อ่าน 35 นาที
ฝน
ฝนเป็นรูปแบบหนึ่งของการตกตะกอนจากบรรยากาศ ประกอบด้วยหยด น้ำ ที่ควบแน่นจากไอน้ำในบรรยากาศและตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงฝนเป็นองค์ประกอบสำคัญของวัฏจักรน้ำ และเป็นสาเหตุหลักของการสะสม...
ฝน

| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| สภาพอากาศ |
|---|
ฝนเป็นรูปแบบหนึ่งของการตกตะกอนจากบรรยากาศ ประกอบด้วยหยด น้ำ ที่ควบแน่นจากไอน้ำในบรรยากาศและตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงฝนเป็นองค์ประกอบสำคัญของวัฏจักรน้ำ และเป็นสาเหตุหลักของการสะสม น้ำจืดส่วนใหญ่บนโลก ฝนเป็นแหล่งน้ำสำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำการชลประทานพืชผลและสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับระบบ นิเวศ หลายประเภท
สาเหตุหลักของการเกิดฝนคือความชื้นที่เคลื่อนตัวไปตามแนวเขตสามมิติของความแตกต่างของอุณหภูมิและความชื้นที่เรียกว่าแนวปะทะอากาศหากมีความชื้นและการเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนมากพอฝนจะตกจาก เมฆ พาความร้อน (เมฆที่มีการเคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่งอย่างรุนแรง) เช่นเมฆคิวมูลอนิมบัส (เมฆฝนฟ้าคะนอง) ซึ่งสามารถรวมตัวกันเป็น แถบ ฝน แคบๆ ได้ ในพื้นที่ภูเขา ฝนตกหนักเป็นไปได้ ในบริเวณ ที่กระแสลมขึ้นเนินสูงสุดในด้านที่รับลมของภูมิประเทศในระดับความสูง ซึ่งบังคับให้อากาศชื้นควบแน่นและตกลงมาเป็นฝนตามด้านข้างของภูเขา ในด้านที่อยู่ใต้ลมของภูเขา สภาพอากาศแบบทะเลทรายสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากอากาศแห้งที่เกิดจากกระแสลมลงเนินซึ่งทำให้เกิดความร้อนและความแห้งของมวลอากาศการเคลื่อนตัวของร่องมรสุมหรือเขตบรรจบกันระหว่างเขตร้อนนำพาฤดูฝนมาสู่ภูมิ อากาศ แบบทุ่งหญ้าสะวัน นา
ปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมืองส่งผลให้ปริมาณและความเข้มข้นของฝนเพิ่มขึ้นในบริเวณที่อยู่ใต้ลมของเมืองภาวะโลกร้อนยังทำให้ รูปแบบ การตกของฝน เปลี่ยนแปลง ไปด้วย เช่น สภาพอากาศที่ชื้นขึ้นในอเมริกาเหนือฝั่งตะวันออก และสภาพอากาศที่แห้งแล้งขึ้นในเขตร้อน ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีทั่วโลกบนพื้นดินอยู่ที่ 715 มม. (28.1 นิ้ว) แต่ทั่วทั้งโลกนั้นสูงกว่ามากถึง 990 มม. (39 นิ้ว) [ 1 ] ระบบ การจำแนกประเภทภูมิอากาศเช่น ระบบ การจำแนกประเภทของ Köppenใช้ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีเพื่อช่วยแยกแยะความแตกต่างระหว่างระบบภูมิอากาศต่างๆ ปริมาณน้ำฝนวัดได้โดยใช้เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนปริมาณน้ำฝนสามารถประมาณได้โดยใช้ เรดาร์ ตรวจ อากาศ
การก่อตัว
อากาศอิ่มตัวด้วยน้ำ
อากาศประกอบด้วยไอน้ำ และปริมาณน้ำในมวลอากาศแห้งที่กำหนด ซึ่งเรียกว่าอัตราส่วนการผสมจะวัดเป็นกรัมของน้ำต่อกิโลกรัมของอากาศแห้ง (g/kg) [ 2 ] [ 3 ]ปริมาณความชื้นในอากาศยังมักรายงานเป็นความชื้นสัมพัทธ์ซึ่งเป็นเปอร์เซ็นต์ของไอน้ำทั้งหมดที่อากาศสามารถกักเก็บได้ที่อุณหภูมิอากาศที่กำหนด[ 4 ]ปริมาณไอน้ำที่มวลอากาศสามารถกักเก็บได้ก่อนที่จะอิ่มตัว (ความชื้นสัมพัทธ์ 100%) และก่อตัวเป็นเมฆ (กลุ่มของอนุภาค น้ำหรือน้ำแข็งขนาดเล็กที่มองเห็นได้ ซึ่งลอยอยู่เหนือพื้นผิวโลก) [ 5 ]ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อากาศที่อุ่นกว่าสามารถกักเก็บไอน้ำได้มากกว่าอากาศที่เย็นกว่าก่อนที่จะอิ่มตัว ดังนั้น วิธีหนึ่งในการทำให้มวลอากาศอิ่มตัวคือการทำให้เย็นลงจุดน้ำค้างคืออุณหภูมิที่มวลอากาศต้องเย็นลงเพื่อให้อิ่มตัว[ 6 ]
มีกลไกหลักสี่ประการในการทำให้อากาศเย็นลงจนถึงจุดน้ำค้าง ได้แก่ การเย็นตัวแบบอะเดียแบติก การเย็นตัวแบบนำความร้อน การเย็นตัวแบบแผ่รังสี และการเย็นตัวแบบระเหยการเย็นตัวแบบอะเดียแบติกเกิดขึ้นเมื่ออากาศลอยขึ้นและขยายตัว[ 7 ]อากาศสามารถลอยขึ้นได้เนื่องจากการพาความร้อน การเคลื่อนที่ของบรรยากาศขนาดใหญ่ หรือสิ่งกีดขวางทางกายภาพ เช่น ภูเขา ( การยกตัวเนื่องจากภูมิประเทศ ) การเย็นตัวแบบนำความร้อนเกิดขึ้นเมื่ออากาศสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็นกว่า[ 8 ]โดยปกติเกิดจากการถูกพัดจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่ง เช่น จากพื้นผิวน้ำไปยังพื้นดินที่เย็นกว่า การเย็นตัวแบบแผ่รังสีเกิดขึ้นเนื่องจากการปล่อยรังสีอินฟราเรดไม่ว่าจะโดยอากาศหรือโดยพื้นผิวด้านล่าง[ 9 ]การเย็นตัวแบบระเหยเกิดขึ้นเมื่อความชื้นถูกเพิ่มเข้าไปในอากาศผ่านการระเหย ซึ่งทำให้อุณหภูมิของอากาศเย็นลงจนถึงอุณหภูมิกระเปาะเปียกหรือจนกว่าจะถึงจุดอิ่มตัว[ 10 ]
วิธีหลักที่ไอน้ำถูกเพิ่มเข้าไปในอากาศ ได้แก่ การบรรจบกันของลมในบริเวณที่มีการเคลื่อนที่ขึ้น[ 11 ]การตกของฝนหรือฝนที่ตกลงมาจากด้านบน[ 12 ]ความร้อนในเวลากลางวันที่ทำให้เกิดการระเหยของน้ำจากผิวมหาสมุทร แหล่งน้ำ หรือพื้นที่ชุ่มน้ำ[ 13 ]การคายน้ำจากพืช[ 14 ]อากาศเย็นหรือแห้งเคลื่อนตัวเหนือน้ำที่อุ่นกว่า[ 15 ]และการยกตัวของอากาศเหนือภูเขา[ 16 ]โดยปกติไอน้ำจะเริ่มควบแน่นบนนิวเคลียสการควบแน่นเช่น ฝุ่น น้ำแข็ง และเกลือ เพื่อก่อตัวเป็นเมฆ ส่วนที่ยกสูงขึ้นของแนวปะทะอากาศ (ซึ่งมีลักษณะสามมิติ) [ 17 ]บังคับให้เกิดการเคลื่อนที่ขึ้นในวงกว้างภายในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นเมฆ เช่นอัลโตสเตรตัสหรือเซอร์โรสเตรตัส [ 18 ] สเตรตัสเป็นชั้นเมฆที่เสถียรซึ่งมักจะก่อตัวขึ้นเมื่อมวลอากาศเย็นที่เสถียรถูกกักอยู่ใต้มวลอากาศอุ่น นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการยกตัวของหมอกที่เกิดจาก การเคลื่อนที่ของอากาศ ในช่วงที่มีลมพัด[ 19 ]
การรวมตัวและการแตกตัว

