Tekst / Artykuł
Transkrypt
Tekst / Artykuł
Elżbieta KUPCZYK, Roman SULIGOWSKI Instytut Geografii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach TYPY OPADÓW DESZCZU W TERMINOLOGII HYDROLOGICZNEJ RAINFALL TYPES FOR HYDROLOGICAL PURPOSES Zainteresowanie opadem atmosferycznym zarówno meteorologów, klimatologów, jak i hydrologów znajduje wyraz w bogatej literaturze poświęconej temu elementowi klimatycznemu, a jednocześnie ważnemu elementowi obiegu wody w systemach hydrologicznych. Zasadniczy podział opracowań można przeprowadzić ze względu na zakres zainteresowań. Meteorolodzy koncentrują się na atmosferycznej fazie opadu, hydrologów zaś interesuje najbardziej efekt procesów zachodzących w atmosferze, czyli opad dochodzący do powierzchni ziemi. Potrzeba łączenia tych dwóch aspektów badań najwyraźniej występuje w prognozach hydrologicznych, których głównym celem jest prognoza przepływów rzecznych, w tym prognoza wezbrań, bezpośrednio związanych z prognozą opadu. Uporządkowaną terminologię odnośnie do formy opadu podaje WMO (International..., 1956, 1987; Guide..., 2006, Międzynarodowy..., 1959), a także Instrukcja dla stacji meteorologicznych (Janiszewski, 1988). Wydzielone główne formy opadu to: deszcz, śnieg, grad, igły lodowe. Zasadnicze znaczenie w analizach hydrologicznych w naszych szerokościach geograficznych ma deszcz, pozostałe powodują mniej groźne skutki hydrologiczne lub reakcja w postaci odpływu następuje z opóźnieniem, w dającym się przewidzieć czasie. Klasyfikacją opadów deszczu często wykorzystywaną w polskiej literaturze hydrologicznej była klasyfikacja opracowana przez C h o m i c z a (1951), odnosząca się do natężenia opadu: deszcze zwykłe, deszcze silne i ulewy (deszcze nawalne); ulewa: gwałtowna, silna, umiarkowana; mżawka: gęsta, umiarkowana, słaba. Autor Prz. Geof. LVI, 3-4 (2011) 236 E. Kupczyk, R. Suligowski ten (Chomicz, 1971) zaproponował także podział wyróżniający dwie kategorie odnoszące się do genezy opadów: frontowe oraz wewnątrzmasowe. D ę b s k i (1959) w Hydrologii kontynentalnej zamieszcza podział opadów ze względu na genezę: opady cykloniczne, orograficzne i konwekcyjne. W przeglądzie maksymalnych opadów XX wieku w Polsce C e b u l a k (1988) różnicuje opady ze względu na ich intensywność oraz czas trwania i wyróżnia: opady rozlewne, nawalne i ciągłe. Do kategorii ustalonych przez Chomicza nawiązują hydrolodzy: D ę b s k i (1959), L a m b o r (1971) i B y c z k o w s k i (1999), którzy wyróżniają typy wezbrań opadowych, wywołane opadami nawalnymi, frontalnymi lub rozlewnymi. Przytoczone przykłady klasyfikacji i nazewnictwa z zakresu opadów odnoszą się do ważnych ze względu na skutki hydrologiczne charakterystyk opadów, jednak kryteria podziału są niejednorodne. Oprócz klasyfikacji opracowanej przez Chomicza, gdzie wyraźnym jednorodnym kryterium jest natężenie opadu, pozostałe jako podstawę przyjmują różne charakterystyki opadu. Najwięcej nieokreśloności zawiera termin „opady rozlewne”. Ujednolicenie terminologii dotyczącej charakterystyk opadu deszczu oparte na pozycjach literatury światowej nie jest możliwe ze względu na bardzo duże zróżnicowanie struktury opadów nawet w różnych strefach klimatycznych, a także dużej zmienności charakterystyk opadu nawet w obrębie jednego regionu geograficznego. Na przykład klasyfikacje opadów ciekłych i typy opadów wyróżnione przez S u m n e r a ze względu na genezę zjawiska, opracowane dla Wysp Brytyjskich i Europy Zachodniej (Sumner, 1988) nie mogą być w pełni zastosowane do opisu opadu w Polsce. Badania struktury opadów na potrzeby hydrologii Oczekiwania hydrologów, specjalistów z zakresu budownictwa wodnego i gospodarki wodnej są wysokie i dotyczą: terminu wystąpienia opadu, czasu trwania, wysokości (wydajności epizodu opadowego) lub sumy opadów w określonych przedziałach czasu, natężenia średniego i przebiegu natężenia w czasie, prawdopodobieństwa wystąpienia opadu powyżej określonej wysokości, zasięgu obszarowego opadu. W badaniach struktury opadu w Polsce, podjętych ze względu na potrzeby hydrologii, wykorzystano dane źródłowe w postaci zapisów pluwiograficznych z okresów letnich (V-X) w latach 1961-2000 z 59 stacji meteorologicznych, mapy synoptyczne, mapy topografii barycznej oraz obrazy satelitarne i radarowe (Kupczyk, Suligowski, 1997; Suligowski, 2004). Wyodrębnione w wyniku analizy tych materiałów epizody opadowe podzielono na 13 grup, ze względu na czas trwania opadu. Badania statystyczne serii maksymalnych opadów w wydzielonych grupach Typy opadów deszczu w terminologii hydrologicznej 237 czasowych oraz przegląd sytuacji meteorologicznej, w jakich powstały, pozwoliły na wydzielenie syntetycznej charakterystyki opadów, która różnicuje przypadki opadów w nawiązaniu do ich genezy. Najbardziej adekwatną charakterystyką spełniającą te warunki okazał się stosunek maksymalnej wydajności opadu do czasu jego trwania. Przykład takiej analizy statystycznej zamieszczono na rys. 1. W przebiegu relacji (czas trwania/wydajność) zaznaczyły się wyraźne zmiany charakteru tej funkcji na wszystkich stacjach w Polsce. W obliczeniach statystycznych przyjęto, że jeżeli zmiana taka występuje, to zamiast jednego wielomianu wysokiego stopnia, przybliżającego funkcję w całym zakresie czasu trwania opa- Rys. 1. Wydajności opadów maksymalnych w funkcji czasu trwania opadów wraz z równaniami regresji dla trzech wydzielonych sektorów Fig. 1. Maximum depth of rainfall events against time of its duration and regression equations for the separated sections 238 E. Kupczyk, R. Suligowski dów, można uzyskać wielomiany niższych stopni, z których każdy przybliża funkcję w innym sektorze czasu trwania. Długości sektorów odpowiadające zakresowi czasu trwania są różne, zależnie od stacji. Opady sektora S1 na większości stacji trwają do 90 minut, choć w przypadku Szczecinka i Częstochowy wydłużają się nawet do 3,5 godziny. Bardzo zróżnicowany jest także czas trwania opadów związanych z drugim sektorem (S2). W sektorze (S3) jest obserwowany wyraźny wzrost wydajności opadów o czasie trwania powyżej 12 godzin. Punkty zmiany charakteru funkcji h=f(tr) wyznaczają granice przedziałów czasu trwania, w których proces opadu w wymiarze czasowym można uważać za jednorodny. W celu potwierdzenia słuszności tezy o podziale opadów dokonanego na drodze statystycznej przeprowadzono analizę warunków meteorologicznych występowania maksymalnych opadów w poszczególnych przedziałach czasu trwania. W wyniku tych badań autorzy proponują wydzielenie na obszarze Polski trzech typów genetycznych opadów, których wystąpienie powoduje znaczący efekt hydrologiczny; opady konwekcyjne, frontalne oraz opady stref konwergencji (rozległych stref zbieżności). Typy opadów w Polsce Opady konwekcyjne. Wywołane są one przez pojedyncze komórki konwekcyjne lub ich zespoły, z silnymi prądami pionowymi, w naszych szerokościach geograficznych rzadko tworzące układy w formie pasm (squall line). Układ taki występuje niekiedy przed frontem chłodnym. Każda z komórek może powodować gwałtowne opady i burze. W takich przypadkach możemy mówić o mezoskalowej, kompleksowej konwekcji i zasięgu opadów przez nie wywołanych rzędu setek km2. W konwekcyjnych procesach tworzenia opadów o mezoskalowym zasięgu przestrzennym możemy wyróżnić konwekcję swobodną i wymuszoną. Obszarami predysponowanymi do występowania konwekcji swobodnej są tereny o zróżnicowanej powierzchni czynnej, odmiennych warunkach albedo, przewodnictwa cieplnego i uwilgotnienia podłoża. Na ogół warunki sprzyjające występowaniu mezoskalowej konwekcji i związanych z tym mechanizmem intensywnych opadów występują w słabogradientowym polu ciśnienia, przy dużej niestabilności mas powietrza. Najczęstsze i najsilniejsze opady konwekcyjne obserwuje się w środkowej części Polski, w obszarze o największym bilansie promieniowania pochłoniętego i równocześnie o dużym zróżnicowaniu termicznych właściwości podłoża (Gniezno, Płock, Toruń), oraz we wschodniej Polsce, gdzie większy udział opadów konwekcyjnych jest związany z kontynentalnymi cechami klimatu tego obszaru (Terespol, Chełm Lubelski). Wykazała to przeprowadzona procedura taksonomii numerycznej i klasyfikacji przestrzennej maksymalnych natężeń opadów Typy opadów deszczu w terminologii hydrologicznej 239 Rys. 2. Temperatura powierzchni ziemi w dniu 21 VII 1998 r., 13.15 UTC na przetworzonym obrazie z satelity NOAA (opracowanie P. Struzik) Fig. 2. Satellite image of land surface temperature at 21 July 1998, 13.15 UTC (processed from NOAA image by P. Struzik) w przedziale opadów krótkich (S1) (Suligowski, 2004). Regionem o dużej częstości wysokich opadów konwekcyjnych jest południowa część Niziny Wielkopolskiej, obszar Niziny Śląskiej i Przedgórza Sudeckiego, o dużej aktywności termicznej podłoża, co ma wpływ na wysokość opadów w tych jednostkach geograficznych, a także w samych Sudetach (Kupczyk i in., 2005). Warunki termiczne tego obszaru można prześledzić na podstawie zdjęć radiometrycznych uzyskiwanych z satelitów serii NOAA (przykład na rys. 2). Region ten pokrywa się w znacznej części z regionem największego natężenia i najdłuższego czasu trwania opadów nawalnych według Chomicza (1951). Organizacja przestrzenna i przemieszczanie się układów komórek konwekcji swobodnej w atmosferze (w mezoskali) może być także konsekwencją powstawania lokalnych stref zbieżności, np. w postaci ,,frontu bryzowego” w obszarze Pojezierza Pomorskiego. 240 E. Kupczyk, R. Suligowski Mezoskalowe przypadki opadów występujące w obszarach o zróżnicowanej orografii są wynikiem konwekcji wymuszonej. Konwekcja dynamiczna, jako dominujący proces tworzenia opadów, występuje na dowietrznych stokach gór, ale również niewielkie wzniesienia (np. Góry Świętokrzyskie) powodują wzrost turbulencji w dolnej troposferze, co przy odpowiedniej wilgotności mas powietrza prowadzi do powstawania chmur i opadów. Opady frontalne. Opady związane z przemieszczaniem się znad Atlantyku układów niskiego ciśnienia z wyraźnie zaznaczonymi powierzchniami frontalnymi tworzą dość wyraźną grupę opadów, których czas trwania jest bardzo zróżnicowany i waha się od 1,5 do 13,5 godzin. Znaczna transformacja mas powietrznych, które nad Wyspami Brytyjskimi i Europą Zachodnią tracą dużą część wilgoci, osłabienie dynamiki procesów w strefie frontów po zwiększeniu szorstkości podłoża nad lądem sprawia, że opady w Polsce mają znacznie mniejsze natężenie i wydajność. Jeśli obydwie powierzchnie frontalne są wyraźnie zaznaczone, pierwsza strefa opadów, związanych z frontem ciepłym, jest rozległa, przemieszcza się bardzo powoli, a opady charakteryzują się małym natężeniem. Hydrologicznie są mało znaczące, przyczyniają się tylko do uzupełniania retencji powierzchniowej zlewni. W analizie statystycznej maksymalnych opadów związanych z przemieszczaniem się układu frontów wydajność nie wykazuje wyraźnej zależności od czasu trwania opadu. Opady krótsze (1,5-5,5 godz.), występujące tylko w strefie frontu chłodnego (gdy mało aktywny jest front ciepły), mają większą intensywność. Tylko w obszarach, gdzie procesy w strefie frontu są wzmacniane przez czynniki lokalne, istnieje wyraźna tendencja wzrostowa wydajności opadów z przyrostem czasu trwania. Tendencję taką obserwuje się na stacjach pozostających pod bezpośrednim wpływem Bałtyku (Gdańsk, Elbląg, Kołobrzeg, Szczecin) oraz górskich (Wisła, Hala Gąsienicowa, Zakopane), Niewielkie zwiększenie wydajności opadów wraz z czasem trwania wykazują w typie opadów frontalnych również serie opadów na stacjach: Kielce (współczynnik kierunkowy funkcji w sektorze S2 – d= 0,07) i Rabka (d= 0,26). W strefie frontu chłodnego mechanizmem fizycznym powodującym powstawanie opadów z chmur konwekcyjnych jest konwergencja mezoskalowa. W wyniku zbieżności wiatru w strefie frontu, szczególnie przed frontem chłodnym, powstają układy chmur konwekcyjnych i opady. Front chłodny przemieszcza się na ogół szybciej, procesy w strefie frontu są bardziej dynamiczne, stąd większa intensywność opadów trwających 1,5-5,5 godziny niż opadów dłuższych. Po przejściu frontu chłodnego, na skutek dużej przezroczystości mas powietrza i dobrych warunków nagrzewania od podłoża, w przyziemnej warstwie powietrza wytwarza się chwiejna stratyfikacja. Powstające na skutek konwekcji termicznej układy chmur za frontem i związane z nimi opady stanowią często przedłużenie opadów występujących na froncie chłodnym. Intensywność kondensacji pary wodnej zależy od cech fizycznych mas powietrza, a kierunek przemieszczania się układów chmurowych od ogólnego Typy opadów deszczu w terminologii hydrologicznej 241 Rys. 3. Mapa topografii barycznej 850 hPa z dnia 24 VII 2001, godz. 12 UTC (linia ciągła – izotermy, linia przerywana - wysokości geopotencjału) Fig. 3. Synoptic map at 850 hPa for 12 UTC, 24 July 2001 (continuous line – isotherms, dashed line – geopotential heights) kierunku wiatru, jednak może być on w znacznym stopniu modyfikowany przez orografię. Opady stref konwergencji. Mechanizm generujący silne opady o czasie trwania powyżej 12 godzin i zasięgu obszarowym setek tysięcy km2, obejmujące najczęściej całą środkową i południową Polskę, jest wynikiem cyrkulacji atmosferycznej nad kontynentem europejskim. Rozległa strefa zbieżności napływu mas powietrza tworzy się w południkowej bruździe niskiego ciśnienia lub w strefie frontu chłodnego o znacznej rozciągłości południkowej. Front ten dzieli Europę na dwie części: zachodnią z chłodnym i wilgotnym PPm oraz ciepłym PZ lub PPms, przetransformowanym w wyniku długiego zalegania nad wschodnią częścią kontynentu. Na zafalowaniach frontu rozwijają się ośrodki niżowe, przemieszczające się następnie na północo-wschód. Najczęściej obszarem źródłowym wilgotnych i ciepłych mas powietrza napływających w obrębie cyrkulacji tych niżów jest pół- 242 E. Kupczyk, R. Suligowski Rys.4. Obraz z satelity METEOSAT z dnia 6 VII 1997, 00.00 UTC Fig. 4. Satellite (METEOSAT) image for 6 July 1997, 00.00 UTC nocna część Morza Śródziemnego lub Morza Czarnego. Mechanizm tworzenia się rozległej strefy opadu jest związany ze wznoszeniem się mas powietrza po powierzchni górnego frontu ciepłego, mas ciepłych i bardzo wilgotnych, ponad utrzymującym się przy powierzchni ziemi klinem powietrza polarnego morskiego, również wilgotnego. Intensywny spływ górą ciepłego i wilgotnego powietrza znad północno-wschodnich wybrzeży Morza Czarnego obrazuje mapa topografii barycznej na poziomie 850 hPa z dnia 24 VII 2001, godz. 12 UTC (rys. 3). Opady o dużym natężeniu, a jednocześnie długotrwałe, obejmujące znaczny obszar Europy Środkowo-Wschodniej, występują przy napływie górą ciepłego i wilgotnego powietrza zwrotnikowego morskiego lub kontynentalnego przetransformowanego, sterowanego przez ośrodek niżowy, kiedy centrum tego ośrodka znajdzie się nad wschodnią lub środkową Polską (Kupczyk i in., 2005). Rozkład zachmurzenia charakterystyczny dla sytuacji barycznej, w której występują długotrwałe, intensywne opady, a groźne wezbrania obejmują zarówno dorzecze Wisły, jak i Odry, jest widoczny na obrazie satelitarnym z 6 VII 1997 (rys. 4). Ważnym czynnikiem w opisywanych procesach powstawania silnych opadów i powodzi w górskich obszarach południowej Polski jest utrzymywanie się dużej wil- Typy opadów deszczu w terminologii hydrologicznej 243 Rys. 5. Mapa synoptyczna dolna z dnia 7 VII 1997, 00.00 UTC Fig. 5. Surface synoptic chart for 7 July 1997, 00.00 UTC gotności masy chłodnej, zalegającej przy ziemi i ustalenie się w jej obrębie spływu z kwadrantu północnego (N-NW), prostopadłego do łańcucha gór. Procesy wymuszonej konwekcji po dowietrznej stronie gór prowadzą do rozwoju chmur o dużej rozbudowie pionowej, wbudowanych w rozległe układy chmur warstwowych. Istnienie rozległej strefy konwergencji (na pograniczu cyrkulacji wyżowej i niżowej) ilustruje mapa synoptyczna dolna z 7 VII 1997 (rys. 5), gdzie zbieżność napływu mas powietrza o różnych cechach fizycznych jest mechanizmem podtrzymującym kolejną dobę opady w Europie Środkowej. Podsumowanie Klasyfikacja opadu – elementu bardzo zmiennego w czasie i przestrzeni, kształtowanego przez ogromną liczbę czynników, począwszy od ogólnocyrkulacyjnych po lokalne oddziaływanie podłoża, jest zadaniem bardzo trudnym. Wyjątkowa zmienność warunków meteorologicznych w obszarze Polski, położonym na pograniczu wpływu mas powietrznych znad Atlantyku i kontynentalnych 244 E. Kupczyk, R. Suligowski mas ze wschodu sprawia, że klasyfikacje opadu stosowane w Europie Zachodniej nie mogą znaleźć bezpośredniego zastosowania w terminologii polskiej. W literaturze polskiej istnieje wiele klasyfikacji opadów, odnoszących się do różnych charakterystyk opadu i stosowanych niekiedy niekonsekwentnie kryteriów podziału. Zapotrzebowanie na informację o opadzie ze strony hydrologii praktycznej skłoniło do podjęcia próby określenia kryteriów podziału opadów nawiązujących do głównych charakterystyk opadu i ujednolicenia terminologii w tym zakresie. Z badań 40-letniej serii maksymalnych opadów metodami statystycznymi i analizy map synoptycznych z okresów opadu o maksymalnej wydajności wynika, że kompleksową charakterystyką różnicującą typ opadu jest relacja czasu trwania opadu do jego wydajności. Wydzielone klasy zmienności tej charakterystyki wyraźnie nawiązują do genezy opadu, tj. głównego mechanizmu formowania się chmur i opadów. Na tej podstawie wydzielono trzy typy opadów deszczu w Polsce: opady konwekcyjne, opady frontalne i opady stref konwergencji. Materiały wpłynęły do redakcji 1 VI 2011. Literatura C e b u l a k E., 1998, Przegląd opadów ekstremalnych, które wywołały powodzie w XX wieku w dorzeczu górnej Wisły. [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku. Wyd. PAN, Kraków. C h o m i c z K., 1951, Ulewy i deszcze nawalne w Polsce. Wiad. Służby Hydr.. i Met., 2, 3, 5-8. C h o m i c z K., 1971, Struktura opadów atmosferycznych w Polsce. Prace PIHM, 1. D ę b s k i K., 1959, Hydrologia kontynentalna. Wyd. Kom., Warszawa. Guide to meteorological instruments and methods of observation, 2006, WMO, No. 8, Geneva, ss. 569. International cloud atlas, 1956, 1987, WMO, Geneva. J a n i s z e w s k i F, 1988, Instrukcja dla stacji meteorologicznych. Wyd. Geol., Warszawa, ss. 262. K u p c z y k E., S u l i g o w s k i R., 1997, Statystyczny opis struktury czasowej opadów atmosferycznych jako elementu wejścia do modeli hydrologicznych. [w:] Predykcja opadów i wezbrań o zadanym okresie powtarzalności, red. U. Soczyńska, Wyd. UW, Warszawa, 17-82. K u p c z y k E., S u l i g o w s k i R., K a s p r z y k A., 2005, Typowe warunki meteorologiczne pojawiania się wysokich opadów i wezbrań rzek zachodnich Beskidów i środkowych Sudetów. [w:] Ekstremalne zjawiska hydrologiczne i meteorologiczne, red. E. Bogdanowicz, U. Kossowska-Cezak, J. Szkutnicki, Ser. Monografie, IMGW, Warszawa, 131-152. L a m b o r J., 1971, Hydrologia inżynierska. Arkady, Warszawa, ss. 363. Międzynarodowy atlas chmur (atlas skrócony), 1959, PIHM, Seria A, Nr 42, Wyd. Kom., Warszawa, ss. 144. S u l i g o w s k i R., 2004, Struktura czasowa i przestrzenna opadów atmosferycznych w Polsce. Próba regionalizacji. Prace IG AŚ Kielce, 12, ss. 112. S u m n e r G., 1988, Precipitation: Process and Analysis. Wiley, New York, ss. 455. Typy opadów deszczu w terminologii hydrologicznej 245 Streszczenie W licznych pracach z zakresu opadów podejmowanych przez meteorologów i klimatologów zjawisko to jest analizowane w różnych aspektach, zależnie od celu badań. Niektóre z nich zawierają klasyfikację zdarzeń opadowych ze względu na różną skalę procesów, które powodują powstawanie chmur i opadów. W literaturze polskiej z zakresu opadów odczuwa się jednak niedostatek szczegółowych studiów poświęconych charakterystykom opadów i propozycji wykorzystania wyników tych badań w praktyce hydrologicznej. Dla celów analiz i prognoz hydrologicznych najważniejsze są przypadki opadów deszczu o maksymalnej wydajności i ich charakterystyki: wysokość, czas trwania oraz zasięg obszarowy. Celem artykułu jest prezentacja wyników badań sytuacji meteorologicznych nad Europą, w jakich występują w Polsce wysokie opady deszczu, identyfikacja systemów opadotwórczych w różnej skali i ustalenie charakterystyk opadu typowych dla tych sytuacji. Zastosowano dwie metody badań, statystyczną i meteorologiczną do analizy przypadków opadów rejestrowanych w obszarze Polski w wieloletnim okresie 1961-2000. Połączenie wyników badań dokonanych tymi metodami pozwoliło wydzielić 3 typy opadów: konwekcyjne, frontalne i opady stref konwergencji, które różnią się co do genezy, ale także można im przypisać różne charakterystyki opadu. S ł o w a k l u c z o w e : opady maksymalne, typy opadów Summary A large number of studies has been undertaken by meteorologists and climatologists on precipitation phenomenon in many aspects, depending on the goal of investigation. Some of them classified precipitation events with respect to the different scale of atmospheric processes which cause the formation of clouds and precipitation. However, the review of Polish hydrometeorological bibliography shows the gapes in studies on the detailed characteristics of precipitation in time and space and application of this knowledge to hydrologic practice. For purposes of hydrologic analysis and forecast the most important subject of interest are extreme rainfall events, their depth, duration and areal extent. The aim of this paper is presentation of research results on extreme rainfall producing systems in the atmosphere at Middle Europe and finding rainfall characteristics which are referred to that precipitation-producing mechanism. Two approaches, statistical and meteorological have been applied for the analysis rainfall events recorded over territory of Poland, in multi – years period (1961-2000). The first method enabled selecting rainfall characteristics which are essential for rainfall types identification. The bases for meteorological analysis where synoptic maps and satellite images, corresponding with periods of high rainfall events. Integration of these two approaches makes possible the separation of the rainfall types: convection, frontal and convergence zones rainfall, which differ with their origin and main rainfall characteristics. K e y w o r d s : extreme rainfall, types of rainfall