Den nedbøren er kvantitativ vurdering av nedbør , deres natur ( regn , snø , sludd , tåke ) og distribusjon. Det beregnes etter forskjellige teknikker. Flere instrumenter brukes til dette formålet, hvorav regnemåleren / pluviografen er den mest kjente. Måleenheten varierer avhengig av om nedbørstypen er fast eller flytende, men den er redusert til millimeter vannekvivalens per kvadratmeter overflate for sammenligningsformål. Enhver nedbør på mindre enn 0,1 mm blir referert til som et " spor ".
Nedbør, sammen med fordelingen av terrestrisk temperatur , forutsetter terrestriske klimaer , naturen og funksjonen til økosystemer samt deres primære produktivitet . Det er en av faktorene som betinger utviklingen av menneskelige samfunn og derfor et geopolitisk spørsmål .
Mennesket har i århundrer søkt å bedre forutsi regn, storm og flom, til og med å manipulere klimaet ved magiske ( regndanser ) eller teknologiske midler ( kunstige regn )
De første kjente målingene av kjente nedbørsmengder ble utført av grekerne rundt 500 f.Kr. F.Kr. Hundre år senere, i India , brukte befolkningen boller for å samle regnvann og måle mengden. I begge tilfeller, å måle disse mengder regnvann bidratt til å anslå fremtidig beskjære avkastning .
I Arthashâstra- boka som ble brukt i kongeriket Magadha , ble det satt standarder for kornproduksjon , og hvert korn i staten hadde en slik regnmåler for skattemessige formål. I Israel , fra II th århundre f.Kr.. AD , nevner religiøse skrifter måling av regn for landbruksformål.
I 1441 i Korea ble den første standard bronseregnmåleren, kalt " Cheugugi " , utviklet av forskeren Jang Yeong-sil for bruk gjennom et landsdekkende nettverk. I 1639 utførte den italienske Benedetto Castelli , disippel av Galileo , de første målingene av nedbør i Europa for å vite vannbidraget til en regnfull episode for Trasimenosjøen . Han hadde kalibrert en sylindrisk glassbeholder med en kjent mengde vann og merket det tilsvarende nivået på sylinderen. Deretter utsatte han containeren for regn og merket hver time, med en markør, nivået som vannet nådde. I 1662 engelskHill Park utviklet det første bøtte pluviometer, eller pluviograph, som han er tilknyttet det følgende år med en meteograph, en innretning som registrerer flere meteorologiske parametre så som lufttemperatur, retning vind og nedbør. Regnmåleren besto av en mottakertrakt og tre rom som byttet på å samle nedbøren hver time. I 1670 brukte engelskmannen Robert Hooke også en regnmåler for bøtte. I 1863 ble George James Symons utnevnt til styret for det britiske meteorologiske samfunnet , hvor han tilbrakte resten av livet med å måle nedbør over de britiske øyer . Han opprettet et nettverk av frivillige som sendte ham målinger. Symons noterte seg også ulike historiske opplysninger om regnfull nedbør på øyene. I 1870 publiserte han en konto fra 1725.
Med utviklingen av meteorologi sprer målingene av de forskjellige parametrene i jordens atmosfære seg. Regnemålene forbedres, men de grunnleggende prinsippene forblir de samme. I Frankrike distribuerte den meteorologiske foreningen opprettet av Urbain Le Verrier regnmåler “Association”. Nye instrumenter er utviklet i XX th århundre som radarer som dekker store områder, og satellitter som kan observere hele jordens overflate i stedet for spesifikke punkter. Forbedringen av sensorene deres gjør det nå mulig å bedre se de fine variasjonene i nedbør uten å fjerne viktigheten av in situ målinger . De siste tiårene har nøyaktigheten av nedbørsprognoser blitt bedre til regionalt og deretter lokalt nivå (ned til nivået av gater og nabolag). Den satellitt bildebehandling og fremskritt i modellering og håndtere store data har gjort betydelig fremgang, men med betydelige finanskostnader.
Den jordas klimasystem er i hovedsak drevet av to elementer: atmosfæren og havet. Disse to massene hersker over hele det globale klimasystemet, generert av den betydelige utvekslingen av energi mellom dem. Energien direkte mottatt fra solen, i form av korte bølger, fanges for en stor del opp i de intertropiske sonene fordi det er der intensiteten til solstrålene er den viktigste og mest regelmessige på grunn av rotasjonsaksen til jorden som gir solskinn nesten vinkelrett på ekvator og beiter ved polene. Til slutt fanges strålingen av havene og kontinentene i henhold til albedoen på overflaten og vegetasjonen som dekker kontinentene. Så refleksen reflekterer en stor mengde energi tilbake i rommet mens havet absorberer den betydelig.
Den atmosfæriske sirkulasjonen indusert av disse varmevekslingene varierer i detalj fra dag til dag, men den generelle forskyvningen av luftmasser er relativt konstant og avhenger av breddegrad. Det er tre soner med vindsirkulasjon mellom ekvator og polakkene . Den første sonen er Hadley som ligger mellom ekvator og 30 grader N og S, hvor vi finner regelmessige vinder som blåser fra nordøst på den nordlige halvkule og fra sørøst i den sørlige: passatvindene . Det er forbundet i nord med semi-permanente antisykloner der godt vær regjerer, men også ørkener med lite nedbør. Omvendt, nær ekvator, er den intertropiske konvergenssonen som gir rikelig med regn.
Den andre sonen med vindsirkulasjon er midtbreddegrader. De fordypninger utvikler der overalt i en noen ganger tett forutsigbarhet av kaos teori , men hele veien for atmosfærisk sirkulasjon er stabil og avhenger av balansen mellom fordelingen av atmosfæretrykket og det Coriolis-kraften på grunn av rotasjonen. Disse systemene beveger seg under en høydesirkulasjon generelt fra vest, dette er Ferrel-cellen . De gir nedbør av forskjellige typer som veksler med klart vær. Endelig kommer Polar celle, som finnes i nord og sør for 60 th parallelt med en overflate sirkulasjon vanligvis er. Luften er kald og relativt tørr, og depresjonene som påvirker den gir derfor få akkumuleringer, sistnevnte materialiseres store deler av året i form av snø.
Imidlertid har lettelsen også stor innvirkning på mottatte nedbørmengder på grunn av forsterkningseffektene hvis luftstrømmen går oppover skråningen eller tvert imot reduserer den nedstrøms hindringene. Det er altså mye regn på vestkysten av Amerika, med sirkulasjonen som kommer fra Stillehavet, og indre ørkener nedstrøms massivene, som Taklamakan-ørkenen nedstrøms Himalaya (se nedbørsskygge ).
Nedbør er også organisert på forskjellige måter: i store områder, i nedbørbånd eller isolert. Det avhenger av stabiliteten til luftmassen , vertikale bevegelser i den og lokale effekter. Således, forut for en varmfront , nedbør vil for det meste stratiform og vil dekke flere hundre kilometer i bredde og dybde. På den annen side, før en kaldfront eller i en tropisk syklon , vil nedbøren danne tynne bånd som kan strekke seg sideveis over store avstander. Etter hvert vil et regnskyll gi nedbør noen få kvadratkilometer av gangen.
Resultatene av en studie, basert på daglige nedbørsdata fra 185 høykvalitetssteder for observasjonsstasjoner i Global Climate Observing System Surface Network spredt over Nord-Amerika, Eurasia og Australia (men ikke Sør-Amerika eller Afrika) mellom 50 ° grader nord og sørlig bredde (dvs. mellom de to polarsonene) ble publisert i 2018. Observasjoner ble samlet over 16 år (fra 1999 til 2014), en periode som var lang nok til å slette de årlige variasjonene på grunn av El Niño og andre kortsiktige klimasykluser.
I følge denne studien:
Den kombinerte påvirkningen av breddegrad, topografi og avstand til sjøen resulterer i en svært variabel nedbørsfordeling over hele Europa, fra mindre enn 400 mm / år i deler av Middelhavsregionen og de sentrale slettene i Europa til over 1000 mm / år langs Atlanterhavskysten fra Spania til Norge, Alpene og deres østlige forlengelse. Mye av denne nedbøren går tapt som fordampning, og den gjenværende "effektive nedbøren" overstiger ikke 250 mm / år i det meste av Europa. I deler av Sør-Europa er den faktiske nedbøren mindre enn 50 mm / år . Nedbør i Europa har generelt økt i løpet av XX th århundre, en økning på 6-8% i gjennomsnitt mellom 1901 og 2005. Store geografiske forskjeller vises, men spesielt i Middelhavet og i Øst-Europa. I tillegg har sesongmessige endringer skjedd, inkludert en økning i vinternedbør i det meste av Vest- og Nord-Europa og en nedgang i Sør-Europa og deler av Sentral-Europa. Klimamodeller forutsier en generell fremtidig økning i nedbør i Nord-Europa og en nedgang i Sør-Europa.
