De neerslag op aarde is gemiddeld zo'n 1130 mm per jaar, 1270 boven de oceanen en 800 boven land. Dit varieert lokaal echter sterk, van 50 tot 200 mm per jaar in woestijngebieden tot meer dan 10.000 mm per jaar zeer lokaal in tropische gebieden. Jaarlijks valt er zo'n 577.000 km³ neerslag, waarvan ongeveer 20% boven land. Aangezien het volume water in de atmosfeer 12.900 km³ is – slechts 0,001% van dehydrosfeer, de totale watervoorraad op aarde – ververst het water zich daar elke acht dagen, ongeveer 45 maal per jaar.
De hoeveelheid water in de atmosfeer is beperkt en varieert tussen 0,001 en zo'n 5%, maar is wel van grote invloed op hetweer en deenergiebalans. De hoeveelheid neemt af met de hoogte, zodat vrijwel al het water in de dampkring zich bevindt in detroposfeer.
Neerslag is ook het belangrijkste verwijderingsmechanisme vanluchtverontreiniging. Zo'n 80-90% daarvan vindt plaats via natte verwijdering.
Wolken ontstaan door afkoeling van vochtige lucht tot beneden hetdauwpunt. Het dauwpunt is de temperatuur waarbij de heersende waterdampdruk in de lucht gelijk is aan deverzadigde dampdruk. Als de dampdruk groter wordt dan de verzadigde dampdruk, dan treedt ercondensatie op. De vorming van regendruppels is een zeer ingewikkeld proces, meestal met ijs (sneeuw of hagel) als tussenstadium en soms als eindproduct.
Voor de vorming van een druppel is een condensatiekern nodig. Dat zijnhygroscopische (wateraantrekkende) stofdeeltjes die van natuurlijke oorsprong zijn, zoals ijs- en zeezoutkristallen en stof dat door de wind vanaf het aardoppervlak is meegevoerd, of deeltjes die van industriële oorsprong zijn. Zonder die condensatiekernen treedt condensatie pas op bij een grote overschrijding van de verzadigde dampdruk, de lucht is dan tijdelijkoververzadigd.
Neerslag valt uit wolken die gevormd zijn door condensatie van afgekoelde waterdamp. Wolken bestaan uitwolkenelementen, kleine waterdruppeltjes en ijskristallen. Door de geringe massa zweven deze min of meer en worden vooral meegevoerd door de luchtstromen. De valsnelheid is dusdanig laag dat het enkele dagen kan duren voordat het aardoppervlak bereikt wordt, zodat het dan zeer waarschijnlijk al verdampt is. Dat er toch neerslag valt, komt door twee processen,coalescentie en hetWegener-Bergeron-Findeisen-proces.
Voor de vorming van neerslag moet er dus allereerst sprake zijn van wolkenvorming. De wolken moeten voldoende verticale ontwikkeling en luchtstromingen hebben om neerslag te vormen.
Wolkenvorming is decondensatie rondcondensatiekernen van in de lucht aanwezigvocht op enige hoogte van de grond totwolkenelementen. Deze condensatie treedt op door afkoeling na stijging van lucht. Condensatie is daarnaast ook mogelijk door afkoeling door een koude ondergrond of door menging met koude lucht, maar dit leidt meestal totmist. Waterwolken bestaan uit waterdruppels, terwijl ijswolken ijskristalletjes bevatten. In gemengde wolken komen zowel waterdruppeltjes als ijskristallen voor.
bij eenfront wordtwarme massa of lucht opgetild door koude massa;
bij orografische wolkenvorming wordt een luchtmassa opgetild door een bergketen.
De wolkensoorten die ontstaan, zijn afhankelijk van destabiliteit van de lucht, maar zijn bij berghellingen en fronten vaak stratiform.
Daarnaast kan er ook sprake zijn van stijgende lucht doorgolfbewegingen:
lopende golven kunnen ontstaan als twee luchtmassa's over elkaar heen bewegen. In de golf daalt en stijgt de lucht waardoor wolken zich vormen en weer oplossen. Dit zijnundulatuswolken alsaltocumulus-undulatus enstratocumulus-undulatus;
staande golven van het typealtocumulus lenticularis kunnen ontstaan aan de lijzijde van bergruggen.
Een derde vorm is plaatselijk opstijging doorconvectie, het opstijgen van lucht door verwarming van onderin. Dit treedt op ininstabielekoude massa, dat is lucht waarvan de temperatuur lager ligt dan die van het oppervlak, de lucht wordt dus onderin verwarmd. Hier stijgt niet de gehele luchtmassa, maar slechts luchtbellen met een grootte van enkele tientallen tot honderden meters. Hieruit ontstaan wolken van het typecumulus encumulonimbus.
Dat wolkenelementen kunnen uitgroeien totneerslagelementen als regendruppels, hagelkorrels en sneeuwvlokken is mogelijk door twee processen, het coalescentieproces dat voornamelijk lichte regen produceert en het Wegener-Bergeron-Findeisen-proces dat stevige buien met regen,hagel ensneeuw tot gevolg kan hebben. Daarnaast is het type bewolking van belang, waarbij in eerste instantie onderscheid wordt gemaakt tussen gelaagde ofstratiforme bewolking en convectieve bewolking.
Coalescentie speelt zich af in relatief warme wolken waarbij de temperatuur van de wolkentop boven de −10 à −12 °C ligt. Wolkenelementen van verschillende grootte en gewicht en daarmee verschillende valsnelheden, kunnen bij botsing met elkaar samenvloeien. Als de wolk voldoende groot is, kunnen zichregendruppels vormen die door dewolkenbasis vallen. De neerslag uit dit proces is heel lichte regen,motregen enmotsneeuw.
In relatief koude wolken komen onderkoelde waterdruppeltjes en ijskristallen samen voor. Hier speelt zich het Wegener-Bergeron-Findeisen-proces af. Doordat de lucht rond ijs minder waterdamp kan bevatten dan rond de onderkoelde waterdruppeltjes, zal bij verzadigde lucht de dampverrijpen op de ijskristallen. Hierdoor vermindert de hoeveelheid waterdamp en is er sprake vanonverzadigde damp. De waterdruppeltjes zullen daarop verdampen waarna het proces zich herhaalt. De aangroeiende ijskristallen kunnen daarna in verschillende vormen als neerslag –regen,sneeuw,hagel,ijsregen ofijsnaalden – naar beneden komen.[1] Als de neerslag in de wolk als sneeuw begint, dan kan dit op weg naar beneden weer smelten om als regen neer te komen. Komt de regen op zijn tocht naar beneden aansluitend nog eens in een koudereluchtsoort terecht, dan kan de regen weerbevriezen ofonderkoeld raken en aansluitend alshagel,korrelsneeuw of ijsregen naar beneden komen.
Neerslag kan uit gelaagde of stratiforme en uit convectieve bewolking voortkomen. Opgematigde breedten valt het merendeel van de neerslag uit stratiforme bewolking. De verticale luchtstromingen zijn hier beperkt. Als de temperaturen in de bewolking boven het vriespunt blijven, groeien de waterdruppels alleen aan via het coalescentieproces en blijft de neerslag beperkt tot motregen of heel lichte regen, die echter bij dichte bewolking wel uren aan kan houden. Voor intensievere neerslag moet de temperatuur onder de −12 °C komen zodat het Wegener-Bergeron-Findeisen-proces in werking kan treden, wat veelal betekent dat de wolk grotere verticale afmetingen moet hebben.
Convectieve bewolking –cumulus encumulonimbus – kan een grote verticale ontwikkeling doormaken, soms tot aan detropopauze. De luchtstromingen zijn veelal meer dan 1 m/s en kunnen in zware buien oplopen tot meer dan 25 m/s. De wolkenelementen kunnen daardoor snel aangroeien, zodat er al zo'n 20 tot 30 minuten na het ontstaan van de wolk intensieve neerslag kan vallen. Door de krachtige verticale luchtbewegingen kunnen ijskristallen meerdere malen omhoog worden gevoerd en aangroeien tot grote hagelstenen. Aangezien de convectie sterker wordt in de zomer, zal er dan meer hagel vallen.
ZieOnweer voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Onweer is eenbui ofcumulonimbus die gepaard gaat metelektrische ontladingen. Deze ontladingen zijn waarneembaar als een lichtflits – debliksem – gevolgd door een scherp of dof rommelend geluid – dedonder.Onweersbuien zijnwolken waarin eenpotentiaalverschil is opgebouwd doorladingscheiding. Over hoe die ladingscheiding tot stand komt, zijn verschillende theorieën, maar hierbij lijkt vooral vaste neerslag een belangrijke rol te spelen. Bijdroog onweer is de neerslag verdampt voordat deze het aardoppervlak bereikt.
Verschillende stadia van warmteonweer.
Er zijn verschillende vormen van onweer, zoalsconvectie-onweer, frontaal onweer, orografisch onweer en advectief onweer. Convectie-onweer of warmteonweer ontwikkelt zich in verschillende fasen:
Rond de evenaar kan neerslag als regen beginnen, maar opgematigde breedten ontstaat neerslag veelal als sneeuw of zelfsijsnaalden (poolsneeuw). Als de temperatuur onder de wolk niet onder het vriespunt ligt, kan het in andere vormen het aardoppervlak bereiken, zoals regen, hagel, dauw, rijp en mistneerslag.
De hoeveelheid neerslag wordt gemeten met eenregenmeter (pluviometer), zo nodig gesmolten en daarna in millimeters (mm) uitgedrukt. Eén millimeter neerslag komt overeen met 1 liter op een horizontaal gelegen oppervlakte van 1 m².
Hieronder volgen de normale gemiddelde jaarlijkse neerslaghoeveelheden, en de absolute en relatieve neerslagduur, van dertien officiëleKNMI-weerstations, over het tijdvak1971-2000.[2]
