Jakelu sadepisarat tai granulometria sade on lukumäärän jakauma sadepisarat niiden halkaisijan mukaan (D). Kolme prosessia myötävaikuttaa pisaroiden muodostumiseen: vesihöyryn kondensoituminen pisaralle, pienien tippojen kertyminen suurempiin ja samankokoisten tippojen törmäykset . Pilvessä vietetyn ajan, sen pystysuuntaisen liikkeen ja ympäröivän lämpötilan mukaan meillä on siis pudotuksia, joilla on hyvin vaihteleva historia ja halkaisijoiden jakautuminen muutamasta kymmenestä mikrometristä muutamaan millimetriin .
Yleensä tämä jakauma on esitetty katkaistuna gammafunktiona , nollan halkaisijan ja maksimihalkaisijan välillä, koska pisarat eivät voi kasvaa loputtomiin. Sitten kirjoitetaan halkaisijan pudotusten määrä:
kanssa , ja vakioita.
Tunnetuin tutkimus aiheesta on, että Marshall ja Palmer suoritettiin McGill yliopistossa vuonna Montrealissa vuonna 1948. He havaitsivat jakautuminen tippaa stratiform sateessa lukien , mikä merkitsee eksponentiaalista jakeluun. Tämä "Marshall-Palmer-jakelu" kirjoitetaan sitten:
Tai
Koska erilaiset sademäärät ( sade , lumi , räikeät jne.) Ja niitä tuottavat erityyppiset pilvet vaihtelevat ajassa ja tilassa, pisaran jakautumistoiminnon kertoimet vaihtelevat tilanteesta riippuen. Marshall-Palmer-suhde on edelleen eniten mainittu, mutta on muistettava, että se on keskiarvo monista kerrostuneista sateista keskileveysasteilla. Yläkuvassa on siis kerrostettujen ja konvektiivisten sateiden keskimääräiset jakaumat . Jakautumien lineaarinen osa voidaan varustaa Marshall-Palmer-jakauman yksityiskohdilla. Pohja on sarja pisaran halkaisijajakaumia Floridassa useiden konvektiivisten tapahtumien aikana, joilla on erilaiset sademäärät. Näemme, että kokeelliset käyrät ovat monimutkaisempia kuin keskimääräiset, mutta yleinen ulkonäkö on sama.
Siksi meteorologisesta kirjallisuudesta löytyy monia muita jakautumistoimintojen muotoja partikkelikoon tarkempaan säätämiseen tiettyjen tapahtumien mukaan. Ajan myötä tutkijat tajusivat, että pisaroiden jakautuminen on enemmän ongelma todennäköisyydestä tuottaa eri halkaisijan omaavia tippoja sadetyypistä riippuen kuin deterministinen suhde . Siksi on olemassa jatkuva käyräperhe kerrostavaa sadetta varten, toinen konvektiiviselle sateelle .
Marshallin ja Palmerin jakaumassa käytetään eksponenttifunktiota, joka tuskin ottaa huomioon hyvin pienen halkaisijan pudotuksia (yläkuvan käyrä). Useat kokeet ovat osoittaneet, että näiden pisaroiden todellinen määrä on pienempi kuin teoreettinen käyrä. Carlton W. Ulbrich kehitti yleisemmän kaavan vuonna 1983 ottaen huomioon, että pudotus on pallomainen, jos ; sen ulkopuolella on ellipsoidi, jonka alempi napa on sitäkin litistetty, koska se on suuri. Mekaanisesti on mahdotonta ohittaa : pudotus rikkoutuu. Alkaen yleinen jakelu , spektri halkaisijat muutoksia, sisällä pilvi, jossa haihduttamalla pieniä pisaroita on vähäinen kyllästymisen vuoksi olosuhteissa, ja pilvestä, jossa pienet pisarat haihtuvat kuin ne luhistuvat. Löytyy kuivempaa ilmaa. Samoilla merkinnöillä kuin aiemmin, meillä on tippua Ulbrich-jakaumaa:
jajossa on nestemäisen veden sisältö , tiheys vettä ja 0,2 mm: n on keskimääräinen arvo halkaisijan sumun. Sadetta varten olemme ottaneet käyttöön sademäärän R (mm / h), toisin sanoen veden korkeuden, joka on pudonnut yksikön pinnalle tunnissa:
jaMarshallin opiskelija Palmer teki tämän valun ensimmäiset mittaukset melko alkeellisella tavalla altistamalla jauholla peitetyn pahvin sateelle lyhyeksi ajaksi. Jokaisen pisaran jättämä merkki, joka on verrannollinen sen halkaisijaan, pystyi määrittämään jakauman laskemalla kutakin pisarakokoa vastaavien merkkien määrän. Tämä tapahtui heti toisen maailmansodan jälkeen .
Tämän jakelun tarkentamiseksi on kehitetty erilaisia laitteita:
Sateen pisaroiden jakautumista pilvessä voidaan käyttää siihen, mitä säätutka havaitsee sateiden määränä maahan. Haluamme löytää suhdetta heijastavuus on tutkakaikuja ja mitä mittaamme laitteella kuten disdrometer.
Sademäärä (R) on yhtä suuri kuin hiukkasten määrä ( ), niiden tilavuus ( ) ja putoamisnopeus ( ):
Heijastavuus antaa:
jossa K on dielektrisyysvakio vettäSiksi näemme, että Z: llä ja R: llä on samanlainen muotoilu ja ratkaisemalla yhtälöt pääsemme tyypin ZR-nimiseen suhteeseen:
Jos a ja b riippuvat sademäärästä (sade, lumi, konvektiivinen tai kerrostuma ), jolla on K, N 0 ja eriTunnetuin niistä on Marshall-Palmer-suhde ZR, joka antaa a = 200 ja b = 1,6. Se on edelleen yksi yleisimmin käytetyistä, koska se pätee synoptiseen sateeseen keskileveysasteilla, hyvin usein. Muita suhteita on löydetty esimerkiksi lumisateista, ukkosmyrskyistä , trooppisista sateista jne.