Mưa

Không khí bão hòa nước

Không khí chứa hơi nước và một lượng nước nhất định trong một khối không khí khô được tính bằng đơn vị gram nước/kg khí khô. Lượng ẩm trong không khí cũng được xem là độ ẩm tương đối; là tỉ lệ % của hơi nước mà không khí giữ được ở một nhiệt độ nhất định. Lượng nước một khối không khí có thể chứa trước khi nó đạt đến trạng thái bảo hòa (độ ẩm tương đối 100%) và hình thành mây (tập hợp các hạt nước và băng nhỉ trên bề mặt trái đất) phụ thuộc vào nhiệt độ của nó. Khối không khí ấm hơn có thể chứa nhiều hơi nước hơn khối không khí lạnh trước khi đạt đến trạng thái bảo hòa. Vì thế, một phương thức làm bảo hòa khối không khí là làm lạnh nó. Điểm đọng sương là nhiệt độ mà tại đó khối không khí phải được làm lạnh để đạt đến trạng thái bảo hòa.
Có 4 cơ chế chính để làm lạnh không khí đến điểm đọng sương: làm lạnh đoạn nhiệt; làm lạnh dẫn nhiệt; radiational cooling, và làm lạnh bay hơi. Làm lạnh đoạn nhiệt xuất hiện khi không khí bốc lên và giãn nở. Không khí có thể bay lên do sự đối lưu, là sự chuyển động quy mô lớn của khí quyển, hoặc một rào cản vật lý như núi. Làm lạnh dẫn nhiệt xuất hiện khi khối không khí tiếp xúc với một bề mặt lạnh hơn, thường là nó được thổi từ bề mặt này sang bề mặt khác, như từ mặt nước lỏng đến vùng đất lạnh hơn. Radiational cooling xuất hiện do sự phát xạ các bức xạ hồng ngoại, hoặc từ không khí hoặc từ bề mặt bên dưới. Làm lạnh bốc hơi xuất hiện khi độ ẩm được thêm vào không khí qua sự bay hơi nước, nó làm nhiệt độ không khí lạnh đến nhiệt độ wet-bulb temperature của nó, hoặc cho đến khi nó đạt đến trạng thái bảo hòa.
Những cách chính hơi nước được thêm vào không khí gồm: hội tụ gió vào trong các khu vực có chuyển động đi lên, ngưng tụ hoặc rơi từ trên cao, nước bốc hơi vào ban ngày từ mặt biển, các vực nước hoặc đất ngập nước, hơi nước thoát qua thực vật, không khí khô hoặc lạnh chuyển động qua các vực nước ấm hơn, và sự dâng lên của không khí khi gặp các dãy núi. Hơi nước thường bắt đầu cô đọng lại thành các condensation nuclei như bụi, băng, và muối để tạo thành mây. Phần cao của frông thời tiết buộc các khu vực rộng lớn của chuyển động đi lên trong bầu khí quyển của Trái đất tạo thành những đám mây sàn như mây trung tầng hoặc mây ti tầng. Mây tầng là một loại mây ổn định có xu hướng hình thành khi lạnh, khối không khí ổn định được giữa bên dưới khối không khí ấm. Nó cũng có thể hình thành do sự nâng lên. Nó cũng có thể hình thành do việc di chuyển sương mù bình lưu trong điều kiện mát mẻ.

Đặc trưng

Mưa đóng một vai trò quan trọng trong chu trình thủy học trong đó nước từ các đại dương (và các khu vực khác có chứa nước) bay hơi, ngưng tụ lại thành các đám mây trong tầng đối lưu của khí quyển do gặp lạnh, khi các đám mây đủ nặng, nước sẽ bị rơi trở lại Trái Đất, tạo thành mưa, sau đó nước có thể ngấm xuống đất hay theo các con sông chảy ra biển để lại tiếp tục lặp lại chu trình vận chuyển.
Các giọt mưa rơi thông thường được vẽ trong các tranh hoạt họa như là "giọt nước mắt", tròn ở phần đáy và nhỏ, nhọn ở phần đỉnh, nhưng điều này không đúng (chỉ có các giọt nước nhỏ ra từ một nguồn nào đó mới có dạng như vậy ở thời điểm hình thành ra giọt nước). Các giọt mưa nhỏ là có dạng gần như hình cầu. Các giọt lớn hơn thì bị bẹt dần đi, giống như bánh hamburger (một loại bánh mì dẹp như bánh bao); còn các giọt rất lớn thì có hình dạng giống như cái dù. Trung bình thì giọt mưa có kích thước từ 1 mm đến 2 mm theo đường kính. Những giọt mưa lớn nhất trên Trái Đất đã được ghi lại ở Brasil và quần đảo Marshall năm 2004 - một số giọt có kích thước tới 10 mm. Kích thước lớn được giải thích là sự ngưng tụ trong các hạt khói lớn hay bởi sự va chạm giữa các giọt mưa trong một khu vực nhỏ với lượng rất lớn nước lỏng.
Nói chung, nước mưa có độ pH nhỏ hơn 6 một chút, đơn giản là do nó hấp thụ điôxít cacbon trong khí quyển, nó bị điện ly một phần trong nước, tạo ra axít cacbonic. Ở một số sa mạc, các luồng không khí vận chuyển cả cacbonat canxi lên không trung, do đó nước mưa ở đây có thể là có pH bằng hoặc cao hơn 7. Các trận mưa có pH thấp hơn 5,6 thì được coi là mưa axít.
Lượng mưa tại một khu vực nào đó được đo bằng các máy đo lượng mưa đặt tại một số điểm ngẫu nhiên, xa khu vực có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Nó là độ cao lượng nước thu được sau cơn mưa trên một bề mặt phẳng, không bị nhà cửa hay cây cối bao phủ hay che lấp và có thể được tính bằng mm (milimét) hay L/m². Độ chính xác của các máy đo có thể đạt tới 0,25 mm hay 0,01 in.

Tín ngưỡng, văn hóa

Các quan điểm trên thế giới về mưa rất khác nhau trong các nền văn hóa. Trong thế giới phương Tây, ngày mưa thông thường có ý nghĩa buồn và tiêu cực, ngược lại với ngày nắng đẹp và hạnh phúc. Trong các khu vực khô cằn, chẳng hạn như Ấn Độ, mưa được chào đón với một sự vui mừng.
Nhiều người cảm nhận thấy hương vị của mưa là dễ chịu. Nguồn gốc của hương vị này là do một loại tinh dầu được cây cối sản xuất, được hấp thụ bởi đất đá, sau đó được giải phóng trong không khí trong thời gian mưa.

Công dụng

Nước mưa có thể được sử dụng như nước uống. Nước mưa cũng là nguồn cung cấp nước cho các loại cây trồng. Sau khi mưa, đa số người đều cảm thấy dễ chịu, hiện tượng này được giải thích là do lượng ion mang điện tích âm tăng lên, tuy vậy nếu mưa kéo dài nhiều ngày thì do độ ẩm tăng cao thì lại gây cảm giác khó chịu.
Mưa mang lại nước, nguồn sống cho tất cả các sinh vật trên Trái Đất. Ở những vùng có nhiệt độ cao mưa làm giảm nhiệt. Mưa là một mắt xích quan trọng trong chu kỳ tuần hoàn của nước. Con người lợi dụng điều này để khai thác năng lượng gián tiếp từ nước bằng các nhà máy thủy điện.

Phòng tránh

Ở những vùng nhiệt đới, trong mùa mưa hay xảy ra các cơn dông. Trong những trường hợp như vậy, để phòng tránh nguy hiểm do sét đánh, không nên trú ẩn dưới các gốc cây to cô độc ngoài khoảng trống.
Người ta đã chế tạo ra một số đồ và thiết bị, công cụ để có thể đi lại và làm việc dưới trời mưa như ô hay áo mưa, cũng như để thoát nước mưa như: máng nước, ống hay hệ thống cống rãnh thoát nước.
Khi mưa quá nhiều trong một khoảng thời gian ngắn sẽ sinh ra hiện tượng ứ đọng cục bộ do nước không kịp thoát hay ngấm xuống đất. Nếu tình trạng này kéo dài nhiều ngày có thể sinh ra ngập lụt, gây ra nhiều tổn thất. Ngược lại của tình trạng ứ đọng cục bộ là sự nước thoát nhanh theo các con sông, suối nhỏ ở những nới có độ chênh lệnh về độ cao mà không có những thứ giữ nước lại như rừng, hồ... hay đập ngăn nước thường được biết là tình trạng lũ cuốn, lũ ống. Tình trạng này mang lại nhiều thiệt hại cho môi trường.