Krituliai

Vėlyvos vasaros liūtis Danijoje

Perkūnija su liūtimis

Krituliai – vanduo, skystu ar kietu pavidalu iškrintantis iš debesų (dulksna, kruša, lietus, sniegas) arba nusėdantis ant žemės ir daiktų iš oro (lijundra, rasa, šerkšnas, šarma). Krituliai yra pagrindinis vandens apytakos ciklo komponentas, kuris yra svarbus ir kaip gėlo vandens pernešėjas planetoje. Kasmet kritulių pavidalu iškrenta maždaug 505 000 km³ vandens, iš kurių 398 000 km³ iškrenta virš vandenynų.

Kritulių formavimasis

Krituliai iš debesų krenta, kai dalis debesies elementų dėl vienų ar kitų priežasčių pasidaro pakankamai sunkūs ir oro pasipriešinimas bei aukštyneigiai oro srautai nebesugeba išlaikyti juos pakibusioje būsenoje, o krintantys ledo kristalai arba vandens lašeliai nespėja išgaruoti, kol pasiekia žemės paviršių.

Debesis sudarantys lašeliai ir kristalai dažniausiai yra itin maži ir lengvi, o jų kritimo greitis neviršija 1 cm/s. Tokiu greičiu judantys lašeliai nepasiekia paklotinio paviršiaus, kadangi patekę į vandens garais neprisotinto oro sluoksnį jie išgaruoja. Tik didesni negu 0,01 cm lašeliai neišgaravę išsilaiko pakankamai ilgai ir krisdami gali pasiekti paklotinį paviršių. Lašelių stambėjimas vyksta dėl dviejų pagrindinių priežasčių: kondensacijos (sublimacijos) bei lašelių susiliejimo arba kristalų sukibimo susidūrimų metu (koaguliacijos).

Kondensacinis debesų elementų augimas vyksta debesyse, sudarytuose iš skirtingo dydžio vandens lašelių. Sočiųjų vandens garų slėgis virš mažų lašelių yra didesnis negu virš didelių, todėl vienodas vandens garų slėgis gali būti sotinantis santykinai didelių ir nebūti sotinantis mažų lašų atžvilgiu. Šiuo atveju vyksta pačių mažiausių lašelių garavimas ir kondensacija ant stambesnių debesies elementų.

Mišriuose debesyse sočiųjų vandens garų slėgio skirtumas virš peršaldytų lašelių ir kristalų yra dar didesnis negu virš skirtingų dydžių lašų. Dažniausiai mišriuose debesyse vandens garų slėgis yra sotinantis virš ledo ir nėra pasiekęs sočiųjų vandens garų lygio virš vandens, todėl vyksta intensyvus vandens lašelių garavimas ir garų sublimacija ant ledo kristalų. Debesies lašeliai gali visiškai išgaruoti, o kristalai – labai stipriai išaugti: susidaro palankios sąlygos toliau formuotis krituliams. Šis, vadinamasis Beržerono-Findaizeno procesas, intensyviausiai vyksta, kai oro temperatūra –12 °C, nes tokioje temperatūroje sočiųjų vandens garų slėgio virš peršaldyto vandens ir virš ledo skirtumas yra pats didžiausias. Kondensacinis augimas vyrauja tol, kol apie branduolį susiformuoja vandens lašeliai arba ledo kristalai, kurių spindulys 20–60 mm. Tolesnis debesies elementų didėjimas daugiausiai vyksta dėl koaguliacijos. Jos metu lašelių dydis gali padidėti iki kelių milimetrų, o kai kurios snaigės ar krušos gabalėliai išaugti net iki kelių centimetrų. Šis procesas sąlygojamas įvairių priežasčių:

• Jei lašeliai turi skirtingus elektrinius krūvius, tai juos traukia vieną prie kito.
• Lašelių susidūrimai vyksta dėl difuzinių pačių mažiausių debesies elementų judesių. Daug stipriau lašeliai susiduria turbulencinio oro judėjimo metu.
• Reikšmingiausias faktorius, lemiantis stambių kritulių elementų formavimąsi, yra nevienodas lašelių ir kristalų kritimo greitis. Stambūs debesies elementai lengviau nugali oro pasipriešinimą ir krinta greičiau negu smulkūs. Ledo kristalai, krisdami iš viršutinės debesies dalies, susiduria su peršaldytais vandens lašeliais, kurie prišąla prie kristalų, todėl pastarieji dar labiau išauga. Jeigu ledo kristalams krentant dar žemiau temperatūra tampa teigiama, jie gali ištirpti.

Kritulių tipai

Pagal formavimosi sąlygas ir iškritimo pobūdį krituliai skirstomi į tris genetinius tipus. Iš tvarkingo aukštyneigio judėjimo (frontinių) debesų krinta ilgalaikiai (trunkantys dešimtys valandų) vidutinio intensyvumo krituliai, iškrentantys iš karto didelėje teritorijoje ir tolygiai pasiskirstę erdvės požiūriu.

Iš konvekcinių lietaus kamuolinių debesų virš nedidelių plotų krinta intensyvūs, bet trumpalaikiai (trunkantys nuo kelių minučių iki kelių valandų) krituliai, kurie vadinami liūtiniais. Šių kritulių intensyvumas labai svyruoja ir laike, ir erdvėje. Žiemos metu iš kamuolinių lietaus debesų dažnai iškrenta stambūs sniego dribsniai, taip pat, esant neigiamai temperatūrai, gali kristi sniego granulės. Pastoviai stratifikuotose oro masėse iš sluoksninių arba sluoksninių kamuolinių mažo storio debesų iškrenta krituliai, sudaryti iš labai smulkių vandens lašelių (dulksna) arba ledo kristalų (sniego grūdai). Dėl kritulių elementų smulkumo toks lietus gali būti ilgalaikis, bet neintensyvus.

Pagal sinoptines kritulių formavimosi sąlygas išskiriami frontiniai ir vidujiniai krituliai. Frontiniai krituliai susiję su atmosferos frontų praėjimu. Šiltam frontui būdingi vidutinio intensyvumo, o šaltam – liūtiniai krituliai, dažnai pereinantys į vidutinio intensyvumo.

Vidujiniai krituliai formuojasi vienalytės oro masės viduje. Pastoviai stratifikuotai oro masei būdinga dulksna, krentanti iš sluoksninių ir sluoksninių kamuolinių debesų. Nepastovios stratifikacijos oro masei būdingi liūtiniai krituliai, krentantys iš galingų kamuolinių lietaus debesų.

Pagal formą krituliai skirstomi į žemiau išvardintas rūšis:

• Lietus – skysti krituliai, kurių lašelių dydis 0,5–3 mm. Lietaus lašelių kritimo greitis siekia 8–10 m/s.
• Dulksna – skysti mažo intensyvumo krituliai, sudaryti iš lašelių, kurių dydis 0,05–0,5 mm, pasižymintys mažu kritimo greičiu (<0,3 m/s) bei lengvai pernešami horizontalia kryptimi.
• Snygis – kieti krituliai, susidarantys iš ledo kristalų (snaigių). Snaigių formos priklausomai nuo formavimosi sąlygų būna labai įvairios. Krisdamos jos dažnai susijungia tarpusavyje, suformuodamos gana stambius sniego dribsnius, kurių skersmuo kinta nuo 1 mm iki keliolikos centimetrų.

Kai netoli žemės paviršiaus oro temperatūra artima ar kiek didesnė negu 0 °C, gali kristi šlapias sniegas (šlapdriba) arba sniegas kartu su lietumi. Iš sluoksninių lietaus ir kamuolinių lietaus debesų, esant neigiamai artimai 0 °C temperatūrai, gali kristi sniego granulės (apvalūs sniego gabalėliai, kurių skermuos didesnis negu 1 mm). Iš sluoksninių debesų žiemą krenta sniego grūdai, kurių skersmuo mažesnis negu 1 mm.

Žiemą, esant žemai temperatūrai, iš apatinio ir vidurinio aukšto debesų gali kristi ledo adatos. Tai šešiakampės prizmės formos kristalai. Kai ypač dideli šalčiai, ledo adatos gali susidaryti ir prie žemės paviršiaus.

Ledo kristalai, kurie iš pradžių patenka į teigiamos temperatūros sluoksnį ir ištirpsta, o paskui – vėl į neigiamos temperatūros sluoksnį, kur jie vėl sušąla ir tampa panašūs į 1–3 mm dydžio ledo kamuolėlius, vadinami ledo kapsulėmis. Panašiomis sąlygomis formuojasi ir lijundra, tik šiuo atveju apatiniame atmosferos sluoksnyje vandens lašeliai nespėja užšalti ir peršaldytų lašų pavidalu patekę ant paviršių, kurių temperatūra žemesnė negu 0 °C, jie prišąla suformuodami ledo sluoksnį. Vasarą, kai oras itin šiltas, iš stipriai vertikaliai išsivysčiusių kamuolinių lietaus debesų kartais krenta kruša. Kruša – tai netaisyklingos formos ledo gabaliukų pavidalo krituliai, kurių dydis daugiau negu keli milimetrai. Kruša dažniausiai krenta audros metu kartu su liūtiniu lietumi. Krušai formuotis būtina ypač stipri konvekcija ir didelis debesies vandeningumas, todėl kruša iškrenta tik vasarą, kai aukšta oro temperatūra prie žemės paviršiaus.

Kritulių pasiskirstymas Žemėje

Kritulių kaita metų bėgyje

Žemės rutulyje krituliai pasiskirsto labai nevienodai. Jų kiekis priklauso nuo vietos geografinės platumos, nuo vyraujančių vėjų krypties, nuo jūros artumo ar tolumo, nuo vietovės reljefo ir kt.

Daug kritulių iškrinta pusiaujyje (ekvatorinėje ir subekvatorinėje klimato juostose) – daugiau kaip 2 000 mm per metus. Čia smarkiai įkaitęs drėgnas oras kyla į viršų, ten atvėsta, ir iš jo išsiskiria labai daug drėgmės. Daugiausia kritulių iškrinta Himalajų kalnų vėjo gairinamuose šlaituose – vidutiniškai apie 6 000–7 000 mm. O rekordinis kiekis užfiksuotas Čerapundžio apylinkėse – vidutiniškai iškrinta apie 12 000 mm, nors kai kuriais metais gali iškristi 7 000–23 000 mm.

Mažu kritulių kiekiu pasižymi šalys esančios atogrąžų ir subtropinėse srityse. Čia oras leisdamasis žemyn ir slinkdamas pusiaujo link, įšyla ir išlaiko savo drėgmę, todėl kritulių išsiskyrimas yra labai menkas. Todėl šioje juostoje gausu dykumų.

Vidutinių platumų juostose, iš vakarų į rytus slenkantys ciklonai atneša 500–1000 mm per metus. Žemynų centriniuose rajonuose jų sumažėja iki 250–500 mm, o rytinėse pakrantėse drėgnas vasaros musonas atneša iki 1000–2000 mm per metus.

Poliarinėse srityse kritulių kiekis sumažėja iki 200–300 mm, o Antarktidos centrinėje dalyje jų iškrinta mažiau negu 100 mm/metus.

Kritulių kiekio matavimas

Kritulių kiekis matuojamas vandens sluoksnio storiu (mm), kuris susidarytų ant horizantalaus ir vandeniui nelaidaus paviršiaus per tam tikrą laiką (valandą, parą, mėnesį ir kt.). Vietovės klimatui apibūdinti skaičiuojamos daugiametės vidutinės kritulių sumos kiekvieną mėnesį ar vidutiniškai per metus. Taip pat papildomai skaičiuojamas dienų su krituliais skaičius per mėnesį ir per metus, mėnesinė ir metinė kritulių trukmė, kritulių intensyvumas ir daugelis kitų rodiklių.

Kritulių kiekis matuojamas kritulmačiu, lietmačiu, pliuviografu ir automatiniais prietaisais.

Literatūra

• Rimkus E. (1998). Meteorologijos pagrindai. Vilnius
• Rimkus E. (2011). Meteorologijos įvadas. Vilnius
• Bukantis A. (2009). Atmosferos reiškinių stebėjimai. Vilnius