Klassifiseringen av klima er basert på nedbør og temperatur. Den mest kjente er Köppen-klassifiseringen som deler jorden i fem hovedklima: tropisk (A), tørr (B), mild mellombreddegrad (C), kald mellombreddegrad (D) og polar (E). Hvert av disse klimaene blir deretter delt inn i underklima i henhold til nedbør. Legg merke til den store likheten mellom bildet til høyre og det årlige nedbøren i forrige avsnitt.
Disse klimaparametrene bestemmer vegetasjonstypen i et område, faunaen som vil bo der, samt befolkningstettheten. Ettersom den menneskelige livsstilen er avhengig av økosystemet og tilgjengeligheten av vann, kan den også i stor grad klassifiseres etter nedbør. For eksempel er jordbruk bare mulig med en regelmessig tilførsel av vann som kommer direkte fra nedbør eller fra elver, som selv blir matet av nedbør. På den annen side vil et tørt klima oppmuntre befolkningen til nomadisme for å følge de tilgjengelige ressursene i fauna og flora, eller å mate flokkene sine.
For mye nedbør har også viktige konsekvenser. Den skybrudd eller en med en tropisk syklon kan produsere flom viktig, de skred eller jordskred som overskygger den infrastruktur som er utformet for normale hendelser. Mange omkomne tilskrives dem.
Air kvalitet kan kvantitativt påvirke nedbør dannelse på flere måter:
I USA merkes det således en "helgeffekt" . Sannsynligheten for økning i nedbørstopper på lørdag etter fem dager med opphopning av luftforurensende stoffer i løpet av uken, spesielt i de heteste områdene. Tett befolkede og ligger nær øst kysten hvor det på tidspunktet for studien ( 1998 ) var en økning på 22% i sannsynligheten for regn på lørdag sammenlignet med mandag.
I tillegg dannes varmebobler i og over byer, men også (+ 0,6 ° C til + 5,6 ° C) over forsteder og landlige områder. Denne tilleggsvarmen endrer oppdragene, noe som kan bidra til de stormfulle værkomponentene. Nedbørsgraden oppstrøms byene (i forhold til vindretningen) har dermed økt fra 48% til 116%. Delvis på grunn av denne oppvarmingen er den gjennomsnittlige månedlige nedbøren omtrent 28% høyere i en avstand mellom 32 og 64 km nedstrøms for byen (nedstrøms vindretningen).
Noen byer induserer en økning i total nedbør beregnet til 51%. Dette fenomenet kunne øke sterkt i Asia (på grunn av felles vekst av byer, bil og bruk av kull).
En studie fra 2018 (avsnittet om konstanter ) har også sett på effekten av å øke forventede CO 2 -konsentrasjoner . Den testet 36 forskjellige klimamodeller for å simulere nedbørstrender mellom 2020 og slutten av århundret, spesielt for perioden 2085-2100 i tilfelle et scenario på 936 deler per million (ppm) CO 2 i 2100 (mot 408 ppm) i 2018). Resultatene viser at voldsomme regn kan være enda mer voldsomme: mellom 1985 og 2100 kunne halvparten av den årlige nedbøren falle på 11 dager i stedet for 12, mens den totale årlige regnen også kunne øke.
For temperaturer endres ikke Golfstrømmen vesentlig, men oppvarming vil resultere i en enkel geografisk og høydeforskyvning i klimasoner. For nedbør bør endringen i nedbør som svar på klimaendringer være mer kompleks. Modellene spår ikke at all regn vil øke litt; bare noen få regnvær hvert år burde være enda mer eksepsjonelle. Dermed på omfanget av romlig oppløsning av 2018 modellene (100 til 200 km ca.), i tilfelle av et scenario med høy drivhusgasser (GHG):
På værstasjonen er endringen mer tydelig: halvparten av endringen i nedbør vil skje i løpet av de 6 mest regnfulle dagene på året, og uvanlig kraftig regn vil utgjøre en økende del av den totale årlige nedbøren.
Flom og tørke kan være mer alvorlig; forfatterne konkluderer med at "I stedet for å forvente mer regn generelt, må samfunnet iverksette tiltak for å takle liten forandring mesteparten av tiden, men noen flere kraftige regn enn i dag).
Pluviometri studerer derfor den årlige og daglige variasjonen i mengder og typer nedbør for å klassifisere klimaet i regionene. Den studerer også returperioden for eksepsjonelle hendelser som tørke og regn som forårsaker flom. Ulike instrumenter brukes til dette, og oppløsningen til et bestemt instrument gir det minste målbare beløpet det kan rapportere.
Enhver ekvivalent vannutfelling på mindre enn 0,1 mm regnes som spor . Dette er fordi det er en mengde større enn null, men som er mindre enn den minste størrelsen som kan måles med standardenheter. Dette er viktig både for verifisering av værvarsel og klimatiske formål, ettersom selv nedbørsmengder som er for små til å måles, kan ha betydelige sosiale påvirkninger.
Regnmåleren er et måleinstrument som brukes til å finne mengden regn som har falt på et område. Bruken forutsetter at nedbørsvannet fordeles jevnt over regionen og ikke er fordampet . Målingen uttrykkes vanligvis i millimeter eller liter per kvadratmeter, eller i kubikkmeter per hektar for jordbruk (1 mm = 1 l / m 2 = 10 m 3 / ha for vann). Den består av to viktige deler:
Samleren skal plasseres i tilstrekkelig høyde, vanligvis en meter fra bakken, og i en avstand på flere meter fra andre gjenstander, slik at det ikke blir funnet vann fra spretten på bakken eller disse gjenstandene. Kantene på regnmålekraven skal skrås ut på utsiden for å begrense usikkerheten fra dryppende drypp fra utsiden av oppsamlingskjeglen.
De snø sporvidde ser ut som en regnmåler , men mye større. Den består av en trakt (bjelle) som er åpen oppover og en avtakbar sylinder inni. Formen på klokke bidrar til å redusere turbulens over flyet for å bedre samle snø i sylinderen. Den hviler på en fot der høyden kan justeres om vinteren når snøen på bakken øker. Operatøren fjerner sylinderen etter et snøfall og smelter den for å måle dybden av vannet den inneholder. Målingen kan også utføres i sanntid mens et varmeelement smelter snøen og variasjonen i vekt gir mengden vannekvivalenter som er falt.
Den snø tabell er en form for hvitmalt bord, vanligvis som måler 930 cm 2 , som normalt er plassert på bakken eller over det foregående lag sne. Det ideelle stedet å sette et snøbord på et stort flatt område, vekk fra bygninger og trær der vinden ikke har liten innflytelse for å danne snødriv . De fleste snowboard er fremdeles tradisjonelle med en enkel vertikal linjal i midten for å måle snødybden. Noen supplerer snødybdemålesystemet med et webkamera for ekstern, sanntids eller variabel oppdatert analog lesing .
En av de viktigste bruksområdene for meteorologiske radarer er å kunne oppdage nedbør på avstand for hydrometrisk bruk . For eksempel elveflytkontrolltjenester, flomvarsling , damplanlegging , etc. alle trenger å vite hvor mye regn og snø som faller over store områder. Radaren utfyller ideelt et nettverk av regnmålere ved å utvide datainnsamlingen over et stort område, og nettverket brukes til kalibrering .
Imidlertid kan noen gjenstander blandes med de virkelige dataene i retur til radar. For å få et mer nøyaktig estimat av akkumuleringene, vil det være nødvendig å filtrere dem før du produserer disse akkumuleringskartene.
Meteorologiske satellitter er radiometere for å måle temperaturen i atmosfæren og hydrometeorene i den. De opererer i det infrarøde spekteret . De første instrumentene "så" bare på noen få bølgelengder mens de nye generasjonene deler dette spekteret i mer enn 10 kanaler. Noen er også utstyrt med radarer for å måle nedbørshastigheten.
I fattige land er noen regioner fortsatt dårlig dekket av direkte observasjoner, så vel som radarfjernsystemer og værvarsling. Bønder, fiskere, oppdrettere og sjømenn lider av det. Dette kan snart endre seg med spredningen av trådløse mobiltelefonnett til fjerntliggende områder, da vanninnholdet i luften påvirker diffusjonen av mikrobølger som delvis absorberes av vann. Den radiookkultasjon teknikken allerede gjort det mulig å utlede informasjon fra meteorologiske interesse på grunn av den okkultasjon av en del av det radiosignal som sendes av satellittene mot jorda ( Bruk av GPS i meteorologiske ). Allerede i 2006 viste forskere at nedbørsmengden i et område kan vurderes ved å sammenligne endringer i signalstyrke mellom kommunikasjonstårnene. I begge tilfeller må forskere ha tilgang til data som er militære eller kommersielt eid av telekom- eller mobiltelefonselskaper, noe som har hemmet forskning, men nylige erfaringer i Europa og Afrika viser på den ene siden at meteorologi kan ha nytte av å analysere disse dataene. og integrere det i prognosemodeller, og på den annen side at fattige land kan ha nytte av prognoser som er billigere for dem.
En " oppstart " opprettet 2. april 2017 i Boston, Mass., ClimaCell, sier at den kan kombinere mikrobølgesignaldata med andre værdata for å lage øyeblikkelige, høyoppløselige (gatenivå) prognoser med tre timer i forveien for falt og fallende mengder. Hun nevner at hun kanskje klarer det seks timer før utgangen av 2017, basert på en fortsatt konfidensiell metode (ikke publisert i et fagfellevurdert vitenskapelig tidsskrift). Dette selskapet vil kommersielt lansere sitt "produkt" i USA og andre utviklede land, men planlegger å raskt (innen utgangen av 2017) rulle det ut i India og andre utviklingsland, potensielt uansett hvor folk bruker mobiltelefoner, men det konkurrerer. med prosjektet til en gruppe europeiske og israelske forskere som har testet flerskala systemer som bygger på den nylige etableringen av et konsortium ved hjelp av programvare med åpen kildekode . Denne gruppen koordinert av Aart Overeem (hydrometeorolog ved Royal Meteorological Institute of the Netherlands ) får støtte på nesten 5 millioner euro fra EU-kommisjonen for å utvikle en prototype av et nedbørsovervåkingssystem som sannsynligvis vil bli `` distribuert i Europa og Afrika. Teknologien ble testet med suksess i 2012 i Nederland og i 2015 i Göteborg (der det svenske instituttet for meteorologi og hydrologi (SMHI) samler inn rundt 6 millioner data per dag i byen, takket være selskapet Ericsson telekommunikasjon og en senderoperatør ( Tower), som tillater et minutt-for-minutt estimat av nedbør med en oppløsning på 500 meter over byen Göteborg.
Data utelukkende basert på mikrobølger har ofte en tendens til å overvurdere størrelsen på nedbør (opptil 200 eller til og med 300%), men konsortiet sier at det med hell har korrigert denne skjevheten uten behov for grunnlagsdata fra regnmålere eller målere. . I 2012 testet et team ledet av Marielle Gosset (hydrolog fra det franske instituttet for forskning for utvikling) denne løsningen i Burkina Faso og har siden utviklet den i andre land ( spesielt Niger ). Et partnerskap med Orange og finansiering fra Verdensbanken og De forente nasjoner bør tillate tilsvarende utvikling i Marokko og Kamerun før utgangen av 2017.
| Varighet | Lokalitet | Datert | Høyde (mm) |
|---|---|---|---|
| 1 minutt | 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 | 18/07/1942 | 782 |
| 12 timer | Foc-foc, Réunion | den 08/01/1966 (syklon Denise) | 1.144 |
| 24 timer | Foc-foc, Réunion | fra 07 til 08/01/1966 (syklon Denise) | 1.825 |
| 48 timer | Cherrapunji , India | fra 15 til 16/06/1995 | 2.493 |
| 3 dager | Commerson , Réunion | fra 24 til 26/02/2007 Cyclone Gamède | 3 929 |
| 4 dager | Commerson, Réunion | fra 24 til 27/02/2007 Syklon Gamède | 4.869 |
| 8 dager | Commerson, Réunion | fra 20 til 27/02/2007 Cyclone Gamède | 5 510 |
| 10 dager | Commerson, Réunion | fra 18 til 27/01/1980 Cyclone Hyacinthe | 5 678 |
| 15 dager | Commerson, Réunion | fra 14 til 28/01/1980 Cyclone Hyacinthe | 6.083 |
| 1 måned | Cherrapunji, India | Juli 1861 | 9,296,4 |
| 1 år | Cherrapunji, India | August 1860 til August 1861 | 26 466,8 |
| 2 år | Cherrapunji, India | 1860 og 1861 | 40 768 |
| årlig gjennomsnitt | Mawsynram , India | årlig gjennomsnitt | 11 872 |
På den ene siden rapporteres det laveste nedbør i verden i Arica (Chile), hvor det ikke falt en dråpe i løpet av 173 måneder fra oktober 1903 til januar 1918. Etter kontinentet er de tørreste stedene etter årlig opphopning:
I tillegg har flere steder i verden årlig nedbør større enn 7000 mm :
Nedbørsrekorder på fastlands-Frankrike:
Mengden akkumulert snø er viktige data for å kjenne utviklingen til breene, våravrenningen og klimaet. Det uttrykkes som vannekvivalenten til smeltet snø for nedbørsbruk, men poster blir vanligvis gitt i centimeter snøfall per periode: