Den nedbør er den kvantitative vurdering af nedbør , deres natur ( regn , sne , slud , tåge ) og distribution. Det beregnes ved hjælp af forskellige teknikker. Flere instrumenter anvendes til dette formål, hvoraf regnemåler / pluviograf er den bedst kendte. Måleenheden varierer alt efter om nedbørstypen er fast eller flydende, men den reduceres til millimeter vandækvivalens pr. Kvadratmeter overflade med henblik på sammenligning. Enhver nedbør på mindre end 0,1 mm kaldes et " spor ".
Nedbør sammen med fordelingen af jordbaseret temperatur , betingelser jordklima , økosystemernes art og funktion samt deres primære produktivitet . Det er en af de faktorer, der konditionerer udviklingen af menneskelige samfund og derfor et geopolitisk spørgsmål .
Mennesket har i århundreder søgt bedre at forudsige regn, storme og oversvømmelser, endda for at manipulere klimaet ved magiske ( regndanse ) eller teknologiske midler ( kunstige regn )
De første kendte målinger af kendte nedbørsmængder blev foretaget af grækerne omkring 500 f.Kr. BC Hundrede år senere, i Indien , brugte befolkningen skåle til at samle regnvand og måle mængden. I begge tilfælde var måling af disse mængder regnvand med til at estimere fremtidige afgrødeudbytter .
I Arthashâstra- bogen, der blev brugt i riget Magadha , blev der sat standarder for kornproduktion , og hvert kornkammer i staten havde en sådan regnmåler til skattemæssige formål. I Israel , fra den II th århundrede f.Kr.. AD , religiøse skrifter nævner måling af regn til landbrugsformål.
I 1441 i Korea blev den første standard bronze regnmåler, kaldet " Cheugugi " , udviklet af videnskabsmanden Jang Yeong-sil til brug gennem et landsdækkende netværk. I 1639 udførte den italienske Benedetto Castelli , discipel af Galileo , de første målinger af nedbør i Europa for at kende vandbidraget fra en regnfuld episode til Trasimenosøen . Han havde kalibreret en cylindrisk glasbeholder med en kendt mængde vand og markeret det tilsvarende niveau på cylinderen. Derefter udsatte han containeren for regn og markerede hver time med en markør det niveau, vandet nåede. I 1662, englænderen Christopher Wren udviklede den første spand regnmåleren eller pluviograph, som han forbandt det følgende år med en meteograph, en enhed, der optager flere meteorologiske parametre såsom lufttemperatur, retning vind og nedbør. Dens regnmåler bestod af en modtagertragt og tre rum, der skiftede til at samle nedbøren hver time. I 1670 brugte englænderen Robert Hooke også en spandregnmåler. I 1863 blev George James Symons udnævnt til bestyrelsen for det britiske meteorologiske samfund , hvor han tilbragte resten af sit liv med at måle nedbør over de britiske øer . Han oprettede et netværk af frivillige, der sendte ham målinger. Symons noterede sig også forskellige historiske oplysninger om regnfuld nedbør på øerne. I 1870 offentliggjorde han en konto tilbage til 1725.
Med udviklingen af meteorologi spredes måling af målinger af de forskellige parametre i Jordens atmosfære . Regnmålere forbedres, men de grundlæggende principper forbliver de samme. I Frankrig distribuerede den meteorologiske sammenslutning oprettet af Urbain Le Verrier "Association" regnmåler. Nye instrumenter er udviklet i XX th århundrede , hvis radarer, der dækker store områder, og satellitter, der kan observere hele jordens overflade i stedet for specifikke punkter. Forbedringen af deres sensorer gør det nu muligt bedre at se de fine variationer i nedbør uden at fjerne vigtigheden af in situ målinger . I de seneste årtier er nøjagtigheden af regnprognoser forbedret ned til det regionale og derefter lokale niveau (ned til niveauet for gader og kvarterer). Den satellitbilleder og fremskridt i modellering og styring af store data har gjort betydelige fremskridt, men med betydelige finansielle omkostninger.
Den Jordens klimasystem hovedsagelig drevet af to elementer: atmosfæren og havet. Disse to masser hersker over hele det globale klimasystem, genereret af den betydelige udveksling af energi mellem dem. Den energi, der modtages direkte fra solen, i form af korte bølger, fanges i vid udstrækning i de intertropiske zoner, fordi det er der, hvor intensiteten af solstrålerne er den vigtigste og mest regelmæssige på grund af rotationsaksen for Jorden, der giver solskin næsten vinkelret på ækvator og græsser ved polerne. Endelig fanges strålingen af havene og kontinenterne i overensstemmelse med albedoen på deres overflade og den vegetation, der dækker kontinenterne. Så isflet reflekterer en stor mængde energi tilbage i rummet, mens havet absorberer det betydeligt.
Den atmosfæriske cirkulation induceret af disse varmevekslinger varierer i detaljer fra dag til dag, men den generelle forskydning af luftmasser er relativt konstant og afhænger af bredde. Der er tre zoner med vindcirkulation mellem ækvator og polakkerne . Den første zone er Hadley, som er placeret mellem ækvator og 30 grader N og S, hvor vi finder regelmæssige vinde blæse fra nordøst på den nordlige halvkugle og fra sydøst i den sydlige: passatvindene . Det er forbundet i nord med semi-permanente anticykloner, hvor godt vejr hersker, men også ørkener med lav nedbør. Omvendt nær ækvator er den intertropiske konvergenszone, der giver rigelige regn.
Den anden zone med vindcirkulation er midtbreddegrader. De fordybninger udvikles der overalt i en til tider tæt forudsigeligheden af kaos teori , men hele vejen for atmosfæriske cirkulation er stabil og afhænger af balancen mellem fordelingen af atmosfærisk tryk og Coriolis kraften på grund af rotation. Disse systemer bevæger sig generelt under en højdecirkulation fra vest, dette er Ferrel-cellen . De giver nedbør af forskellige typer, der skifter med klart vejr. Kommer endelig Polar celle, som findes i nord og syd for 60 th parallelt med en overflade cirkulation normalt er. Luften er kold og relativt tør, og de fordybninger, der påvirker den, giver derfor kun få ophobninger, hvor sidstnævnte materialiserer meget af året i form af sne.
Imidlertid har lettelsen også stor indflydelse på de modtagne nedbørsmængder på grund af forstærkningseffekterne, hvis luftstrømmen går op ad skråningen eller tværtimod mindsker den nedstrøms for forhindringerne. Der er således en masse regn på vestkysten af Amerika, hvor cirkulationen kommer fra Stillehavet, og indre ørkener nedstrøms massiverne, såsom Taklamakan-ørkenen nedstrøms Himalaya (se regnskygge ).
Nedbør er også organiseret på forskellige måder: i store områder, i bånd med nedbør eller isoleret. Det afhænger af luftmassens stabilitet , lodrette bevægelser i den og lokale effekter. Således, foran en varm front , vil nedbøren for det meste være stratiform og dække flere hundrede kilometer i bredden og dybden. På den anden side vil nedbøren inden en koldfront eller i en tropisk cyklon danne tynde bånd, der kan strække sig sideværts over store afstande. Til sidst vil en regn komme nedbør nogle få kvadratkilometer ad gangen.
Resultaterne af en undersøgelse, der er baseret på daglige nedbørsdata fra 185 højkvalitetssteder for observationsstationer fra det globale klimainobservationssystems overflade netværk spredt over Nordamerika, Eurasien og Australien (men ikke Sydamerika eller Afrika) mellem 50 ° grader nord og sydlig bredde (dvs. mellem de to polare zoner) blev offentliggjort i 2018. Observationer blev indsamlet over 16 år (fra 1999 til 2014), en periode, der var lang nok til at slette de årlige variationer på grund af El Niño og andre kortvarige klimacyklusser.
Ifølge denne undersøgelse:
Den kombinerede påvirkning af breddegrad, topografi og afstand til havet resulterer i en meget variabel nedbørsfordeling i hele Europa, der spænder fra mindre end 400 mm / år i dele af Middelhavsområdet og de centrale sletter i Europa til over 1000 mm / år langs Atlanterhavskyster fra Spanien til Norge, Alperne og deres østlige udvidelse. Meget af denne nedbør går tabt som fordampning, og den resterende "effektive nedbør" overstiger ikke 250 mm / år i det meste af Europa. I dele af Sydeuropa er den aktuelle nedbør mindre end 50 mm / år . Nedbøren i Europa er generelt steget i løbet af XX th århundrede, steg med 6 til 8% i gennemsnit mellem 1901 og 2005. Store geografiske forskelle synes dog især i Middelhavsområdet og i Østeuropa. Derudover er der sket sæsonændringer, herunder en stigning i vinternedbør i det meste af Vest- og Nordeuropa og et fald i Sydeuropa og dele af Centraleuropa. Klimamodeller forudsiger en generel fremtidig stigning i nedbør i Nordeuropa og et fald i Sydeuropa.
Klassificeringen af klimaer er baseret på nedbør og temperatur. Den bedst kendte er Köppen-klassifikationen, der opdeler Jorden i fem hovedklimaer: tropisk (A), tør (B), mild mellembreddegrad (C), kold mellembreddegrad (D) og polær (E). Hvert af disse klimaer opdeles derefter i underklima alt efter nedbør. Bemærk den store lighed mellem billedet til højre og det årlige nedbør i det foregående afsnit.
Disse klimatiske parametre bestemmer vegetationstypen i et område, faunaen der vil bo der såvel som befolkningstætheden. Da den menneskelige livsstil afhænger af økosystemet og vandtilgængeligheden, kan det også stort set klassificeres efter nedbør. For eksempel er landbrug kun mulig med en regelmæssig forsyning af vand, der kommer direkte fra nedbør eller fra floder, der selv fodres med nedbør. På den anden side vil et tørt klima tilskynde befolkningerne til nomadismer til at følge de tilgængelige ressourcer af fauna og flora eller fodre deres flokke.
Overskydende nedbør har også vigtige konsekvenser. Den skybrud eller en med en tropisk cyklon kan producere oversvømmelser vigtigt, at jordskred eller mudderskred , der overstiger den infrastruktur, designet til normale begivenheder. Mange dræbte tilskrives dem.
Luft kvalitet kan kvantitativt påvirke nedbør dannelse på flere måder:
Således kan man i USA mærke en "weekendeffekt" . Sandsynligheden for en stigning i nedbørstoppe på lørdag efter fem dages ophobning af luftforurenende stoffer i løbet af ugen, især i de varmeste områder. Tætbefolket og beliggende nær øst kyst, hvor der på tidspunktet for undersøgelsen ( 1998 ) var en stigning på 22% i sandsynligheden for regn lørdag sammenlignet med mandag.
Derudover dannes varmebobler i og over byer, men også (+ 0,6 ° C til + 5,6 ° C) over forstæder og landdistrikter. Denne ekstra varme ændrer opsamlingen, hvilket kan bidrage til de stormfulde vejrkomponenter. Nedbørshastigheden opstrøms for byerne (i forhold til vindretningen) er således steget fra 48% til 116%. Dels på grund af denne opvarmning er den gennemsnitlige månedlige nedbør ca. 28% højere i en afstand mellem 32 og 64 km nedstrøms for byen (nedstrøms for vindretningen).
Nogle byer fremkalder en stigning i den samlede nedbør, der anslås til 51%. Dette fænomen kunne øges kraftigt i Asien (på grund af den fælles vækst i byer, bilindustrien og brugen af kul).
En undersøgelse fra 2018 (sektionen konstanter ) kiggede også på virkningerne af stigende forudsagte CO 2 -koncentrationer . Det testede 36 forskellige klimamodeller for at simulere nedbørstendenser mellem 2020 og slutningen af århundredet, især i perioden 2085-2100 i tilfælde af et scenario på 936 dele pr. Million (ppm) CO 2 i 2100 (mod 408 ppm i 2018). Resultaterne viser, at de voldsomme regn kan være endnu mere voldsomme: mellem 1985 og 2100 kunne halvdelen af den årlige nedbør falde på 11 dage i stedet for 12, mens den samlede årlige regn også kunne øges.
For temperaturer ændrer Golfstrømmen sig ikke væsentligt, men opvarmning vil resultere i et simpelt geografisk og højdeforskydning i klimazoner. For nedbør bør ændringen i nedbør som reaktion på klimaforandringer være mere kompleks. Modellerne forudsiger ikke, at al regn vil stige lidt; kun et par voldsomme regnvejr hvert år skulle være endnu mere usædvanlige. Således på omfanget af rumlig opløsning af 2018-modeller (100 til 200 km ca.), i tilfælde af et scenario med høj drivhus gas (GHG):
På vejrstationen er ændringen endnu tydeligere: halvdelen af ændringen i nedbør vil forekomme i løbet af de 6 mest regnfulde dage på året, og usædvanligt kraftige regn udgør en stigende del af den samlede årlige nedbør.
Oversvømmelser og tørke kan være mere alvorlige; forfatterne konkluderer, at "I stedet for at forvente mere regn generelt, er samfundet nødt til at handle for at klare lidt forandring det meste af tiden, men nogle få mere voldsomme regn end i dag).
Pluviometri studerer derfor den årlige og daglige variation i mængder og typer af nedbør for at klassificere regionernes klima. Det studerer også tilbagesendelsesperioden for ekstraordinære begivenheder som tørke og voldsomme regnvejr, der forårsager oversvømmelse. Forskellige instrumenter bruges til dette, og opløsningen af et bestemt instrument giver det mindst målbare beløb, som det kan rapportere.
Enhver ækvivalent vandudfældning på mindre end 0,1 mm betragtes som spor . Dette skyldes, at det er en størrelse, der er større end nul, men som er mindre end den mindste mængde, der kan måles med standardenheder. Dette er vigtigt for både vejrudsigtsbekræftelse og klimatologiske formål, da selv mængder nedbør, der er for små til at kunne måles, kan have betydelige sociale virkninger.
Regnemåleren er et måleinstrument, der bruges til at finde den mængde regn, der er faldet på et område. Dets anvendelse antager, at nedbørsvandet fordeles jævnt over regionen og ikke udsættes for fordampning . Målingen udtrykkes normalt i millimeter eller liter pr. Kvadratmeter eller i kubikmeter pr. Hektar til landbrug (1 mm = 1 l / m 2 = 10 m 3 / ha for vand). Den består af to vigtige dele:
Samleren skal placeres i tilstrækkelig højde, normalt en meter fra jorden, og i en afstand på flere meter fra andre genstande, så der ikke findes vand fra hoppet på jorden eller disse genstande. Kanterne på regnmålekraven skal være skråt udvendigt for at begrænse usikkerheden ved dryp dryp fra ydersiden af opsamlingskeglen.
De sne gauge ligner en regnmåler , men meget større. Den består af en tragt (klokke), der er åben opad, og en aftagelig cylinder indeni. Formen af klokke hjælper med at reducere turbulens over flyet til bedre collect sne i cylinderen. Den hviler på en fod, hvis højde kan justeres om vinteren, når sneen på jorden stiger. Operatøren fjerner cylinderen efter et snefald og smelter den for at måle vanddybden, den indeholder. Målingen kan også udføres i realtid, mens et varmeelement smelter sneen, og variationen i vægt giver den faldne vandækvivalent.
Den sne tabel er en slags hvidmalet bord, sædvanligvis måler 930 cm 2 , hvilket er normalt placeret på jorden eller over den tidligere snelag. Det ideelle sted at lægge et snebord er på et stort fladt område væk fra bygninger og træer, hvor vinden har ringe indflydelse på at danne snedrift . De fleste snowboards er stadig traditionelle med en simpel lodret lineal i midten for at måle snedybden. Nogle supplerer snehøjdemålesystemet med et webkamera til fjernadgang i realtid eller variabel opdateret analog læsning .
En af de vigtigste anvendelser af meteorologiske radarer er at være i stand til at registrere nedbør eksternt til hydrometrisk brug . For eksempel flodstrømskontroltjenester, oversvømmelsesadvarsel , dæmningsplanlægning osv alle har brug for at kende de mængder regn og sne, der falder på store områder. Radaren supplerer ideelt et netværk af regnmålere ved at udvide dataindsamlingen over et stort område, idet netværket bruges til kalibrering .
Imidlertid kan nogle genstande blandes sammen med de rigtige data, når de vender tilbage til radaren. For at få et mere nøjagtigt skøn over akkumuleringerne er det nødvendigt at filtrere dem, før du producerer disse akkumuleringskort.
Meteorologiske satellitter er radiometre til at måle temperaturen i atmosfæren og hydrometeorerne i den. De fungerer i det infrarøde spektrum . De første instrumenter "så" kun på nogle få bølgelængder, mens de nye generationer opdelte dette spektrum i mere end 10 kanaler. Nogle er også udstyret med radarer til måling af nedbørshastigheden.
I fattige lande er nogle regioner fortsat dårligt dækket af direkte observationer såvel som radarfjernedetektorer og vejrudsigter. Landmænd, fiskere, opdrættere og søfolk lider under det. Dette kan snart ændre sig med udbredelsen af trådløse mobiltelefonnetværk til fjerntliggende områder, da vandindholdet i luften påvirker diffusionen af mikrobølger, som delvist absorberes af vand. Den radio skygning teknik allerede gjort det muligt at udlede oplysninger om meteorologisk interesse på grund af skygning af en del af radiosignalet sendt af satellitterne mod jorden ( Anvendelse af GPS i meteorologi ). Allerede i 2006 viste forskere, at mængden af nedbør i et område kan vurderes ved at sammenligne ændringer i signalstyrke mellem kommunikationstårne. I begge tilfælde skal forskere have adgang til data, der er militære eller kommercielt ejet af telekom- eller mobiltelefonfirmaer, hvilket har hæmmet forskning, men nylige erfaringer i Europa og Afrika viser på den ene side, at meteorologi kunne have gavn af at analysere disse data og integrere det i prognosemodeller, og på den anden side at fattige lande kunne drage fordel af prognoser, der er billigere for dem.
En " opstart " oprettet den 2. april 2017 i Boston, Mass., ClimaCell, siger, at den kan kombinere mikrobølgesignaldata med andre vejrdata for at skabe øjeblikkelige prognoser med høj opløsning (gadeniveau) med tre timer før faldne og faldende mængder. Hun nævner, at hun muligvis kan gøre det seks timer inden udgangen af 2017, baseret på en stadig fortrolig metode (ikke offentliggjort i en peer-reviewed videnskabelig tidsskrift). Dette firma vil kommercielt lancere sit "produkt" i USA og andre udviklede lande, men har planer om hurtigt (inden udgangen af 2017) at rulle det ud i Indien og andre udviklingslande, potentielt uanset hvor folk bruger. Mobiltelefoner, men det konkurrerer. med projektet fra en gruppe europæiske og israelske forskere, der har testet multiskalasystemer, der bygger på den nylige oprettelse af et konsortium ved hjælp af open source- software . Denne gruppe koordineret af Aart Overeem (hydrometeorolog fra Det Kongelige Meteorologiske Institut i Holland ) modtager støtte på næsten 5 millioner euro fra Europa-Kommissionen til at udvikle en prototype af et nedbørsovervågningssystem, der sandsynligvis vil blive indsat i Europa og Afrika. Teknologien blev testet med succes i 2012 i Holland og i 2015 i Göteborg (hvor det svenske institut for meteorologi og hydrologi (SMHI) indsamler omkring 6 millioner data om dagen i byen takket være virksomheden Ericsson telekommunikation og en senderoperatør ( Tower), som tillader et minut-for-minut estimat af nedbør med en opløsning på 500 meter over byen Göteborg.
Data, der udelukkende er baseret på mikrobølger, har ofte tendens til at overvurdere størrelsen af nedbør (op til 200 eller endda 300%), men konsortiet siger, at det med succes har korrigeret denne bias uden behov for basisdata fra regnmålere eller målere. . I 2012 testede et team ledet af Marielle Gosset (hydrolog fra det franske institut for forskning for udvikling) denne løsning med succes i Burkina Faso og har siden udviklet den i andre lande (især Niger ). Et partnerskab med Orange og finansiering fra Verdensbanken og De Forenede Nationer bør muliggøre tilsvarende udvikling i Marokko og Cameroun inden udgangen af 2017.
| Varighed | Lokalitet | Dateret | Højde (mm) |
|---|---|---|---|
| 1 minut | Unionville, USA (ifølge OMM) Barot, Guadeloupe (ifølge Météo-France) |
4. juli 1956 26. november 1970 |
31.2 38 |
| 30 minutter | Sikeshugou, Hebei , Kina | 3. juli 1974 | 280 |
| 1 time | Holt , Missouri, USA | 22. juni 1947 | 305 på 42 minutter |
| 2 timer | Yujiawanzi, Kina | 07/19/1975 | 489 |
| 4,5 timer | Smethport, Pennsylvania | 07/18/1942 | 782 |
| 12 timer | Foc-foc, Reunion | den 08/01/1966 (cyklon Denise) | 1.144 |
| 24 timer | Foc-foc, Reunion | fra 07 til 08/01/1966 (cyklon Denise) | 1.825 |
| 48 timer | Cherrapunji , Indien | fra 15 til 16/06/1995 | 2.493 |
| Tre dage | Commerson , Reunion | fra 24 til 26/02/2007 cyklon Gamède | 3 929 |
| 4 dage | Commerson, Réunion | fra 24 til 27/02/2007 Cyclone Gamède | 4.869 |
| 8 dage | Commerson, Réunion | fra 20 til 27/02/2007 cyklon Gamède | 5 510 |
| 10 dage | Commerson, Réunion | fra 18 til 27/01/1980 Cyclone Hyacinthe | 5 678 |
| 15 dage | Commerson, Réunion | fra 14 til 28/01/1980 Cyclone Hyacinthe | 6.083 |
| 1 måned | Cherrapunji, Indien | Juli 1861 | 9,296,4 |
| 1 år | Cherrapunji, Indien | August 1860 til August 1861 | 26 466,8 |
| 2 år | Cherrapunji, Indien | 1860 og 1861 | 40 768 |
| årligt gennemsnit | Mawsynram , Indien | årligt gennemsnit | 11 872 |
På den ene side rapporteres den laveste nedbør i verden i Arica (Chile), hvor der ikke faldt et fald i løbet af 173 måneder fra oktober 1903 til januar 1918. Efter kontinentet er de tørreste steder efter årlig ophobning:
Derudover har flere steder i verden en årlig nedbør på mere end 7.000 mm :
Nedbørsrekorder i Frankrigs fastland:
Mængden af akkumuleret sne er vigtig for at kende udviklingen af gletschere, forårets afstrømning og klimaet. Det udtrykkes som vandækvivalenten af smeltet sne til regnbrug, men optegnelser er normalt angivet i centimeter snefald pr. Periode: