nedbør

Nedbør dannes i vannrike skyer med stor vertikal utstrekning, hvor det er luftstrømmer av en viss styrke som går oppover. Når luften stiger til værs, utvider den seg på grunn av trykkfall (adiabatisk avkjøling). I skyfri luft er temperaturfallet 1 °C per 100 m stigning, i skyområdene ½–1 °C per 100 meter.

Mens skydråpene har typisk tverrmål ¹/₁₀₀ mm og fallhastighet på 1 cm i sekundet, har regn, snø og hagl en fallhastighet i forhold til luften på 1–10 meter per sekund.

På losiden (vindsiden) av fjell, i forbindelse med fronter og lavtrykk, finnes utbredte skysystemer med nedbør. Den oppgående bevegelse er gjerne 0,1–1,0 m/s, og det blir moderat nedbør over et større område. I ustabile luftmasser, for eksempel over land på varme sommerdager, oppstår det avvekslende opp- og nedgående strømmer som søker å gjenopprette likevekten. I oppgående strømmer (konveksjon) kan det dannes bygeskyer (cumulonimbus) av stor vertikal utstrekning og med vertikalhastigheter 1–10 m/s. Dette gir bygenedbør.

Ved horisontal strømning av luft fra varmere mot kaldere områder (for eksempel fra Norskehavet inn over Polhavet) blir det storstilt, men ikke særlig rask avkjøling av tykke luftlag. Det blir riktignok lett, men ofte langvarig nedbør over et større område.

Utløsing av nedbør henger sammen med at et relativt lite antall skypartikler begynner å vokse sterkere enn andre, og at flere mindre partikler smelter sammen til større. På våre breddegrader spiller iskrystalleffekten en viktig rolle. Når temperaturen i skyregionen er under 0 °C, vil det i tillegg til de underkjølte skydråpene opptre et visst antall iskrystaller eller snøstjerner. Antallet blir større jo lavere temperaturen er. Disse ispartiklene vil vokse raskere enn vanndråpene fordi metningstrykket over underkjølt vann er større enn over is og snø med samme temperatur. Vanndråpene kan fordampe mens snøstjernene vokser. Økende fallhastighet fører til kollisjon og oppsamling av skydråper og ispartikler. Det faller snø som eventuelt smelter til regn nærmere jordoverflaten hvis temperaturen er over 0 °C. Tallrike observasjoner fra våre breddegrader viser at nedbør av noe intensitet først kommer i stand når temperaturen i den øvre skyregionen blir så lav som –5 til –10 °C, og det samtidig er en relativt vannrik sky som kan «mate» de fallende snøstjernene.

I forbindelse med sterke, men begrensede oppgående luftstrømmer, dannes forskjellige typer hagl der rask avsetning og frysing av skydråper spiller en avgjørende rolle. De største hagl, ishagl, dannes ved at regndråper føres til værs av sterke oppgående strømmer og fryser fast omkring iskjerner. Fallhastigheten for snøfiller er gjerne 1–2 m/s, mens den for hagl med tverrmål cirka 5 mm er cirka 10 m/s. De største ishagl kan få tverrmål over 10 cm og fallhastighet over 50 m/s. Regndråper har en fallhastighet i forhold til luften som øker med størrelsen inntil en maksimalverdi på cirka 8,5 m/s ved tverrmål cirka 5 mm. Store ishagl kan nå bakken selv i tropevarme, mens små snøstjerner smelter raskt.

I tropene, særlig over og nær havet, faller det ganske sterkt regn fra skyer som ikke når opp i nivåer der det er kuldegrader. Skyene må da ha en større vertikal utstrekning og et større vanninnhold enn det som er nødvendig for nedbør på nordlige breddegrader. Saltpartikler kan her virke nedbørutløsende, fordi salt hygroskopisk sett er slik at dråper omkring saltkjerner vil vokse sterkere enn andre.

Skydråpenes ulike temperatur og elektriske ladning kan i forbindelse med vertikalbevegelser føre til sammenflytning og forsterket vekst med regn som resultat.

Nedbørens kjemiske sammensetning har vært gjenstand for omfattende og systematiske studier gjennom lengre perioder. Siden skydråpene fortrinnsvis dannes ved fortetning på små partikler eller væskedråper som svever i luften, vil de normalt være mer eller mindre skitne, preget av det «fremmedstoff» som finnes i luften der skydannelsen foregår. Salt fra havet, vegetasjonsrester og vulkansk støv er eksempler på naturlige forurensningskomponenter. Støv som skriver seg fra Sahara kan prege nedbøren i Vestindia.

Kunstig forurensning er særlig knyttet til forbrenningsprosesser som tilfører atmosfæren partikler og gassarter. Mange av gassene, som for eksempel det vanlig forekommende svoveldioksid, løses i skydråpene og kan gjøre dem sure. Der nedbørutløsingen foregår, bringes forurensningene til bakken, blant annet i form av sur nedbør.