسش های شما در این زمینه پاسخ دهد. 

چرخه تشکیل باران:
در کره زمین آب در یک چرخه هیدرولوژیک به 3 حالت جامد، مایع یا گاز وجود دارد. در این چرخه، آب از سطح دریا و اقیانوس ها تبخیر می شود و در نهایت دوباره به شکل برف و باران به زمین باز می گردد.

با اینکه آب درصد کمی از اتمسفر زمین را تشکیل می دهد اما نقش بسیار مهمی در آب و هوا دارد. درصد آب اتمسفر در مناطق مختلف متفاوت است مثلا در برخی از مناطق محلی ممکن است بیشتر یا کمتر باشد که به شدت آب و هوای منطقه را تحت تأثیر قرار می دهد.

در حالت عادی بخار آب موجود در اتمسفر را نمی توان مشاهده کرد اما با سرد شدن هوا این بخار بر روی پنجره های گرم منازل و شیشه خودروها دیده می شود که شبیه تشکیل باران است.

برای درک چرخه تشکیل باران باید بدانید که اتمسفر زمین حاوی ذرات ریزی موسوم به هسته های چگالشی (Condensation Nuclei) یا هسته های ژاله زایی است. منشاء این ذرات فوران های آتشفشانی، توفان های شن و آلودگی های هوا است.

بخار آب زمان متراکم شدن به این ذرات میکروسکوپی می چسبد و تجمع تعداد زیادی از اینها ابرها را تشکیل می دهد. اگر مقدار زیادی بخار آب در اطراف یک ذره متراکم شود یا دمای هوا کاهش یابد بخار آب موجود در آنها به شکل باران به زمین می بارد.

ابرهایی که بالای سر ما شناور هستند حاوی بخار آب و قطرات ابر هستند که می توانند قطرات کوچک آب را تشکیل دهند. این قطرات خیلی کوچک هستند و نمی توانند به صورت باران سقوط کنند و برای تشکیل به وزش باد و اغتشاشاتی در هوا نیاز دارد که با برخورد این ریز قطره ها باعث تولید قطره های بزرگ تر شود.

تشکیل باران اسیدی:
باران اسیدی اصطلاحی گسترده است که شامل هر نوع بارشی با اجزای اسیدی، مانند اسید سولفوریک یا اسید نیتریک است که از جو به شکل مرطوب یا خشک به زمین می بارد. این بارش ها می تواند شامل باران، برف، مه، تگرگ یا حتی گرد و غبار اسیدی باشد.

وقتی دی اکسید گوگرد (SO2) و اکسیدهای نیتروژن (NOX) به جو منتقل می شوند و توسط جریان باد و هوا منتقل می شوند، باران اسیدی به وجود می آید. SO2 و NOX با آب، اکسیژن و سایر مواد شیمیایی واکنش داده و اسیدهای سولفوریک و نیتریک را تشکیل می دهند. سپس این مواد قبل از سقوط روی زمین با آب و سایر مواد مخلوط می شوند.

باران اسیدی برخلاف بارش های دیگر اثرات مخربی روی جنگل ها، آب های شیرین و خاک به جا خواهد گذاشت. به عنوان مثال می تواند حشرات را از بین ببرد و اکوسیستم طبیعی موجودات آبزی را تغییر دهد. باران های اسیدی همچنین تغییراتی در سطح ساختمان ها و مجسمه ها ایجاد کرده و حتی برای سلامت انسان مضر است.

تشکیل باران مصنوعی:
باران مصنوعی از طریق بارورکردن ابرها تشکیل می شود و راهی است که انسان ها برای جلوگیری از خشکسالی زمین و باروری زمین های بایر ایجاد کرده اند. این روش بسیار پرهزینه است و می تواند با ایجاد باران های سیل آسا در برخی مناطق خسارت های زیادی به بار بیاورد.

مفهوم باران مصنوعی از طریق بارور کردن ابرها در حدود دهه 1940 توسط برنارد وونگوت کشف شد او نشان داد که استفاده از یدید نقره در اتاق های ابر باعث تشکیل کریستال های یخ می شود. از باران مصنوعی می توان در مناطق کم بارش، برای افزایش تولید محصولات کشاورزی و پر کردن مخازن آب استفاده کرد.

بارور کردن ابر ها به این صورت است که هواپیما ها بر فراز ابر های انتخاب شده پرواز کرده و بسته های حاوی ذرات یدید نقره را روی ابر ها پخش می کنند. این ذرات در مجاورت با ابر های حاوی رطوبت سرد باعث تشکیل بلور های یخ و قطرات باران شده و باران مصنوعی تولید می کنند.

اکنون می توانید به این سوال که تشکیل باران مصنوعی چیست؟ به طور کامل جواب بدهید. تشکیل باران مصنوعی علوم هفتم در این رابطه توضیحات کاملی ارائه می دهد.

تشکیل باران کودکانه:
برای تولید باران کودکانه نیازمند یک شیشه مربا، صفحه سرامیکی، آب گرم و چند قطعه یخ هستید. برای این آزمایش ابتدا داخل شیشه مربا آب بریزید تا ارتفاع آن به حدود 5 سانتی متر برسد. سپس صفحه سرامیکی را بر روی شیشه مربا قرار دهید و حدود 3 دقیقه صبر کنید سپس قطعات یخ را بر روی صفحه بگذارید تا شاهد باراش باران باشید.

باران چگونه می بارد؟
در ابرها با متراکم شدن بخار آب و پیوستن قطرات آب بهم قطرات رشد کرده و بزرگ می شوند. هنگامی که آنها بیش از حد سنگین می شوند که نتوانند در ابر معلق بمانند به شکل باران روی زمین می افتند. اگر هوای ابر زیر نقطه انجماد (32 درجه فارنهایت یا 0 درجه سانتی گراد) باشد بلورهای یخ تشکیل می شوند. اگر هوا در سطح زمین هم سرد باشد برف می بارد.

ابرها عنصر اصلی چرخه آب هستند، زیرا آنها ناقل هایی هستند که آب را از یک مکان روی زمین به مکان دیگر منتقل می کنند. آنها همچنین در تعیین میزان جذب و به دام افتادن انرژی خورشید در اتمسفر مهم هستند. بنابراین در تغییر دمای هوا و سطح زمین بسیار حائز اهمیت هستند. هرچه هوا گرمتر باشد، آنها آب بیشتری می توانند در خود نگه دارند.

هرچه اقیانوس ها گرمتر باشند، آب سریعتر از آنها تبخیر می شود. بادهای سطحی نیز باعث افزایش تبخیر می شوند. (توجه داشته باشید که پس از طوفان باران، جاده در صورت وزش باد سریعتر خشک می شود.) و هرچه آب در هوا بیشتر شود، انرژی خورشید بیشتر به دام می افتد و باعث گرم شدن هوا می شود.

با دیدن فیلم چگونگی تشکیل باران به راحتی می توانید با مکانیسم تشکیل باران آشنا شوید. تشکیل باران علوم هفتم نیز این مسئله را به خوبی شرح می دهد.

آیا تشکیل باران گرماده است؟
پدیده های مختلف را بر اساس واکنش های شیمیایی می توان به گرماده یا گرماگیر تقسیم کرد. تشکیل باران جزء واکنش های گرماده دسته بندی می شود.