Sut Mae Eira yn Ffurfio a'r Ffactorau sy'n Dylanwadu Arno
Mae eira yn un o'r ffenomenau tywydd mwyaf diddorol a phwysig yn system hinsawdd y Ddaear. I rai, mae eira yn gyfystyr ag awyrgylch hardd, oer y mynyddoedd neu wledydd â hinsoddau pedwar tymor. Fodd bynnag, o dan ei harddwch, mae eira'n ffurfio trwy brosesau ffiseg atmosfferig cymhleth sy'n cael eu dylanwadu gan amrywiol ffactorau, gan gynnwys tymheredd a lleithder a gorchudd cymylau. Bydd yr erthygl hon yn trafod sut mae eira'n ffurfio a'r ffactorau allweddol sy'n pennu a fydd rhanbarth yn profi eira, glaw, neu gyfuniad o'r ddau.
Diffiniad o Eira
Glawiad yw eira ar ffurf crisialau iâ solet sy'n disgyn o'r atmosffer i wyneb y Ddaear. Yn wahanol i law, sy'n ddiferion dŵr hylifol, mae eira'n ffurfio pan fydd anwedd dŵr yn yr atmosffer yn rhewi'n grisialau iâ mewn cymylau, sydd wedyn yn cyfuno i ffurfio plu eira sy'n ddigon mawr a thrwm i ddisgyn i'r llawr.
Yn ddiddorol, nid yw pob tymheredd oer yn cynhyrchu eira yn awtomatig. Gall rhanbarth fod yn oer iawn ond dal ddim yn eira os yw ei gynnwys anwedd dŵr yn isel. I'r gwrthwyneb, gall rhanbarthau â lleithder uchel brofi eira trwm os yw'r amodau tymheredd yn ffafriol.
Y Broses o Ffurfio Eira yn yr Atmosffer
Mae ffurfio eira fel arfer yn digwydd mewn cymylau stratiform neu cumuliform mewn haenau atmosfferig lle mae'r tymheredd islaw rhewbwynt. Y prif gamau yw'r canlynol:
1. Mae anwedd dŵr yn codi ac yn oeri
Mae'r atmosffer bob amser yn cynnwys anwedd dŵr. Pan fydd aer llaith yn codi (er enghraifft, oherwydd gwresogi arwyneb, dod ar draws mynyddoedd, neu bresenoldeb system pwysedd isel), mae'n oeri'n adiabatig. Mae'r oeri hwn yn lleihau gallu'r aer i ddal anwedd dŵr, gan achosi iddo gyddwyso neu ddyddodi.
2. Ffurfio Craidd Anwedd a Chraidd Rhewi
Er mwyn i anwedd dŵr droi'n ronynnau dŵr neu iâ, mae fel arfer angen "niwclews" ar ffurf gronynnau bach yn yr awyr fel llwch, halen môr, lludw folcanig, neu lygryddion. Yn aml, gelwir y gronynnau hyn yn niwclei iâ ar gyfer ffurfio crisialau iâ. Heb y gronynnau hyn, mae'n anoddach i anwedd dŵr ffurfio crisialau iâ, er y gallant ddigwydd o hyd o dan rai amodau.
3. Tymheredd yn y Cymylau Islaw 0°C
Mae eira'n ffurfio pan fydd tymheredd y cwmwl yn gostwng islaw 0°C. Fodd bynnag, yn yr atmosffer go iawn, mae llawer o gymylau'n cynnwys dŵr "oer iawn", sef dŵr hylif sy'n aros ar dymheredd islaw 0°C. Pan fydd y dŵr oer iawn hwn yn dod i gysylltiad â chrisialau iâ, mae'n rhewi ac yn hyrwyddo twf crisialau.
4. Dyddodiad: Mae Anwedd Dŵr yn Troi'n Iâ yn Uniongyrchol
Un o'r prif brosesau wrth ffurfio crisialau eira yw dyddodiad, sef trawsnewid anwedd dŵr yn uniongyrchol yn iâ heb fynd trwy'r cyfnod hylif. Mae moleciwlau anwedd dŵr yn glynu wrth grisialau iâ bach, gan gynyddu eu maint. Mae twf crisialau yn ddibynnol iawn ar y tymheredd a'r lleithder o fewn y cwmwl.
5. Agregu: Mae crisialau'n cyfuno i ddod yn plu eira
Ar ôl ffurfio, gall crisialau iâ wrthdaro a glynu at ei gilydd. Gelwir y broses hon yn agregu. Y canlyniad yw plu eira mwy, sydd yn aml yn gymhleth eu siâp. Yn y pen draw, mae'r plu eira hyn yn disgyn i'r wyneb.
6. Taith i'r Wyneb: A yw Eira'n Goroesi?
Ar ôl cwympo o gwmwl, mae plu eira yn mynd trwy haenau o aer a all fod â thymheredd amrywiol. Os yw'r aer o dan y cwmwl yn ddigon cynnes, gall yr eira doddi a throi'n law cyn cyrraedd y ddaear. Os yw'r aer ger yr wyneb ychydig uwchlaw 0°C yn unig, gall yr eira gyrraedd y ddaear o hyd ond toddi'n gyflym.
Siâp a Strwythur Plu Eira
Mae plu eira yn dod mewn amrywiaeth o siapiau: mae rhai yn siâp seren, siâp nodwydd, siâp plât, a hyd yn oed yn glystyrau mwy afreolaidd. Mae'r amrywiadau hyn yn cael eu pennu gan y micro-amodau o fewn y cwmwl, yn enwedig tymheredd a lleithder. Ar rai tymereddau, mae crisialau'n tueddu i dyfu mewn siapiau tebyg i blât, tra ar eraill, maent yn ffurfio nodwyddau neu golofnau'n haws. Dyma pam y gall pob storm eira gynhyrchu cymeriad eira gwahanol—mae rhai'n flewog ac yn sych, mae eraill yn wlyb ac yn drwm.
Ffactorau sy'n Effeithio ar Ffurfiant Eira
Er mwyn i eira ffurfio a chyrraedd yr wyneb, mae'r ffactorau canlynol yn chwarae rhan bwysig:
1. Tymheredd yr Aer (Proffil Tymheredd Fertigol)
Y ffactor pwysicaf yw tymheredd, nid yn unig ar yr wyneb, ond drwy'r atmosffer gyfan o'r cymylau i'r ddaear. Yn gyffredinol:
– Os yw'r haen aer gyfan islaw 0°C, mae'n debygol y bydd glawiad yn disgyn fel eira.
– Os oes haen gynnes yng nghanol yr atmosffer, gall eira doddi’n law.
– Os bydd yr eira’n toddi ac yna’n dychwelyd i’r haen oer ger yr wyneb, gall ffurfio cenllysg bach (eirlaw) neu law rhewllyd, yn dibynnu ar drwch yr haen oer.
2. Cynnwys Lleithder ac Anwedd Dŵr
Mae angen anwedd dŵr ar eira fel ei ddeunydd crai. Yn aml, mae rhanbarthau oer iawn ond sych yn profi eira anaml. I'r gwrthwyneb, mae ardaloedd ger y môr neu lynnoedd yn tueddu i gael cyflenwad mwy o anwedd dŵr, gan ganiatáu am eira mwy dwys, fel ffenomen eira effaith llyn o amgylch y Llynnoedd Mawr yng Ngogledd America.
3. Mathau a Dynameg Cymylau
Mae cymylau trwchus gyda chodiadau cryf yn fwy tebygol o gynhyrchu glawiad. Mewn systemau stormydd, mae chodiadau yn helpu i oeri'r aer a chynnal gor-dirlawniad â rhew, gan ganiatáu i grisialau eira dyfu'n gyflym ac mewn niferoedd mawr.
4. Systemau Pwysedd Aer a Thywydd
Mae eira’n aml yn digwydd mewn systemau pwysedd isel sy’n cario aer llaith sy’n codi. Gall ffryntiau oer a ffryntiau cynnes hefyd sbarduno dyodiad. Pan gaiff aer cynnes ei wthio i fyny dros aer oer (gor-redeg), gall dyodiad ffurfio mewn cymylau mawr, ac os yw’r haen oer yn ddigon trwchus, gall eira ddeillio o hynny.
5. Uchder a Thopograffeg
Po uchaf yw ardal, yr isaf yw'r tymheredd yn gyffredinol. Felly, mae ardaloedd mynyddig yn fwy tebygol o gael eira nag iseldiroedd ar yr un lledred. Mae topograffeg hefyd yn gorfodi aer i godi (codi orograffig), gan gynyddu ffurfiant cymylau a glawiad. Dyma pam mae mynyddoedd yn aml yn gweithredu fel "ffatrïoedd eira" naturiol.
6. Tymheredd Wyneb y Ddaear
Er y gall eira ddisgyn, nid yw o reidrwydd yn cronni ar unwaith. Os yw'r ddaear yn dal yn gynnes, bydd yr eira'n toddi wrth ddod i gysylltiad â'r wyneb. Mae cronni eira fel arfer yn digwydd pan fydd tymheredd yr wyneb yn aros yn gyson o gwmpas neu islaw 0°C, neu pan fydd y cwymp eira mor drwm fel ei fod yn gorlethu'r broses doddi.
7. Gwynt a Thyrfedd
Mae gwynt yn effeithio ar ddosbarthiad eira wrth iddo ddisgyn ac ar ôl iddo gronni ar y ddaear. Gall gwyntoedd cryfion achosi eira sy'n chwythu a chronni'n anwastad. Ar ben hynny, mae gwyntoedd yn cario masau aer cynnes neu oer, a all newid y math o wlybaniaeth.
8. Gronynnau Aerosol a Llygredd Aer
Gall gronynnau yn yr atmosffer weithredu fel niwclysau rhewllyd. O dan rai amodau, gall aerosolau cynyddol effeithio ar y ffordd y mae cymylau'n ffurfio crisialau iâ. Fodd bynnag, mae'r effaith yn gymhleth: gall aerosolau gynyddu nifer y niwclysau, ond gallant hefyd newid strwythur cymylau, felly mae eu heffaith ar ffurfio eira yn amrywio o le i le.
Cau
Mae eira'n ffurfio trwy ryngweithio anwedd dŵr, tymereddau oer, niwclysau rhewllyd, a dynameg cymylau ac atmosfferig. Mae'r broses yn dechrau gyda chodiad aer llaith, ffurfio crisialau iâ mewn cymylau ar dymheredd islaw 0°C, twf crisialau trwy ddyddodiad, a chyfuniad y crisialau yn plu eira sydd wedyn yn disgyn i'r wyneb. Mae p'un a yw'r plu eira'n parhau i fod yn eira neu'n troi'n law yn cael ei bennu'n bennaf gan broffil y tymheredd o'r cwmwl i'r wyneb, yn ogystal â ffactorau eraill fel lleithder, topograffeg, ac amodau tywydd rhanbarthol.
Mae deall sut mae eira'n ffurfio nid yn unig yn ddiddorol yn wyddonol ond hefyd yn hanfodol ar gyfer rhagweld tywydd, rheoli adnoddau dŵr, diogelwch trafnidiaeth ac astudiaethau newid hinsawdd. Drwy ddeall y ffactorau sy'n dylanwadu ar eira, gallwn baratoi'n well ar gyfer ei effeithiau a gwerthfawrogi cymhlethdod y prosesau naturiol sy'n cynhyrchu'r naddion gwyn hyn.