- ผิดกับความเชื่อที่แพร่หลาย หยาดฝนไม่เคยมีรูปร่างเหมือนหยดน้ำตา
- เม็ดฝนขนาดเล็กมากจะมีรูปร่างเกือบเป็นทรงกลม
- หยาดฝนขนาดใหญ่จะแบนลงที่ด้านล่างเนื่องจากแรงต้านอากาศ
- เม็ดฝนขนาดใหญ่มีแรงต้านอากาศสูง และเริ่มไม่เสถียร
- หยาดฝนขนาดใหญ่จะแตกตัวเป็นหยาดฝนขนาดเล็กเนื่องจากแรงต้านอากาศ
การรวมตัวกันเกิดขึ้นเมื่อหยดน้ำรวมตัวกันเพื่อสร้างหยดน้ำขนาดใหญ่ขึ้น[ 20 ]โดยทั่วไปแล้ว แรงต้านอากาศจะทำให้หยดน้ำในเมฆอยู่กับที่ เมื่อเกิดความปั่นป่วนของอากาศ หยดน้ำจะชนกัน ทำให้เกิดหยดน้ำขนาดใหญ่ขึ้น[ 21 ] [ 22 ]
เมื่อหยดน้ำขนาดใหญ่เหล่านี้ตกลงมา การรวมตัวกันจะดำเนินต่อไป จนกระทั่งหยดน้ำมีน้ำหนักมากพอที่จะเอาชนะแรงต้านอากาศและตกลงมาเป็นฝน การรวมตัวกันมักเกิดขึ้นในเมฆที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจุดเยือกแข็ง (ที่ส่วนบนของเมฆ) และเรียกอีกอย่างว่ากระบวนการฝนอุ่น[ 23 ]ในเมฆที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง เมื่อผลึกน้ำแข็งมีมวลมากพอ พวกมันจะเริ่มตกลงมา โดยทั่วไปแล้วกระบวนการนี้ต้องการมวลมากกว่าการรวมตัวกันเมื่อเกิดขึ้นระหว่างผลึกและหยดน้ำที่อยู่ใกล้เคียง กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เนื่องจากหยดน้ำที่เย็นจัดจะเกิดขึ้นได้เฉพาะในเมฆที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งเท่านั้น นอกจากนี้ เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเมฆและพื้นดินมีมาก ผลึกน้ำแข็งเหล่านี้อาจละลายเมื่อตกลงมาและกลายเป็นฝน[ 24 ]
หยาดฝนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยตั้งแต่ 0.1 ถึง 9 มม. (0.0039 ถึง 0.3543 นิ้ว) แต่มีแนวโน้มที่จะแตกตัวเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น หยาดฝนขนาดเล็กเรียกว่าหยาดฝนเมฆ และมีรูปร่างทรงกลม เมื่อหยาดฝนมีขนาดใหญ่ขึ้น รูปร่างจะแบนลง โดยส่วนตัดขวางที่ใหญ่ที่สุดจะหันเข้าหากระแสลม หยาดฝนขนาดใหญ่จะแบนลงเรื่อยๆ ที่ด้านล่าง คล้ายกับ ขนมปัง แฮมเบอร์เกอร์ หยาดฝน ขนาดใหญ่มากจะมีรูปร่างคล้ายร่มชูชีพ[ 25 ] [ 26 ] ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่แพร่หลาย รูปร่างของหยาด ฝนไม่ได้เหมือนหยดน้ำตา[ 27 ]หยาดฝนที่ใหญ่ที่สุดในโลกถูกบันทึกไว้เหนือประเทศบราซิลและหมู่เกาะมาร์แชลล์ในปี 2547 บางหยาดมีขนาดใหญ่ถึง 10 มม. (0.39 นิ้ว) ขนาดที่ใหญ่สามารถอธิบายได้จากการควบแน่นบน อนุภาค ควัน ขนาดใหญ่ หรือจากการชนกันระหว่างหยาดฝนในบริเวณเล็กๆ ที่มีปริมาณน้ำเหลวสูงเป็นพิเศษ[ 28 ]
หยดน้ำฝนที่เกี่ยวข้องกับลูกเห็บที่ละลายมักจะมีขนาดใหญ่กว่าหยดน้ำฝนอื่นๆ[ 29 ]
ความรุนแรงและระยะเวลาของปริมาณน้ำฝนมักมีความสัมพันธ์แบบผกผัน กล่าวคือ พายุที่มีความรุนแรงสูงมักจะมีระยะเวลาสั้น และพายุที่มีความรุนแรงต่ำอาจมีระยะเวลานาน[ 30 ] [ 31 ]
การกระจายขนาดหยดน้ำ
การกระจายขนาดหยดน้ำสุดท้ายเป็นการกระจายแบบเอกซ์โพเนนเชียลจำนวนหยดน้ำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างและต่อหน่วยปริมาตรของพื้นที่คือซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่ากฎของ Marshall–Palmer ตามชื่อของนักวิจัยที่อธิบายลักษณะนี้เป็นครั้งแรก[ 26 ] [ 32 ]พารามิเตอร์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิบ้าง[ 33 ]และความชันยังแปรผันตามอัตราการตกของฝน(d ในหน่วยเซนติเมตร และ R ในหน่วยมิลลิเมตรต่อชั่วโมง) [ 26 ]
ความเบี่ยงเบนอาจเกิดขึ้นได้สำหรับหยดน้ำขนาดเล็กและในระหว่างสภาวะปริมาณน้ำฝนที่แตกต่างกัน การกระจายตัวมีแนวโน้มที่จะเข้ากับปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย ในขณะที่สเปกตรัมขนาดทันทีมักจะเบี่ยงเบนและได้รับการจำลองเป็นการกระจายแบบแกมมา[ 34 ]การกระจายตัวมีขีดจำกัดบนเนื่องจากการแตกตัวของหยดน้ำ[ 26 ]
แรงกระแทกของหยาดฝน
หยาดฝนกระทบพื้นด้วยความเร็วปลายซึ่งจะมากขึ้นสำหรับหยาดฝนขนาดใหญ่เนื่องจากอัตราส่วนมวลต่อแรงต้านที่มากกว่า ที่ระดับน้ำทะเลและไม่มีลม หยาดฝนขนาด 0.5 มม. (0.020 นิ้ว) กระทบ พื้นด้วยความเร็ว 2 ม./วินาที (6.6 ฟุต/วินาที) หรือ 7.2 กม./ชม. (4.5 ไมล์/ชม.) ในขณะที่หยาดฝนขนาดใหญ่ 5 มม. (0.20 นิ้ว) กระทบพื้นด้วยความเร็วประมาณ 9 ม./วินาที (30 ฟุต/วินาที) หรือ 32 กม./ชม. (20 ไมล์/ชม.) [ 35 ]
ฝนที่ตกลงบนวัสดุที่บรรจุอย่างหลวมๆ เช่น เถ้าที่เพิ่งตกลงมา สามารถสร้างรอยบุ๋มที่สามารถกลายเป็นฟอสซิลได้ เรียกว่า รอย ประทับของหยาดฝน[ 36 ]การพึ่งพาความหนาแน่นของอากาศของเส้นผ่านศูนย์กลางหยาดฝนสูงสุดร่วมกับรอยประทับของหยาดฝนที่เป็นฟอสซิล ได้ถูกนำมาใช้เพื่อจำกัดความหนาแน่นของอากาศเมื่อ 2.7 พันล้านปีก่อน[ 37 ]เสียงของหยาดฝนที่กระทบน้ำเกิดจากฟองอากาศ ที่สั่น ไหวใต้น้ำ[ 38 ] [ 39 ]
รหัสMETARสำหรับฝนคือ RA ในขณะที่รหัสสำหรับฝนตกปรอยๆ คือ SHRA [ 40 ]
เวอร์กา
ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ฝนอาจตกลงมาจากเมฆ แต่จากนั้นจะระเหยหรือระเหิดก่อนที่จะถึงพื้นดิน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเวอร์กา (virga ) หรือที่รู้จักกันในชื่อ "รอยฝน" หรือ "ร่องรอยฝน" [ 41 ] และยังหมายถึงปรากฏการณ์ทางแสงที่ความสว่างของฝนดูเหมือนจะเปลี่ยนไปอย่างกะทันหันภายใต้เมฆ [ 42 ]เวอร์กาพบได้ทั่วไปในสภาพอากาศร้อนและแห้งแล้ง[ 43 ]แต่ก็มีการบันทึกไว้ในแถบอาร์กติก[ 44 ]และแอนตาร์กติกา[ 45 ]และเป็นที่ทราบกันว่าเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์นอกโลก รวมถึงดาวอังคาร[ 46 ]และดาวศุกร์[ 47 ]
สาเหตุ
กิจกรรมด้านหน้า
การตกของฝนแบบชั้น (แผ่นฝนกว้างที่มีความเข้มข้นค่อนข้างใกล้เคียงกัน) และการตกของฝนแบบไดนามิก (การตกของฝนแบบพาความร้อนซึ่งมีลักษณะเป็นฝนโปรยปรายและมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นอย่างมากในระยะทางสั้นๆ) เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนตัวขึ้นอย่างช้าๆ ของอากาศในระบบซินอปติก (ในระดับเซนติเมตรต่อวินาที) เช่น บริเวณใกล้เคียงกับแนวปะทะอากาศเย็นและใกล้และเหนือแนวปะทะอากาศอุ่น ที่พื้นผิว การเคลื่อนตัวขึ้นที่คล้ายกันนี้พบเห็นได้รอบๆพายุหมุนเขตร้อนนอกกำแพงตาและในรูปแบบการตกของฝนแบบหัวลูกน้ำรอบๆ พายุ หมุนในละติจูดกลาง[ 48 ]
สภาพอากาศที่หลากหลายสามารถพบได้ตามแนวปะทะอากาศปิด โดยอาจมีพายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นได้ แต่โดยปกติแล้ว การเคลื่อนตัวของพายุฝนฟ้าคะนองมักเกี่ยวข้องกับการแห้งของมวลอากาศ แนวปะทะอากาศปิดมักก่อตัวขึ้นรอบบริเวณความกดอากาศต่ำที่พัฒนาเต็มที่[ 49 ]สิ่งที่แยกฝนออกจากปริมาณน้ำฝนประเภทอื่น เช่นลูกเห็บและหิมะ คือการมีชั้นอากาศหนาอยู่ด้านบนซึ่งอยู่เหนือจุดหลอมเหลวของน้ำ ซึ่งจะทำให้ปริมาณน้ำฝนที่แข็งตัวละลายก่อนที่จะถึงพื้นดิน หากมีชั้นอากาศตื้นๆ ใกล้พื้นผิวที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง จะทำให้เกิดฝนเยือกแข็ง (ฝนที่แข็งตัวเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวในสภาพแวดล้อมที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง) [ 50 ]ลูกเห็บจะเกิดขึ้นน้อยลงเรื่อยๆ เมื่อระดับการเยือกแข็งภายในชั้นบรรยากาศสูงเกิน 3,400 เมตร (11,000 ฟุต) เหนือระดับพื้นดิน[ 51 ]
การพาความร้อน


ฝนแบบพาความร้อนหรือฝนโปรยปราย เกิดขึ้นจากเมฆพาความร้อน (เช่นคิวมูลอนิมบัสหรือคิวมูลัส คอนเจสตัส ) ตกลงมาเป็นฝนโปรยปรายด้วยความเข้มข้นที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ฝนแบบพาความร้อนจะตกลงมาในพื้นที่หนึ่งเป็นระยะเวลาค่อนข้างสั้น เนื่องจากเมฆพาความร้อนมีขอบเขตแนวนอนที่จำกัด ปริมาณน้ำฝนส่วนใหญ่ในเขตร้อนดูเหมือนจะเป็นฝนแบบพาความร้อน อย่างไรก็ตาม มีการเสนอว่าฝนแบบชั้นก็เกิดขึ้นเช่น กัน [ 48 ] [ 52 ]ลูกเห็บและเม็ดน้ำแข็งบ่งชี้ถึงการพาความร้อน[ 53 ]ในละติจูดกลาง ฝนแบบพาความร้อนเกิดขึ้นเป็นช่วงๆ และมักเกี่ยวข้องกับขอบเขตบารอคลินิก เช่น แนวปะทะ อากาศเย็นแนวพายุฝนฟ้าคะนองและแนวปะทะอากาศอุ่น[ 54 ]
ผลกระทบจากภูมิประเทศ
การตกตะกอนแบบโอโรกราฟิกเกิดขึ้นทาง ด้าน รับลมของภูเขา และเกิดจากการเคลื่อนที่ของอากาศที่ยกตัวขึ้นของกระแสอากาศชื้นขนาดใหญ่ที่พัดผ่านสันเขา ส่งผลให้เกิด การเย็นตัว แบบอะเดียแบติกและการควบแน่น ในพื้นที่ภูเขาของโลกที่ได้รับลมค่อนข้างคงที่ (เช่นลมค้า ) สภาพอากาศ ที่ชื้นกว่า มักจะเกิดขึ้นทางด้านรับลมของภูเขามากกว่าด้านใต้ลมหรือด้านตามลม ความชื้นจะถูกกำจัดออกไปโดยการยกตัวแบบโอโรกราฟิก ทำให้มีอากาศแห้งกว่า (ดูลมคาตาบาติก ) อยู่ทางด้านใต้ลมซึ่งโดยทั่วไปจะอุ่นกว่าและกำลังลดระดับลง ซึ่งสังเกตเห็นเงาฝน[ 16 ]
ในฮาวายภูเขาไวอาเลอาเลบนเกาะคาไว มีชื่อเสียงในเรื่องปริมาณน้ำฝนที่สูงมาก เนื่องจากเป็นหนึ่งในสถานที่ที่มีปริมาณน้ำฝนสูงที่สุดในโลก โดยมีปริมาณน้ำฝนถึง 9,500 มม. (373 นิ้ว) [ 55 ]ระบบที่เรียกว่าพายุโคนาส่งผลกระทบต่อรัฐด้วยฝนตกหนักระหว่างเดือนตุลาคมถึงเมษายน[ 56 ]สภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละเกาะเนื่องจากลักษณะภูมิประเทศ สามารถแบ่งออกเป็นภูมิภาคด้านรับลม ( โคโอเลา ) และด้านหลบลม ( โคนา ) โดยพิจารณาจากตำแหน่งที่ตั้งสัมพันธ์กับภูเขาสูง ด้าน รับลมหันหน้าไปทางทิศตะวันออกถึงตะวันออกเฉียงเหนือและได้รับปริมาณน้ำฝนมากกว่า ด้านหลบลมจะแห้งกว่าและมีแดดจัดกว่า มีฝนตกน้อยกว่าและมีเมฆปกคลุมน้อยกว่า[ 57 ]
ในอเมริกาใต้ เทือกเขา แอนดีสขวางกั้นความชื้นจากมหาสมุทรแปซิฟิกที่พัดเข้ามาในทวีปนั้น ส่งผลให้สภาพภูมิอากาศเป็นแบบทะเลทรายทางทิศตะวันตกของอาร์เจนตินา[ 58 ]เทือกเขาเซียร์ราเนวาดาสร้างผลกระทบแบบเดียวกันในอเมริกาเหนือ ทำให้เกิดทะเลทรายเกรตเบซินและทะเลทรายโมฮาวี[ 59 ] [ 60 ]
ภายในเขตร้อน

ฤดูฝน หรือฤดูเปียกชื้น คือช่วงเวลาของปี ครอบคลุมหนึ่งเดือนหรือมากกว่านั้น ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีส่วนใหญ่ในภูมิภาคนั้นตกลงมา[ 61 ] บางครั้ง หน่วยงานด้านการท่องเที่ยวก็ใช้คำว่าฤดูเขียว ขจี เป็น คำสุภาพ[ 62 ]พื้นที่ที่มีฤดูฝนกระจายอยู่ทั่วบางส่วนของเขต ร้อน และกึ่งเขตร้อน [ 63 ] ภูมิ อากาศ แบบทุ่งหญ้าสะวันนาและพื้นที่ที่มี ระบบ มรสุมจะมีฤดูร้อนที่เปียกชื้นและฤดูหนาวที่แห้งแล้ง ป่าฝนเขตร้อนในทางเทคนิคแล้วไม่มีฤดูแล้งหรือฤดูฝน เนื่องจากปริมาณน้ำฝนกระจายอย่างเท่าเทียมกันตลอดทั้งปี[ 64 ]บางพื้นที่ที่มีฤดูฝนที่เด่นชัดจะพบว่าปริมาณน้ำฝนหยุดลงกลางฤดู เมื่อเขตบรรจบกันระหว่างเขตร้อนหรือร่องมรสุมเคลื่อนตัวไปทางขั้วโลกเหนือของตำแหน่งนั้นในช่วงกลางฤดูร้อน[ 30 ]เมื่อฤดูฝนเกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนฝนจะตกส่วนใหญ่ในช่วงบ่ายแก่ๆ และช่วงเย็น ฤดูฝนเป็นช่วงเวลาที่คุณภาพอากาศ[ 65 ]และ คุณภาพ น้ำจืดดีขึ้น[ 66 ] [ 67 ]
พายุหมุนเขตร้อนซึ่งเป็นแหล่งที่มาของปริมาณน้ำฝนที่มาก ประกอบด้วยมวลอากาศขนาดใหญ่หลายร้อยไมล์ โดยมีความดันต่ำที่ศูนย์กลาง และมีลมพัดเข้าสู่ศูนย์กลางในทิศทางตามเข็มนาฬิกา (ซีกโลกใต้) หรือทวนเข็มนาฬิกา (ซีกโลกเหนือ) [ 68 ]แม้ว่าพายุหมุนจะสร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อชีวิตและทรัพย์สินส่วนบุคคล แต่ก็อาจเป็นปัจจัยสำคัญในรูปแบบปริมาณน้ำฝนของสถานที่ที่ได้รับผลกระทบ เนื่องจากอาจนำปริมาณน้ำฝนที่จำเป็นอย่างมากมาสู่ภูมิภาคที่แห้งแล้ง[ 69 ]พื้นที่ที่อยู่ในเส้นทางของพายุหมุนเขตร้อนอาจได้รับปริมาณน้ำฝนเท่ากับปริมาณน้ำฝนทั้งปีจากการผ่านของพายุ[ 70 ]
อิทธิพลของมนุษย์

อนุภาคละเอียดที่เกิดจากไอเสียรถยนต์และแหล่งมลพิษอื่นๆ ที่เกิดจากมนุษย์จะก่อตัวเป็นนิวเคลียสการควบแน่นของเมฆทำให้เกิดเมฆและเพิ่มโอกาสในการเกิดฝน เมื่อการเดินทางของผู้คนและการจราจรเชิงพาณิชย์ทำให้เกิดมลพิษสะสมตลอดทั้งสัปดาห์ โอกาสในการเกิดฝนก็จะเพิ่มขึ้น โดยจะสูงสุดในวันเสาร์ หลังจากมลพิษสะสมมาห้าวันในวันธรรมดา ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นใกล้ชายฝั่ง เช่นชายฝั่งตะวันออก ของสหรัฐอเมริกา ผลกระทบอาจรุนแรงมาก โดยมีโอกาสเกิดฝนในวันเสาร์สูงกว่าวันจันทร์ถึง 22% [ 72 ]ปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมืองทำให้เมืองมีอุณหภูมิสูงกว่าชานเมืองและพื้นที่ชนบทโดยรอบ 0.6 ถึง 5.6 °C (33.1 ถึง 42.1 °F) ความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนมากขึ้น ซึ่งสามารถกระตุ้นให้เกิดฝนตกและพายุฝนฟ้าคะนองเพิ่มขึ้น อัตราปริมาณน้ำฝนในพื้นที่ที่อยู่ใต้ลมของเมืองจะเพิ่มขึ้นระหว่าง 48% ถึง 116% ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากภาวะโลกร้อนนี้ ปริมาณน้ำฝนรายเดือนจึงเพิ่มขึ้นประมาณ 28% ระหว่าง 32 ถึง 64 กม. (20 ถึง 40 ไมล์) ทางทิศใต้ของเมือง เมื่อเทียบกับทางทิศเหนือ[ 73 ]บางเมืองทำให้ปริมาณน้ำฝนรวมเพิ่มขึ้นถึง 51% [ 74 ]
อุณหภูมิที่สูงขึ้นมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการระเหยมากขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ปริมาณน้ำฝนที่มากขึ้น โดยทั่วไปแล้วปริมาณน้ำฝนเพิ่มขึ้นบนพื้นดินทางเหนือของเส้นละติจูด 30°N ตั้งแต่ปี 1900 ถึง 2005 แต่ลดลงในเขตร้อนตั้งแต่ทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา ในระดับโลก ไม่มีแนวโน้มโดยรวมที่มีนัยสำคัญทางสถิติเกี่ยวกับปริมาณน้ำฝนในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา แม้ว่าแนวโน้มจะแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภูมิภาคและช่วงเวลา พื้นที่ทางตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือและใต้ ยุโรปตอนเหนือ และเอเชียตอนเหนือและตอนกลางมีปริมาณน้ำฝนเพิ่มขึ้น ในขณะที่ภูมิภาคซาเฮล ทะเลเมดิเตอร์เรเนียน แอฟริกาตอนใต้ และบางส่วนของเอเชียตอนใต้มีปริมาณน้ำฝนลดลง จำนวนเหตุการณ์ฝนตกหนักเพิ่มขึ้นในหลายพื้นที่ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา เช่นเดียวกับการเพิ่มขึ้นของภัยแล้งตั้งแต่ทศวรรษ 1970 โดยเฉพาะในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝนและการระเหยเหนือมหาสมุทรได้รับการเสนอแนะโดยการลดลงของความเค็มของน้ำในละติจูดกลางและสูง (ซึ่งหมายถึงปริมาณน้ำฝนที่มากขึ้น) พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของความเค็มในละติจูดต่ำ (ซึ่งหมายถึงปริมาณน้ำฝนที่น้อยลงและ/หรือการระเหยที่มากขึ้น) ทั่วสหรัฐอเมริกา ปริมาณน้ำฝนรวมต่อปีเพิ่มขึ้นในอัตราเฉลี่ย 6.1 เปอร์เซ็นต์ตั้งแต่ปี 1900 โดยมีการเพิ่มขึ้นมากที่สุดในภูมิภาคภูมิอากาศตะวันออกกลางตอนเหนือ (11.6 เปอร์เซ็นต์ต่อศตวรรษ) และภาคใต้ (11.1 เปอร์เซ็นต์) ฮาวายเป็นภูมิภาคเดียวที่แสดงให้เห็นถึงการลดลง (−9.25 เปอร์เซ็นต์) [ 75 ]
การวิเคราะห์ข้อมูลปริมาณน้ำฝนของสหรัฐอเมริกาในช่วง 65 ปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่า 48 รัฐตอนล่างมีปริมาณฝนตกหนักเพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี 1950 การเพิ่มขึ้นมากที่สุดอยู่ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือและมิดเวสต์ ซึ่งในทศวรรษที่ผ่านมามีปริมาณฝนตกหนักเพิ่มขึ้น 31 และ 16 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับช่วงปี 1950 รัฐ โรดไอส์แลนด์เป็นรัฐที่มีการเพิ่มขึ้นมากที่สุดถึง 104% เมืองแมคอัลเลน รัฐเท็กซัสเป็นเมืองที่มีการเพิ่มขึ้นมากที่สุดถึง 700% ฝนตกหนักในการวิเคราะห์นี้หมายถึงวันที่ปริมาณน้ำฝนรวมเกินกว่าร้อยละ 1 ของจำนวนวันที่ฝนตกและหิมะตกทั้งหมดในช่วงปี 1950–2014 [ 76 ] [ 77 ]
ความพยายามที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในการควบคุมสภาพอากาศเกี่ยวข้องกับการทำฝนเทียมซึ่งรวมถึงเทคนิคที่ใช้เพื่อเพิ่มปริมาณน้ำฝนในฤดูหนาวบนภูเขาและระงับลูกเห็บ[ 78 ]
ลักษณะเฉพาะ
ลวดลาย

แถบฝนคือบริเวณเมฆและหยาดน้ำฟ้าที่มีลักษณะยาวมาก แถบฝนอาจเป็นแบบชั้นหรือแบบพาความร้อน[ 79 ]และเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ เมื่อสังเกตได้จาก ภาพ เรดาร์ตรวจอากาศการยืดตัวของหยาดน้ำฟ้าดังกล่าวเรียกว่าโครงสร้างแบบแถบ[ 80 ]แถบฝนที่อยู่ด้านหน้าแนวปะทะอากาศอุ่นแบบปิดและแนวปะทะอากาศอุ่นเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ขึ้นที่อ่อนแอ[ 81 ]และมักจะมีลักษณะกว้างและเป็นแบบชั้น[ 82 ]
แถบฝนที่เกิดขึ้นใกล้และข้างหน้าแนวปะทะอากาศเย็นอาจเป็นแนวพายุฝนฟ้าคะนองที่สามารถก่อให้เกิดพายุทอร์นาโดได้[ 83 ]แถบฝนที่เกี่ยวข้องกับแนวปะทะอากาศเย็นอาจถูกบิดเบือนโดยแนวภูเขาที่ตั้งฉากกับทิศทางของแนวปะทะเนื่องจากการก่อตัวของกระแสลม ระดับ ต่ำ[ 84 ]แถบพายุฝนฟ้าคะนองสามารถก่อตัวขึ้นได้โดยมี ขอบเขตของ ลมทะเลและลมบกหากมีความชื้นเพียงพอ หากแถบฝนของลมทะเลมีความเคลื่อนไหวมากพอข้างหน้าแนวปะทะอากาศเย็น พวกมันสามารถบดบังตำแหน่งของแนวปะทะอากาศเย็นได้[ 85 ]
เมื่อพายุไซโคลนปิดกั้นแนวปะทะอากาศ (ร่องอากาศอุ่นที่อยู่สูงขึ้นไป) จะเกิดจากลมใต้ที่แรงทางด้านตะวันออกของแนวปะทะหมุนวนขึ้นไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ และในที่สุดก็ไปทางตะวันตกเฉียงเหนือ (เรียกอีกอย่างว่าสายพานลำเลียงอากาศอุ่น) บังคับให้ร่องอากาศบนพื้นผิวต่อเนื่องไปยังเขตอากาศเย็นในลักษณะโค้งคล้ายกับแนวปะทะอากาศ แนวปะทะนี้สร้างส่วนหนึ่งของพายุไซโคลนปิดกั้นที่เรียกว่า " หัวคอมมา"เนื่องจาก รูปร่างคล้าย คอมมาของกลุ่มเมฆในชั้นบรรยากาศตอนกลางที่มาพร้อมกับลักษณะนี้ นอกจากนี้ยังอาจเป็นจุดศูนย์กลางของปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักในพื้นที่ โดยอาจเกิดพายุฝนฟ้าคะนองได้หากบรรยากาศตามแนวปะทะไม่เสถียรเพียงพอสำหรับการพาความร้อน[ 86 ]การเกิดแถบภายในรูปแบบปริมาณน้ำฝนของหัวคอมมาของพายุไซโคลนนอกเขตร้อนสามารถทำให้เกิดปริมาณน้ำฝนจำนวนมากได้[ 87 ]ในช่วงฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาว อาจมีแถบฝนเกิดขึ้นตามทิศทางลมของแหล่งน้ำที่ค่อนข้างอุ่น เช่นทะเลสาบใหญ่ตามทิศทางลมของเกาะต่างๆ อาจมีแถบฝนและพายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นเนื่องจากการบรรจบกันของลมระดับต่ำตามทิศทางลมของขอบเกาะ นอกชายฝั่งแคลิฟอร์เนียปรากฏการณ์นี้ได้รับการบันทึกไว้หลังจากแนวปะทะอากาศเย็น[ 88 ]
แถบฝนภายในพายุหมุนเขตร้อนมีลักษณะโค้ง แถบฝนของพายุหมุนเขตร้อนประกอบด้วยฝนและพายุฝนฟ้าคะนอง ซึ่งเมื่อรวมกับกำแพงตาและตาพายุ จะก่อให้เกิดพายุเฮอริเคนหรือพายุหมุนเขตร้อนขอบเขตของแถบฝนรอบพายุหมุนเขตร้อนสามารถช่วยกำหนดความรุนแรงของพายุได้[ 89 ]
ความเป็นกรด

วลี " ฝนกรด"ถูกใช้ครั้งแรกโดยนักเคมีชาวสกอตแลนด์ โรเบิร์ต ออกัส สมิธ ในปี ค.ศ. 1852 [ 90 ]ค่าpHของฝนจะแตกต่างกันไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิด ฝนที่มาจากมหาสมุทรแอตแลนติกบนชายฝั่งตะวันออกของอเมริกาโดยทั่วไปจะมีค่า pH อยู่ที่ 5.0–5.6 ฝนที่ตกลงมาจากทางตะวันตกของทวีปจะมีค่า pH อยู่ที่ 3.8–4.8 และพายุฝนฟ้าคะนองในท้องถิ่นอาจมีค่า pH ต่ำถึง 2.0 [ 91 ]ฝนกลายเป็นกรดส่วนใหญ่เกิดจากการมีกรดแก่สองชนิด ได้แก่กรดซัลฟิวริก (H 2 SO 4 ) และกรดไนตริก (HNO 3 ) กรดซัลฟิวริกได้มาจากแหล่งธรรมชาติ เช่น ภูเขาไฟ และพื้นที่ชุ่มน้ำ (แบคทีเรียที่ลดซัลเฟต) และแหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการทำเหมืองที่มี H 2 S อยู่ กรดไนตริกเกิดจากแหล่งธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า แบคทีเรียในดิน และไฟป่า นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์ด้วยการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและจากโรงไฟฟ้า ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ความเข้มข้นของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกลดลงเมื่อมีน้ำฝน ซึ่งอาจเป็นเพราะแอมโมเนียมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (ส่วนใหญ่เป็นแอมโมเนียจากการผลิตปศุสัตว์) ซึ่งทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ในฝนกรดและเพิ่มค่า pH [ 92 ]
การจำแนกสภาพภูมิอากาศเคิปเปน
การจำแนกประเภทของ Köppen ขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ยรายเดือนของอุณหภูมิและปริมาณน้ำฝน รูปแบบการจำแนกประเภทของ Köppen ที่ใช้กันทั่วไปมีห้าประเภทหลัก ได้แก่ A ถึง E โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ประเภทหลักคือ A เขตร้อน B แห้งแล้ง C เขตอบอุ่นปานกลาง D เขตหนาวปานกลาง และ E เขตขั้วโลก การจำแนกประเภทหลักทั้งห้าประเภทนี้สามารถแบ่งย่อยออกเป็นประเภทรองได้อีก เช่นป่าฝน มรสุมทุ่งหญ้าสะวันนา เขตร้อน กึ่ง เขต ร้อนชื้น ทวีป ชื้นภูมิอากาศแบบมหาสมุทร ภูมิ อากาศ แบบ เมดิเตอร์เรเนียน ทุ่งหญ้าสเตปป์ภูมิอากาศกึ่งอาร์กติกทุนดราขั้วโลกเหนือและทะเลทราย[ 94 ]
ป่าฝนมีลักษณะเด่นคือมีปริมาณน้ำฝนสูง โดยกำหนดปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีขั้นต่ำไว้ที่ 1,750 ถึง 2,000 มม. (69 ถึง 79 นิ้ว) [ 95 ]ทุ่งหญ้าสะวันนาเขตร้อนเป็นชีว นิเวศ ทุ่งหญ้า ที่ตั้งอยู่ในเขตภูมิอากาศ กึ่งแห้งแล้ง ถึงกึ่งชื้น ใน ละติจูดกึ่งเขตร้อนและเขตร้อนโดยมีปริมาณน้ำฝนระหว่าง 750 ถึง 1,270 มม. (30 ถึง 50 นิ้ว) ต่อปี พบได้ทั่วไปในทวีปแอฟริกา และยังพบในอินเดีย ตอนเหนือของทวีปอเมริกาใต้มาเลเซียและออสเตรเลีย[ 96 ]เขตภูมิอากาศกึ่งเขตร้อนชื้นเป็นเขตที่มีปริมาณน้ำฝนในฤดูหนาวเกี่ยวข้องกับพายุ ขนาดใหญ่ ที่ลมตะวันตกพัดจากตะวันตกไปตะวันออก ปริมาณน้ำฝนส่วนใหญ่ในฤดูร้อนเกิดขึ้นในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองและจากพายุไซโคลนเขตร้อนเป็นครั้งคราว[ 97 ]ภูมิอากาศกึ่งเขตร้อนชื้นตั้งอยู่ทางด้านตะวันออกของทวีป โดยประมาณระหว่างละติจูด 20° ถึง 40° องศาห่างจากเส้นศูนย์สูตร[ 98 ]
ภูมิอากาศแบบมหาสมุทร (หรือแบบทะเล) มักพบตามแนวชายฝั่งตะวันตกในละติจูดกลางของทวีปต่างๆ ทั่วโลก ติดกับมหาสมุทรที่เย็น รวมถึงทางตะวันออกเฉียงใต้ของออสเตรเลีย และมีปริมาณน้ำฝนมากตลอดทั้งปี[ 99 ]ภูมิอากาศแบบเมดิเตอร์เรเนียนคล้ายกับภูมิอากาศของดินแดนในแอ่งเมดิเตอร์เรเนียนบางส่วนของอเมริกาเหนือตะวันตก บางส่วนของออสเตรเลียตะวันตกและ ใต้ ทางตะวันตกเฉียงใต้ของแอฟริกาใต้และบางส่วนของชิลี ตอนกลาง ภูมิอากาศนี้มีลักษณะเป็นฤดูร้อนที่ร้อนและแห้งแล้ง และฤดูหนาวที่เย็นและชื้น[ 100 ]ทุ่งหญ้าสเตปป์เป็นทุ่งหญ้าแห้ง[ 101 ]ภูมิอากาศกึ่งอาร์กติกนั้นหนาวเย็น มีดินเยือกแข็งถาวร ต่อเนื่อง และมีปริมาณน้ำฝนน้อย[ 102 ]
มลพิษและองค์ประกอบ
นอกเหนือจากการปนเปื้อนของน้ำฝนด้วยซัลฟิวริกออกไซด์และไนตริกออกไซด์ซึ่งทำให้เกิดฝนกรดแล้ว มลพิษต่างๆ จากอุตสาหกรรมและขยะในครัวเรือนยังสามารถปนเปื้อนลงในน้ำฝน ทำให้เกิดผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและมนุษย์ มลพิษจากขยะมูลฝอย ยานพาหนะและเครื่องจักรที่รั่วไหล ปุ๋ย และสารอันตรายอื่นๆ ที่อาจเป็นอันตราย สามารถเข้าสู่แหล่งน้ำได้โดยตรงผ่านการทิ้งขยะหรือการไหลบ่าของพื้นผิวหลังฝนตกหนัก[ 103 ] สาร มลพิษประเภทหนึ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือสารเพอร์ฟลูออโรอัล คิล ซึ่งเป็นสารประกอบเคมีสังเคราะห์ที่ใช้ในผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคหลากหลายชนิด[ 104 ]ฝนมีศักยภาพในการละลายและขนส่งสารประกอบต่างๆ รวมถึงสารพิษที่กล่าวมาข้างต้น โดยมีไอออนบางชนิด เช่นแคลเซียมและไบคาร์บอเนตปรากฏอยู่บ่อยครั้งในน้ำฝนที่เป็นกรดมากขึ้น[ 105 ]อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบของน้ำฝนในแต่ละช่วงเวลาและสถานที่นั้นมีความแปรปรวนสูง ขึ้นอยู่กับกิจกรรมการผลิต การทำฟาร์ม และการสร้างขยะที่กำลังดำเนินอยู่[ 106 ]
ในปี 2022 ระดับของกรดเพอร์ฟลูออโรอัลคิล (PFAA) อย่างน้อยสี่ชนิดในน้ำฝนทั่วโลกเกินกว่า คำแนะนำด้านสุขภาพ ของน้ำดื่ม ตลอดชีพของ EPA รวมถึงมาตรฐานความปลอดภัยที่เทียบเคียงได้ของเดนมาร์ก เนเธอร์แลนด์ และสหภาพยุโรปซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปว่า "การแพร่กระจายทั่วโลกของ PFAA ทั้งสี่ชนิดนี้ในชั้นบรรยากาศได้ทำให้ เกิน ขีดจำกัดมลพิษทางเคมีของโลก" [ 107 ] PFAS ที่พบได้บ่อยที่สุดในสิ่งแวดล้อมคือกรดไตรฟลูออโรอะซิติก (TFA) [ 108 ]การมีอยู่ของมันนั้นแพร่หลายในสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบนิเวศทางน้ำ ซึ่งมันยังคงอยู่ด้วยความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก[ 109 ]
ก่อนหน้านี้เคยคิดว่า PFAA จะลงไปอยู่ในมหาสมุทรในที่สุด ซึ่งจะเจือจางลงไปเรื่อยๆ ในช่วงหลายทศวรรษ แต่การศึกษาภาคสนามที่ตีพิมพ์ในปี 2021 โดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์มพบว่า PFAA มักจะถูกถ่ายโอนจากน้ำสู่อากาศเมื่อคลื่นซัดขึ้นฝั่ง เป็นแหล่งมลพิษทางอากาศ ที่สำคัญ และในที่สุดก็จะปนเปื้อนลงในน้ำฝน นักวิจัยสรุปว่ามลพิษอาจส่งผลกระทบต่อพื้นที่ขนาดใหญ่[ 110 ] [ 111 ] [ 112 ]ดินก็ปนเปื้อนเช่นกัน และพบสารเคมีเหล่านี้ในพื้นที่ห่างไกล เช่นทวีปแอนตาร์กติกา[ 113 ]การปนเปื้อนของดินอาจส่งผลให้ระดับ PFAS ที่พบในอาหาร เช่น ข้าวขาว กาแฟ และสัตว์ที่เลี้ยงบนพื้นที่ปนเปื้อนสูงขึ้น[ 114 ] [ 115 ] [ 116 ]ในปี 2024 การศึกษาทั่วโลกเกี่ยวกับตัวอย่างน้ำบาดาล 45,000 ตัวอย่าง พบว่า 31% ของตัวอย่างมีระดับ PFAS ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ตัวอย่างเหล่านี้ถูกเก็บมาจากพื้นที่ที่ไม่ได้อยู่ใกล้แหล่งปนเปื้อนที่เห็นได้ชัด[ 117 ]
นอกจากนี้ยังพบการปนเปื้อนในบ่อน้ำและแหล่งน้ำดื่มอื่นๆ การปนเปื้อนนี้พบในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร เยอรมนี ญี่ปุ่น และแคนาดา แต่ข้อมูลจากประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่แทบไม่มีเลย[ 118 ]การขาดข้อมูลเกี่ยวกับการปนเปื้อนของ PFAS ในประเทศกำลังพัฒนาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอฟริกา เป็นผลมาจากความไม่เท่าเทียมกันทางเศรษฐกิจและสังคมเชิงโครงสร้างและเทคโนโลยีที่ล้าสมัย[ 119 ]
การวัด
เกจวัด

อัตราปริมาณน้ำฝนจะวัดเป็นหน่วยความยาวต่อหน่วยเวลา โดยทั่วไปจะวัดเป็นมิลลิเมตรต่อชั่วโมง[ 120 ]หรือในประเทศที่ ใช้ หน่วยอิมพีเรียลกันอย่างแพร่หลาย จะวัดเป็นนิ้วต่อชั่วโมง[ 121 ] "ความยาว" หรือที่แม่นยำกว่านั้นคือ "ความลึก" ที่วัดได้ คือความลึกของน้ำฝนที่จะสะสมบนพื้นผิวเรียบแนวนอนและไม่สามารถซึมผ่านได้ในช่วงเวลาที่กำหนด โดยทั่วไปคือหนึ่งชั่วโมง[ 122 ] ซึ่งเทียบเท่ากับปริมาตรของน้ำต่อหน่วยพื้นที่ กล่าวคือ น้ำฝนหนึ่งมิลลิเมตรเทียบเท่ากับน้ำหนึ่งลิตรต่อตารางเมตร[ 123 ]การวัดนี้ทำได้โดยใช้เกจวัดกระป๋องทรงกระบอกที่มีด้านตรงเป็นอุปกรณ์ที่ราคาถูกและใช้งานง่ายที่สุดที่สามารถทำและวางไว้กลางแจ้งได้ แต่ความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับไม้บรรทัดที่ใช้วัดปริมาณน้ำฝน[ 124 ]นักอุตุนิยมวิทยามีเกจวัดมาตรฐานสำหรับทั้งน้ำฝนและหิมะ โดยมีกระบอกด้านในและกระบอกด้านนอกที่เพิ่มปริมาตรให้เท่ากับกระบอกด้านในที่เต็มแล้ว[ 125 ] เกจวัดปริมาณน้ำฝนประเภทอื่นๆ ได้แก่ เกจวัดปริมาณน้ำฝนแบบลิ่มที่นิยมใช้ (เกจวัดปริมาณน้ำฝนที่ถูกที่สุดและเปราะบางที่สุด) เกจวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียง และเกจวัดปริมาณน้ำฝนแบบชั่งน้ำหนัก[ 126 ]
เมื่อมีการวัดปริมาณน้ำฝน จะมีเครือข่ายต่างๆ ทั่วสหรัฐอเมริกาและที่อื่นๆ ที่สามารถส่งข้อมูลการวัดปริมาณน้ำฝนผ่านทางอินเทอร์เน็ตได้ เช่นCoCoRAHSหรือ GLOBE [ 127 ] [ 128 ]หากไม่มีเครือข่ายในพื้นที่ที่อาศัยอยู่ สำนักงานพยากรณ์อากาศหรือสำนักงานอุตุนิยมวิทยาในพื้นที่ใกล้เคียงอาจสนใจข้อมูลการวัดนั้น[ 129 ]
การสำรวจระยะไกล

หนึ่งในประโยชน์หลักของเรดาร์ตรวจอากาศคือการประเมินปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาเหนือลุ่มน้ำขนาดใหญ่เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุทกวิทยา[ 130 ]ตัวอย่างเช่นการควบคุมน้ำท่วม แม่น้ำ การจัดการท่อระบายน้ำ และการสร้างเขื่อน ล้วนเป็นพื้นที่ที่นักวางแผนใช้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนสะสม การประมาณปริมาณน้ำฝนที่ได้จากเรดาร์ช่วยเสริมข้อมูลสถานีบนพื้นผิวซึ่งสามารถใช้สำหรับการสอบเทียบได้ ในการสร้างปริมาณน้ำฝนสะสมจากเรดาร์ อัตราปริมาณน้ำฝนเหนือจุดใดจุดหนึ่งจะถูกประมาณโดยใช้ค่าข้อมูลการสะท้อนแสงที่จุดกริดแต่ละจุด จากนั้นจะใช้สมการเรดาร์ ซึ่ง Z แทนการสะท้อนแสงของเรดาร์ R แทนอัตราปริมาณน้ำฝน และ A กับ b เป็นค่าคงที่[ 131 ] การประมาณปริมาณน้ำฝนที่ได้จากดาวเทียมใช้เครื่องมือไมโครเวฟ แบบพาสซีฟบน ดาวเทียมตรวจอากาศที่โคจรรอบขั้วโลกและดาวเทียมตรวจอากาศที่โคจร อยู่กับที่ เพื่อวัดอัตราปริมาณน้ำฝนทางอ้อม[ 132 ]หากต้องการปริมาณน้ำฝนสะสมในช่วงเวลาหนึ่ง จะต้องบวกปริมาณสะสมทั้งหมดจากแต่ละช่องกริดภายในภาพในช่วงเวลานั้น
ความเข้มข้น
ความเข้มข้นของปริมาณน้ำฝนจะถูกจำแนกตามอัตราการตกของฝน ซึ่งขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่พิจารณา[ 133 ]มีการใช้หมวดหมู่ต่อไปนี้ในการจำแนกความเข้มข้นของปริมาณน้ำฝน:
- ฝนตกปรอยๆ – เมื่อปริมาณน้ำฝนน้อยกว่า 2.5 มิลลิเมตร (0.098 นิ้ว) ต่อชั่วโมง
- ฝนตกปานกลาง – เมื่ออัตราการตกของฝนอยู่ระหว่าง 2.5 ถึง 7.6 มม. (0.098–0.299 นิ้ว) หรือ 10 มม. (0.39 นิ้ว) ต่อชั่วโมง[ 134 ] [ 135 ]
- ฝนตกหนัก – เมื่ออัตราการตกของฝนมากกว่า 7.6 มม. (0.30 นิ้ว) ต่อชั่วโมง[ 134 ]หรือระหว่าง 10 ถึง 50 มม. (0.39–1.97 นิ้ว) ต่อชั่วโมง[ 135 ]
- ฝนตกหนัก – เมื่ออัตราการตกของฝนมากกว่า 50 มม. (2.0 นิ้ว) ต่อชั่วโมง[ 135 ]
ความเข้มข้นยังสามารถแสดงได้ด้วยปัจจัยการกัดเซาะของฝนR-factor [ 136 ]หรือในแง่ของดัชนีโครงสร้างเวลาของฝนn- index [ 133 ]
ระยะเวลาการคืนสินค้า
เวลาเฉลี่ยระหว่างการเกิดเหตุการณ์ที่มีความรุนแรงและระยะเวลาที่กำหนดเรียกว่าช่วงเวลาการกลับมา [ 137 ] ความรุนแรงของพายุสามารถคาดการณ์ได้สำหรับช่วงเวลาการกลับมาและระยะเวลาของพายุใดๆ จากแผนภูมิที่อิงตามข้อมูลในอดีตสำหรับสถานที่นั้น[ 138 ]ช่วงเวลาการกลับมามักแสดงเป็น เหตุการณ์ nปี ตัวอย่างเช่น พายุ 10 ปี อธิบายถึงเหตุการณ์ฝนตกที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนักโดยเฉลี่ยทุกๆ 10 ปี ปริมาณน้ำฝนจะมากกว่าและน้ำท่วมจะรุนแรงกว่าพายุที่รุนแรงที่สุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในแต่ละปี พายุ 100 ปี อธิบายถึงเหตุการณ์ฝนตกที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนักโดยเฉลี่ยในรอบศตวรรษ ปริมาณน้ำฝนจะรุนแรงและน้ำท่วมจะรุนแรงกว่าเหตุการณ์ 10 ปี ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ในแต่ละปีคือส่วนกลับของช่วงเวลาการกลับมา (โดยสมมติว่าความน่าจะเป็นยังคงเท่าเดิมในแต่ละปี) [ 137 ]ตัวอย่างเช่น พายุ 10 ปี มีโอกาสเกิดขึ้น 10 เปอร์เซ็นต์ในแต่ละปี และพายุ 100 ปี มีโอกาสเกิดขึ้น 1 เปอร์เซ็นต์ในแต่ละปี เช่นเดียวกับเหตุการณ์ความน่าจะเป็นทั้งหมด เป็นไปได้ แม้ว่าจะไม่น่าจะเกิดขึ้นก็ตาม ที่จะมีพายุ 100 ปี หลายลูกเกิดขึ้นในปีเดียวกัน[ 139 ]
การพยากรณ์

การพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนเชิงปริมาณ (ย่อว่า QPF) คือปริมาณน้ำฝนที่เป็นของเหลวที่คาดว่าจะสะสมในช่วงเวลาที่กำหนดในพื้นที่ที่กำหนด[ 140 ]จะมีการระบุ QPF เมื่อมีการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนที่วัดได้ถึงเกณฑ์ขั้นต่ำในชั่วโมงใด ๆ ในช่วงเวลาที่ QPF มีผลบังคับใช้ การพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนมีแนวโน้มที่จะถูกจำกัดด้วยชั่วโมงทางอุตุนิยมวิทยา เช่น 00:00, 06:00, 12:00 และ 18:00 GMTภูมิประเทศจะถูกนำมาพิจารณาใน QPF โดยใช้ภูมิประเทศหรืออิงตามรูปแบบปริมาณน้ำฝนตามสภาพภูมิอากาศจากการสังเกตที่มีรายละเอียดสูง[ 141 ]ตั้งแต่ช่วงกลางถึงปลายทศวรรษ 1990 QPF ถูกนำมาใช้ในแบบจำลองการพยากรณ์ทางอุทกวิทยาเพื่อจำลองผลกระทบต่อแม่น้ำทั่วสหรัฐอเมริกา[ 142 ]
แบบจำลองการพยากรณ์แสดงให้เห็นถึงความไวอย่างมีนัยสำคัญต่อระดับความชื้นภายในชั้นบรรยากาศระดับล่างสุดหรือในระดับต่ำสุดของชั้นบรรยากาศ ซึ่งจะลดลงตามความสูง[ 143 ] QPF สามารถสร้างได้ทั้งในเชิงปริมาณ โดยการพยากรณ์ปริมาณ หรือในเชิงคุณภาพ โดยการพยากรณ์ความน่าจะเป็นของปริมาณที่เฉพาะเจาะจง[ 144 ]เทคนิคการพยากรณ์ภาพเรดาร์แสดงให้เห็นถึงทักษะ ที่สูง กว่าการพยากรณ์แบบจำลองภายใน 6 ถึง 7 ชั่วโมงนับจากเวลาของภาพเรดาร์ การพยากรณ์สามารถตรวจสอบได้โดยใช้การวัดจากเครื่องวัดปริมาณน้ำฝน การประมาณค่าจากเรดาร์ตรวจอากาศ หรือการผสมผสานทั้งสองอย่าง สามารถกำหนดคะแนนทักษะต่างๆ เพื่อวัดคุณค่าของการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนได้[ 145 ]
ผลกระทบ
การเกษตร

ปริมาณน้ำฝน โดยเฉพาะฝน มีผลกระทบอย่างมากต่อการเกษตร พืชทุกชนิดต้องการน้ำอย่างน้อยบ้างเพื่อความอยู่รอด ดังนั้นฝน (ซึ่งเป็นวิธีการรดน้ำที่มีประสิทธิภาพที่สุด) จึงมีความสำคัญต่อการเกษตร ในขณะที่รูปแบบฝนที่สม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญสำหรับพืชที่แข็งแรง แต่ปริมาณน้ำฝนที่มากเกินไปหรือน้อยเกินไปอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อพืช ผลได้ ภัย แล้งสามารถฆ่าพืชผลและเพิ่มการกัดเซาะ[ 146 ]ในขณะที่สภาพอากาศที่เปียกชื้นมากเกินไปอาจทำให้เกิดการเจริญเติบโตของเชื้อราที่ เป็นอันตราย [ 147 ]พืชต้องการปริมาณน้ำฝนที่แตกต่างกันเพื่อความอยู่รอด[ 148 ]ตัวอย่างเช่นกระบองเพชร บางชนิด ต้องการน้ำเพียงเล็กน้อย[ 149 ]ในขณะที่พืชผลเช่นข้าวต้องการน้ำหลายพันลิตรเพื่อให้ได้ผลผลิตที่ดีและต้องมีการชลประทาน อย่างต่อเนื่อง นอกเหนือจากการรดน้ำตามปกติผ่านทางน้ำฝน[ 150 ]พืชที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพอากาศที่แห้งแล้งจะเจริญเติบโตได้ดีในสภาพที่มีฝนตกไม่บ่อยแต่มีปริมาณมาก ในขณะที่พืชในระบบนิเวศที่ชื้นกว่าจะชอบสิ่งที่ตรงกันข้าม คือ ฝนตกบ่อยแต่มีปริมาณน้อย[ 151 ]
ในพื้นที่ที่มีฤดูฝนและฤดูแล้ง สารอาหาร ในดินจะลดลงและการกัดเซาะจะเพิ่มขึ้นในช่วงฤดูฝน[ 30 ]สัตว์มีกลยุทธ์การปรับตัวและการเอาชีวิตรอดสำหรับสภาพที่ชื้นกว่า ฤดูแล้งก่อนหน้านี้ทำให้เกิดภาวะขาดแคลนอาหารในช่วงฤดูฝน เนื่องจากพืชผลยังไม่เจริญเติบโตเต็มที่[ 152 ]ประเทศกำลังพัฒนาได้สังเกตว่าประชากรของพวกเขามีความผันผวนของน้ำหนักตามฤดูกาลเนื่องจากภาวะขาดแคลนอาหารที่เกิดขึ้นก่อนการเก็บเกี่ยวครั้งแรก ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงปลายฤดูฝน[ 153 ]สามารถเก็บ น้ำฝนได้ โดยใช้ถังเก็บน้ำฝนนำไปบำบัดเพื่อใช้ดื่มหรือใช้ภายนอกอาคารหรือเพื่อการชลประทาน[ 154 ]ฝนตกมากเกินไปในช่วงเวลาสั้นๆ อาจทำให้เกิดน้ำท่วมฉับพลันได้[ 155 ]
วัฒนธรรมและศาสนา

ทัศนคติทางวัฒนธรรมที่มีต่อฝนแตกต่างกันไปทั่วโลก ในภูมิอากาศอบอุ่นผู้คนมักจะเครียดมากขึ้นเมื่อสภาพอากาศไม่คงที่หรือมีเมฆมาก โดยมีผลกระทบต่อผู้ชายมากกว่าผู้หญิง[ 156 ] ฝนยังสามารถนำมาซึ่งความสุขได้เช่น กันเนื่องจากบางคนมองว่ามันช่วยผ่อนคลายหรือชื่นชอบความสวยงามของมัน ในสถานที่แห้งแล้ง เช่น อินเดีย[ 157 ]หรือในช่วงที่เกิดภัยแล้ง [ 158 ]ฝนช่วยยกระดับอารมณ์ของผู้คน ในบอตสวานาคำ ว่า pula ในภาษา เซตสวานา ซึ่งหมาย ถึงฝนถูกนำมาใช้เป็นชื่อของสกุลเงินของประเทศเพื่อเป็นการยอมรับถึงความสำคัญทางเศรษฐกิจของฝนในประเทศ เนื่องจากมีสภาพภูมิอากาศแบบทะเลทราย[ 159 ]หลายวัฒนธรรมได้พัฒนาวิธีการรับมือกับฝนและได้พัฒนาอุปกรณ์ป้องกันมากมาย เช่นร่มและเสื้อกันฝนและอุปกรณ์เบี่ยงเบน เช่นรางน้ำและ ท่อระบาย น้ำฝนที่นำน้ำฝนไปยังท่อระบายน้ำทิ้ง[ 160 ]หลายคนพบว่ากลิ่นในช่วงระหว่างและหลังฝนตกทันทีนั้นน่าพึงพอใจหรือมีเอกลักษณ์ แหล่งที่มาของกลิ่นนี้คือเพทริคอร์ซึ่งเป็นน้ำมันที่ผลิตโดยพืช จากนั้นถูกดูดซับโดยหินและดิน และต่อมาถูกปล่อยออกมาในอากาศระหว่างฝนตก[ 161 ]

ฝนมีความสำคัญทางศาสนาอย่างมากในหลายวัฒนธรรม[ 162 ] ชาวสุเมเรียนโบราณเชื่อว่าฝนเป็นน้ำอสุจิของเทพเจ้าแห่งท้องฟ้า อาน [ 163 ] ซึ่งตกลงมาจากสวรรค์เพื่อผสมพันธุ์กับคู่ครองของเขาเทพธิดาแห่งโลกคี [ 163 ]ทำให้เธอให้กำเนิดพืชทั้งหมดบนโลก[ 163 ]ชาวอัคคาเดียนเชื่อว่าเมฆเป็นเต้านมของอันตู คู่ครองของอนู[ 163 ] และฝนเป็นน้ำนมจากเต้านมของเธอ[ 163 ] ตามประเพณีของชาวยิว ในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช โฮนี ฮา-มาเกลผู้ทำปาฏิหาริย์ของชาวยิวได้ยุติภัยแล้งสามปีในยูเดียโดยการวาดวงกลมในทรายและอธิษฐานขอฝน โดยปฏิเสธที่จะออกจากวงกลมจนกว่าคำอธิษฐานของเขาจะสมหวัง[ 164 ]ในหนังสือMeditationsของจักรพรรดิโรมันมาร์คัส ออเรลิอุสได้บันทึกคำอธิษฐานขอฝนที่ชาวเอเธนส์ ได้อธิษฐานต่อ เทพเจ้าแห่งท้องฟ้าของกรีกซุสไว้[ 162 ]เป็นที่ทราบกันดีว่าชนเผ่าพื้นเมืองอเมริกันหลาย เผ่าได้ทำการ รำขอฝน มาตั้งแต่สมัยโบราณ เพื่อกระตุ้นให้ฝนตก[ 162 ]พิธีกรรมขอฝนยังมีความสำคัญในหลายวัฒนธรรมของแอฟริกา ด้วย [ 165 ]ในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบันผู้ว่าการรัฐ ต่างๆ ได้จัดวันแห่งการอธิษฐานขอฝน รวมถึงวันแห่งการอธิษฐานขอฝนในรัฐเท็กซัสในปี 2011 [ 162 ]
ภูมิอากาศวิทยาโลก
ในแต่ละปีทั่วโลกจะมีน้ำฝนตกลงมาเป็นปริมาณประมาณ 505,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร( 121,000 ลูกบาศก์ไมล์) โดย 398,000 ลูกบาศก์ กิโลเมตร (95,000 ลูกบาศก์ไมล์)ตกลงมาเหนือมหาสมุทร[ 166 ]เมื่อพิจารณาจากพื้นที่ผิวโลก นั่นหมายความว่าปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีทั่วโลกคือ 990 มิลลิเมตร (39 นิ้ว) ทะเลทรายถูกนิยามว่าเป็นพื้นที่ที่มีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีน้อยกว่า 250 มิลลิเมตร (10 นิ้ว) ต่อปี[ 167 ] [ 168 ]หรือเป็นพื้นที่ที่มีการสูญเสียน้ำจากการระเหยมากกว่าปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมา[ 169 ]
ทะเลทราย


ครึ่งเหนือของทวีปแอฟริกาถูกครอบงำด้วยภูมิภาคที่ร้อนและแห้งแล้งที่สุดในโลก นั่นคือทะเลทรายซาฮาราทะเลทรายบางแห่งยังครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของแอฟริกาตอนใต้ ได้แก่ ทะเลทรายนามิบและทะเลทรายคาลาฮารีทั่วทวีปเอเชีย พื้นที่ที่มีปริมาณน้ำฝนน้อยที่สุดในแต่ละปี ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยทะเลทราย ทอดยาวจากทะเลทรายโกบีในมองโกเลียไปทางตะวันตกเฉียงใต้ ผ่านปากีสถานตะวันตก ( บาลูชิสถาน ) และอิหร่าน ไปจนถึงทะเลทรายอาหรับในซาอุดีอาระเบีย ออสเตรเลียส่วนใหญ่เป็นพื้นที่กึ่งแห้งแล้งหรือทะเลทราย[ 170 ]ทำให้เป็นทวีปที่มีผู้คนอาศัยอยู่ซึ่งแห้งแล้งที่สุดในโลก ในอเมริกาใต้ เทือกเขา แอนดีสขวางกั้นความชื้นจากมหาสมุทรแปซิฟิกที่พัดเข้ามาในทวีปนั้น ส่งผลให้มีสภาพอากาศคล้ายทะเลทรายทางทิศตะวันตกของอาร์เจนตินา[ 58 ]พื้นที่แห้งแล้งของสหรัฐอเมริกาคือภูมิภาคที่ทะเลทรายโซโนรานแผ่ขยายไปทั่วทะเลทรายทางตะวันตกเฉียงใต้ แอ่งน้ำขนาดใหญ่ และไวโอมิงตอนกลาง[ 171 ]
ทะเลทรายขั้วโลก
เนื่องจากฝนตกลงมาในรูปของเหลวเท่านั้น จึงแทบจะไม่ตกเมื่ออุณหภูมิพื้นผิวต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง เว้นแต่จะมีชั้นอากาศอุ่นอยู่ด้านบน ซึ่งในกรณีนั้นจะกลายเป็นฝนเยือกแข็งเนื่องจากบรรยากาศทั้งหมดต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง สภาพอากาศหนาวจัดจึงมักมีปริมาณน้ำฝนน้อยมาก และมักเรียกว่าทะเลทรายขั้วโลก ชีวนิเวศทั่วไปในบริเวณนี้คือทุนดราซึ่งมีช่วงฤดูร้อนที่หิมะละลายสั้นๆ และฤดูหนาวที่เยือกแข็งยาวนาน ปริมาณน้ำฝนในทะเลทรายขั้วโลกเหล่านี้และปริมาณน้ำฝนโดยทั่วไปนั้นต่ำมาก แม้ว่าจะไม่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นพื้นที่แห้งแล้งเนื่องจากดินมีความชื้นอย่างสม่ำเสมอในช่วงฤดูปลูกพืชสั้นๆ และความชื้นในอากาศยังคงค่อนข้างสูง โดยมีอัตราการระเหยต่ำมาก[ 172 ]เนื่องจากที่ตั้งของมันแอนตาร์กติกาจึงมีบางพื้นที่ที่แห้งแล้งที่สุดในโลก[ 173 ]
ป่าฝน
ป่าฝนมีลักษณะเด่นคือเป็นพื้นที่ที่มีความชื้นสูงมาก ป่าฝน เขตร้อนและเขตอบอุ่นมีอยู่เช่นเดียวกับป่าฝนแห้งซึ่งพบได้น้อยกว่า[ 174 ]ป่าฝนเขตร้อนครอบคลุมพื้นที่กว้างใหญ่ของโลก โดยส่วนใหญ่อยู่ตามแนวเส้นศูนย์สูตรเนื่องจากสภาพภูมิอากาศที่เกี่ยวข้องกับป่าฝนเขตร้อนมักพบได้ภายในละติจูดสิบองศาจากเส้นศูนย์สูตร ป่าฝนเหล่านี้ไม่มีฤดูกาลตามธรรมชาติเหมือนกับภูมิภาคอื่นๆ โดยมีชั่วโมงกลางวันและอุณหภูมิเฉลี่ยค่อนข้างคงที่ตลอดทั้งปี[ 175 ]ป่าฝนเขตอบอุ่นมักตั้งอยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตรมาก แต่ก็ยังมีปริมาณน้ำฝนสูงและในหลายกรณีมีเรือนยอดต้นไม้ที่หนาแน่น[ 176 ]ป่าฝนแห้งมีเรือนยอดที่หนาแน่น แต่สามารถเผชิญกับช่วงเวลาที่แห้งแล้งได้[ 177 ] [ 174 ]
มรสุม
บริเวณเส้นศูนย์สูตรใกล้กับเขตบรรจบกันระหว่างเขตร้อน (ITCZ) หรือร่องมรสุม เป็นบริเวณที่มีฝนตกชุกที่สุดในทวีปต่างๆ ของโลก ในแต่ละปี แถบฝนในเขตร้อนจะเคลื่อนตัวไปทางเหนือในเดือนสิงหาคม จากนั้นจะเคลื่อนตัวกลับลงมาทางใต้สู่ซีกโลกใต้ในเดือนกุมภาพันธ์และมีนาคม[ 178 ]ในเอเชีย ปริมาณน้ำฝนจะเอื้ออำนวยในส่วนใต้ของทวีป ตั้งแต่ประเทศอินเดียไปทางตะวันออกและตะวันออกเฉียงเหนือ ผ่านฟิลิปปินส์และจีนตอนใต้ ไปจนถึงญี่ปุ่น เนื่องจากมรสุมพัดพาความชื้นจากมหาสมุทรอินเดียเข้ามาในภูมิภาค เป็นหลัก [ 179 ]ร่องมรสุมสามารถเคลื่อนตัวไปทางเหนือได้ไกลถึงเส้นละติจูดที่ 40ในเอเชียตะวันออกในช่วงเดือนสิงหาคม ก่อนที่จะเคลื่อนตัวลงมาทางใต้หลังจากนั้น การเคลื่อนตัวไปทางขั้วโลกจะเร่งขึ้นเมื่อเริ่มต้นฤดูมรสุมฤดูร้อน ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการเกิดความดันอากาศต่ำ (ความดันต่ำทางความร้อน ) เหนือบริเวณที่อบอุ่นที่สุดของเอเชีย[ 180 ] [ 181 ]การหมุนเวียนของลมมรสุมที่คล้ายกันแต่เบากว่านั้นเกิดขึ้นในทวีปอเมริกาเหนือและออสเตรเลีย[ 182 ] [ 183 ]
ในช่วงฤดูร้อน ลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ที่รวมกับความชื้นจากอ่าวแคลิฟอร์เนียและอ่าวเม็กซิโก ที่เคลื่อนตัวรอบ สันเขาเขตร้อน ในมหาสมุทรแอตแลนติก นำมาซึ่งพายุฝน ฟ้าคะนองในช่วงบ่ายและเย็นในภาคใต้ของสหรัฐอเมริกา รวมถึงที่ราบใหญ่ [ 184 ]ครึ่งตะวันออกของสหรัฐอเมริกาที่อยู่ติดกันทางตะวันออกของเส้นเมริเดียนที่ 98เทือกเขาแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือและ เทือกเขา เซียร์ราเนวาดาเป็นส่วนที่มีฝนตกชุกกว่าของประเทศ โดยมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยเกิน 760 มม. (30 นิ้ว) ต่อปี[ 185 ] พายุหมุนเขตร้อนช่วยเพิ่มปริมาณน้ำฝนในภาคใต้ของสหรัฐอเมริกา[ 186 ]รวมถึงเปอร์โตริโก หมู่เกาะเวอร์จิน ของสหรัฐอเมริกา [ 187 ]หมู่ เกาะนอ ร์เทิร์นมาเรียนา[ 188 ]กวม[ 189 ]และอเมริกันซามัว[ 190 ]
อิทธิพลของลมตะวันตก

กระแสลมตะวันตกจากมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือที่อบอุ่นนำมาซึ่งความชื้นทั่วยุโรปตะวันตก โดยเฉพาะอย่างยิ่งไอร์แลนด์และสหราชอาณาจักร ซึ่งชายฝั่งตะวันตกอาจได้รับปริมาณน้ำฝนระหว่าง 1,000 มม. (39 นิ้ว) ที่ระดับน้ำทะเล และ 2,500 มม. (98 นิ้ว) บนภูเขาต่อปีเมืองเบอร์เกนประเทศนอร์เวย์ เป็นหนึ่งในเมืองที่มีฝนตกชุกที่สุดในยุโรป โดยมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปี 2,250 มม. (89 นิ้ว) ในช่วงฤดูใบไม้ร่วง ฤดูหนาว และฤดูใบไม้ผลิ ระบบพายุจากมหาสมุทรแปซิฟิกนำพาปริมาณน้ำฝนส่วนใหญ่มาสู่ฮาวายและสหรัฐอเมริกาตะวันตก[ 184 ]เหนือสันเขา กระแสลมกรดนำพาปริมาณน้ำฝนสูงสุดในฤดูร้อนมาสู่ทะเลสาบใหญ่พื้นที่พายุฝนฟ้าคะนองขนาดใหญ่ที่เรียกว่ากลุ่มเมฆพาความร้อนขนาดกลางเคลื่อนตัวผ่านที่ราบ ภาคกลางตะวันตก และทะเลสาบใหญ่ในช่วงฤดูร้อน ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดปริมาณน้ำฝนประจำปีในภูมิภาคนี้มากถึง 10% [ 191 ]
ปรากฏการณ์เอลนีโญ-ความผันแปรทางใต้ส่งผลต่อการกระจายตัวของปริมาณน้ำฝนโดยการเปลี่ยนแปลงรูปแบบปริมาณน้ำฝนทั่ว ภาคตะวันตกของสหรัฐอเมริกา [ 192 ]ภาคกลางตะวันตก[ 193 ] [ 194 ]ภาคตะวันออกเฉียงใต้[ 195 ]และทั่วเขตร้อน นอกจากนี้ยังมีหลักฐานว่าภาวะโลกร้อนนำไปสู่ปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นและความถี่ของเหตุการณ์ฝนตกหนักที่สูงขึ้นในภาคตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือ ในขณะที่ปริมาณน้ำฝนลดลงและมีความถี่น้อยลงในเขตร้อน เขตกึ่งร้อน และภาคตะวันตกของสหรัฐอเมริกา[ 196 ]
สถานที่ที่มีปริมาณน้ำฝนมากที่สุดเท่าที่ทราบ
เชอร์ราปุนจิซึ่งตั้งอยู่บนเนินเขาทางตอนใต้ของเทือกเขาหิมาลัยตะวันออกในเมืองชิลลองประเทศอินเดีย ได้รับการยืนยันว่าเป็นสถานที่ที่มีปริมาณน้ำฝนมากที่สุดในโลก โดยมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปี 11,430 มิลลิเมตร (450 นิ้ว) ปริมาณน้ำฝนสูงสุดที่บันทึกไว้ในหนึ่งปีคือ 22,987 มิลลิเมตร (905.0 นิ้ว) ในปี 1861 ส่วนปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 38 ปีที่เมืองมาวซินรัมรัฐเมฆาลัย ประเทศอินเดีย ซึ่งอยู่ใกล้เคียงกัน คือ 11,873 มิลลิเมตร (467.4 นิ้ว) [ 197 ]จุดที่ฝนตกชุกที่สุดในออสเตรเลียคือภูเขาเบลเลนเดนเคอร์ทางตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศ ซึ่งมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 8,000 มม. (310 นิ้ว) ต่อปี โดยมีปริมาณน้ำฝนมากกว่า 12,200 มม. (480.3 นิ้ว) ในปี 2000 [ 198 ]บิ๊กบ็อกบนเกาะเมาอิมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีสูงที่สุดในหมู่เกาะฮาวายที่ 10,300 มม. (404 นิ้ว) [ 199 ]ภูเขาไวอาเลอาเลบนเกาะคาไว มีปริมาณน้ำฝน ใกล้เคียงกันฝนตกหนัก แม้จะน้อยกว่าที่บิ๊กบ็อกเล็กน้อย โดยมีปริมาณน้ำฝน 9,500 มม. (373 นิ้ว) [ 200 ]ต่อปีในช่วง 32 ปีที่ผ่านมา โดยมีปริมาณน้ำฝนสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 17,340 มม. (683 นิ้ว) ในปี 1982 ยอดเขานี้ถือเป็นหนึ่งในจุดที่มีฝนตกมากที่สุดในโลก โดยมีรายงานว่ามีฝนตก 360 วันต่อปี[ 201 ]
เมืองLloró ซึ่งตั้งอยู่ใน รัฐ Chocóประเทศโคลอมเบียน่าจะเป็นสถานที่ที่มีปริมาณน้ำฝนมากที่สุดในโลก โดยเฉลี่ย 13,300 มม. (523.6 นิ้ว) ต่อปี[ 202 ]จังหวัด Chocó มีความชื้นสูงมาก เมือง Tutunendaó ซึ่งเป็นเมืองเล็กๆ ในจังหวัดเดียวกัน เป็นหนึ่งในสถานที่ที่มีปริมาณน้ำฝนมากที่สุดในโลก โดยเฉลี่ย 11,394 มม. (448.6 นิ้ว) ต่อปี ในปี 1974 เมืองนี้ได้รับปริมาณน้ำฝน 26,303 มม. (1,035.6 นิ้ว) ซึ่งเป็นปริมาณน้ำฝนรายปีที่มากที่สุดที่วัดได้ในโคลอมเบีย แตกต่างจาก Cherrapunji ซึ่งได้รับปริมาณน้ำฝนส่วนใหญ่ระหว่างเดือนเมษายนถึงกันยายน Tutunendaó ได้รับปริมาณน้ำฝนที่กระจายอย่างสม่ำเสมอเกือบตลอดทั้งปี[ 203 ] เมือง Quibdóเมืองหลวงของ Chocó ได้รับปริมาณน้ำฝนมากที่สุดในโลกในบรรดาเมืองที่มีประชากรมากกว่า 100,000 คน โดยมีปริมาณน้ำฝน 9,000 มม. (354 นิ้ว) ต่อปี[ 202 ]
| ทวีป | ค่าเฉลี่ยสูงสุด | สถานที่ | ระดับความสูง | บันทึก หลายปี | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ใน | มม. | ฟุต | ม | |||
| อเมริกาใต้ | 523.6 | 13,299 | Lloró , โคลอมเบีย (โดยประมาณ) [a] [b] | 520 | 158 [ค] | 29 |
| เอเชีย | 467.4 | 11,872 | มอว์ซินรัม อินเดีย[a] [d] | 4,597 | 1,401 | 39 |
| แอฟริกา | 405.0 | 10,287 | เดบุนด์ชา , แคเมรูน | 30 | 9.1 | 32 |
| โอเชียเนีย | 404.3 | 10,269 | บิ๊กบ็อก, เมาอิ , ฮาวาย (สหรัฐอเมริกา) [a] | 5,148 | 1,569 | 30 |
| อเมริกาใต้ | 354.0 | 8,992 | ควิบโดโคลอมเบีย | 120 | 36.6 | 16 |
| ออสเตรเลีย | 340.0 | 8,636 | ยอดเขาเบลเลนเดน เคอร์ ควีนส์แลนด์ | 5,102 | 1,555 | 9 |
| อเมริกาเหนือ | 256.0 | 6,502 | ทะเลสาบฮูคุคลิสรัฐบริติชโคลัมเบีย | 12 | 3.66 | 14 |
| ยุโรป | 183.0 | 4,648 | ครกวิเซ , มอนเตเนโกร | 3,337 | 1,017 | 22 |
| แหล่งที่มา (โดยไม่แปลง): ค่าสุดขั้วที่วัดได้ทั่วโลกของอุณหภูมิและปริมาณน้ำฝนศูนย์ข้อมูลสภาพภูมิอากาศแห่งชาติ 9 สิงหาคม 2547 [ 204 ] | ||||||
| ทวีป | สถานที่ | ปริมาณน้ำฝนสูงสุด | ||
|---|---|---|---|---|
| ใน | มม. | |||
| ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยสูงสุดต่อปี[ 205 ] | เอเชีย | มอว์ซินรัม อินเดีย | 467.4 | 11,870 |
| สูงสุดในหนึ่งปี[ 205 ] | เอเชีย | เชอร์ราปุนจิ อินเดีย | 1,042 | 26,470 |
| สูงสุดในหนึ่งเดือนปฏิทิน[ 206 ] | เอเชีย | เชอร์ราปุนจิ อินเดีย | 366 | 9,296 |
| สูงสุดใน 24 ชั่วโมง[ 205 ] | มหาสมุทรอินเดีย | ฟอกฟอก, ลาเรอูนียง | 71.8 | 1,820 |
| สูงสุดใน 12 ชั่วโมง[ 205 ] | มหาสมุทรอินเดีย | ฟอกฟอก, ลาเรอูนียง | 45.0 | 1,140 |
| สูงสุดในหนึ่งนาที[ 205 ] | อเมริกาเหนือ | ยูเนียนวิลล์ รัฐแมริแลนด์สหรัฐอเมริกา | 1.23 | 31.2 |
ดูเพิ่มเติม
- การกักเก็บและฟื้นฟูน้ำบาดาล
- แม่น้ำในชั้นบรรยากาศ
- ไบโอสวาล
- หลังคาสีฟ้า
- บ่อเก็บน้ำ
- พลังงานน้ำ
- การจัดการน้ำในเขตเมืองแบบบูรณาการ
- เส้นโค้งความเข้มข้น-ระยะเวลา-ความถี่
- โจฮัด
- พื้นผิวทางเดินที่ระบายน้ำได้
- เพทริคอร์ – สาเหตุของกลิ่นที่เกิดขึ้นระหว่างและหลังฝนตก
- ประเภทของปริมาณน้ำฝน
- ฝุ่นละอองฝน
- สวนฝน
- เซ็นเซอร์วัดปริมาณน้ำฝน
- รุ้ง
- ฝนตกเป็นสัตว์
- การทำฝนเทียม
- การกักเก็บน้ำฝน
- การจัดการน้ำฝน
- ฝนสีแดง
- ฝนสีแดงในรัฐเกรละ
- ท่อระบายน้ำเสียล้น
- การตกตะกอน
- ตัวกรองกระแสน้ำวน
- ทรัพยากรน้ำ
- การออกแบบเมืองที่คำนึงถึงน้ำ
- สภาพอากาศ
หมายเหตุ
- a b c ค่าที่ระบุคือค่าสูงสุดของทวีป และอาจเป็นค่าสูงสุดของโลกด้วย ขึ้นอยู่กับวิธีการวัด ขั้นตอน และช่วงเวลาของการบันทึกความผันแปร
- ^ ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีสูงสุดอย่างเป็นทางการของทวีปอเมริกาใต้คือ 900 เซนติเมตร (354 นิ้ว) ที่เมืองควิบโด ประเทศโคลอมเบีย ส่วนปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 1,330 เซนติเมตร (523.6 นิ้ว) ที่เมืองลอโร [23 กิโลเมตร (14 ไมล์) ทางตะวันออกเฉียงใต้ และอยู่บนที่สูงกว่าเมืองควิบโด] เป็นปริมาณที่ประมาณการไว้
- ^ ระดับความสูงโดยประมาณ
- ^ได้กินเนสส์บุ๊คออฟเวิลด์เรคคอร์ด ว่าเป็น "สถานที่ที่เปียกชื้นที่สุดในโลก"[ 207 ]
- ^ นี่คือตัวเลขสูงสุดที่มีบันทึกไว้ ยอดเขา Snowdonซึ่งอยู่ห่างจาก Glaslyn ประมาณ 500 หลา (460 เมตร) คาดว่ามีปริมาณน้ำฝนอย่างน้อย 200 นิ้ว (5,080 มิลลิเมตร) ต่อปี
ลิงก์ภายนอก
- บทความของ BBC เกี่ยวกับผลกระทบของฝนในช่วงสุดสัปดาห์
- บทความของ BBC เกี่ยวกับการทำให้เกิดฝน
- บทความของ BBC เกี่ยวกับหลักคณิตศาสตร์ของการวิ่งในขณะฝนตก
- เมฆคืออะไร และทำไมฝนจึงตก?
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฝน
ฝนเป็นรูปแบบหนึ่งของการตกตะกอนจากบรรยากาศ ประกอบด้วยหยด น้ำ ที่ควบแน่นจากไอน้ำในบรรยากาศและตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงฝนเป็นองค์ประกอบสำคัญของวัฏจักรน้ำ และเป็นสาเหตุหลักของการสะสม...
อากาศอิ่มตัวด้วยน้ำ
อากาศประกอบด้วยไอน้ำ และปริมาณน้ำในมวลอากาศแห้งที่กำหนด ซึ่งเรียกว่า อัตราส่วนการผสม จะวัดเป็นกรัมของน้ำต่อกิโลกรัมของอากาศแห้ง (g/kg) [ 2 ] [ 3 ] ปริมาณความชื้นในอากาศยังมักรายงานเป็น ความชื้นสัมพัทธ์...
การรวมตัวและการแตกตัว
การรวมตัวกัน เกิดขึ้นเมื่อหยดน้ำรวมตัวกันเพื่อสร้างหยดน้ำขนาดใหญ่ขึ้น [ 20 ] โดยทั่วไปแล้ว แรงต้านอากาศจะทำให้หยดน้ำในเมฆอยู่กับที่ เมื่อเกิดความปั่นป่วนของอากาศ หยดน้ำจะชนกัน ทำให้เกิดหยดน้ำขนาดใหญ่ขึ้น [ 21 ] [ 22 ]
การกระจายขนาดหยดน้ำ
การกระจายขนาดหยดน้ำสุดท้ายเป็นการ กระจายแบบเอกซ์โพเนนเชียล จำนวนหยดน้ำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างและต่อหน่วยปริมาตรของพื้นที่คือซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่ากฎของ Marshall–Palmer ตามชื่อของนักวิจัยที่อธิบายลักษณะนี้เป็นครั้งแรก [ 26 ] [ 32 ]...