Это продукты конденсации водяного пара, выпадающие из облаков в виде дождя, снега, крупы, града или оседающие из воздуха на земную поверхность как роса, иней, изморозь. Они все называются гидрометеорами. Переход водяных паров в жидкое или твердое состояние происходит при насыщении воздуха парами. При этом выделяется избыточное количество водяных паров в виде, капелек воды или кристалликов льда. Необходимое условие - наличие ядер конденсации, мельчайших пылинок, каждая из которых покрывается пленкой воды. Так возникает капелька. При отсутствии пылинок для воздуха, перенасыщенного парами, ядрами конденсации становятся молекулы воздуха.
Мельчайшие капельки воды (диаметром от 0,05 до 0,1 мм) как бы плавают в воздухе. Каждая капелька воды или каждый кристаллик льда поддерживается на весу восходящими токами воздуха; в силу этого облака держатся на определенной высоте. Сталкиваясь, капельки в облаке соединяются, масса их возрастает, и они падают на землю - мелкие капли в виде мороси (диаметром до 0,5 мм), а крупные проливаются дождем. Чем сильнее восходящие струйки воздуха, тем крупнее должны быть падающие капли. Поэтому летом, когда иризехмный воздух нагрет и стремительно поднимается вверх, выпадают обычно крупнокапельные дожди (диаметр капель - до 6-7 мм), а весной и особенно осенью - моросящие.
Облака образуются не только при конвекции воздуха, когда возникают их кучевые нагромождения, но и в тех случаях, когда один над другим движутся потоки воздуха с неодинаковой температурой, например теплый воздух над холодным или наооорот. При перемешивании воздушных масс, в которых пар близок к насыщению, возникают слоистые облака. По своему составу облака подразделяются на водяные, ледяные и смешанные. Образовавшиеся вокруг ядер конденсации капельки воды в облаке нередко сохраняются при температуре ниже нуля в переохлажденном, но жидком состоянии (даже при температуре-20° С). Часть капелек превращается в кристаллики льда-снежинки. Из водяного облако становится смешанным. Соединяясь друг с другом, снежинки падают хлопьями снега. Переохлажденные капли воды нередко переходят в мелкие ледяные шарообразные образования (сферокристаллы), выпадающие из атмосферы в виде крупы диаметром от 1 до 15 мм.
Более сложный путь образования проходит град. Разломив градину, можно легко убедиться, что она имеет слоистое строение - в центре ледяной сферокристалл в тоненькой оболочке рыхлого льда, затем ледяная оболочка, далее снова рыхлая и т. д. Это свидетельствует о том, что после образования центрального сферокристалл а он неоднократно опускался в облаке и поднимался восходящими вертикальными токами воздуха, принимая слоистую структуру и увеличиваясь в размерах. Градины бывают с голубиное яйцо, а иногда и больше (известны градины в 1 и даже 2 кг).
Форма облаков разнообразна и изменчива. Но их все же можно сгруппировать в ческолько типов. По характеру облаков судят о том, какие могут выпадать осадки (дождь, град), и даже об их количестве. Разработана международная классификация облаков по их внешнему облику и по высоте их расположения.
Различают три яруса высоты, для которых наиболее характерны определенные виды облаков. Нижний ярус-от поверхности Земли до 2 км. Для него обычны слоистые облака, слоисто-кучевые, слоисто-дождевые. Средний ярус-от 2 до 4 км в высоких широтах земного шара, к экватору он расширяется от 2 до 8 км. Здесь преобладают облака высокослоистые, высококучевые. Верхний ярус - в высоких широтах от 3 до 8 км, в средних - до 13, а в низких - от Ь до 18 км. Для него характерны перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые облака.
Отдельные виды облаков из одного яруса проникают в другие, например высокослоистые- из среднего яруса в верхний, слоисто-дождевые- из нижнего в средний, а кучевые и кучево-дождевые, нередко дающие ливни с грозами, могут иметь основание в нижнем, а вершину в верхнем ярусе (высота их достигает 9 км).
Основными считаются три типа облаков: перистые, кучевые, слоистые. Остальные формы - их сочетания.
Степень покрытия неба облаками называется облачностью, оценивают ее по 10-балльной шкале или в процентах. Высота и скорость движения облаков измеряются специальным прибором - нефоскопом. Облака могут рассказать нам о предстоящей погоде. Например, если высоко в небе появились перистые облака, а затем облака стали заволакивать небосвод, то весьма вероятно, что через некоторое время пойдет дождь. Когда сначала движутся высокие облака, а на смену им приходят все более низкие, значит, приближается фронт теплой воздушной массы, на границе с которой обычны дожди. Есть и другие приметы приближающегося ненастья: группы облаков увеличиваются, плотнеют, опускаются; облака быстро движутся, тяжелея и снижаясь; сливаются и опускаются изолированные клубящиеся облака; основания облаков темнеют, становятся плоскими; около полудня на больших высотах появляются громоздкие мощные облака.
Приметы хорошей погоды: утренний туман рассеивается до полудня; количество облаков постепенно уменьшается, основания их поднимаются все выше; толща слоистых облаков прорывается, открывая ясное безоблачное небо.
Впрочем, вряд ли существуют вполне надежные предвестники погоды: ведь они различаются в разных районах и связаны не только с местной обстановкой, но и с воздействиями извне, из более или менее удаленных районов.
Характер выпадения атмосферных осадков очень разнообразен и определяется многими условиями - временем года и суток, температурой в нижних слоях тропосферы, движением воздуха (штиль, легкий, сильный ветер и т. д.).
Дожди бывают кратковременные и затяжные, моросящие и ливневые, а осадки в твердом виде - снегопады, крупа, град.
Количество выпадающих осадков измеряется осадкомером и равно слою воды в миллиметрах за определенное время; твердые осадки растапливают и также измеряют в виде слоя воды. Из наблюдений за много лет подсчиты-вается средняя сумма осадков за год.
Наземные осадки в отличие от осадков из свободной атмосферы возникают в виде росы, инея, изморози, гололедицы в тех случаях, когда более теплый влажный воздух соприкасается с поверхностью охлажденных предметов и на них конденсируется вода. Роса обычно образуется при ясной погоде после захода солнца при быстром остывании травинок, листьев, тонких ветвей, крупинок почвы. Приземный воздух, соприкасаясь с ними, охлаждается и достигает точки росы. Количество росы зависит от степени влажности воздуха и охлаждения предметов. При температуре воздуха ниже нуля на поверхности предметов образуются не капельки воды, а кристаллики льда-иней. Со временем он может нарастать, образуя слой льда. В холодные дни при устойчивых туманах на предметах осаждается рыхлый лед; увеличиваясь за счет мелких ледяных кристалликов, носящихся в воздухе, он образует красивый пушистый налет- изморозь. Иногда масса ее бывает столь велика, что под тяжестью ее ломаются ветви деревьев, рвутся телеграфные и электропровода.
При потеплении влажный ветер, обдувая холодные предметы, вызывает образование на них водяного или ледяного налета. Часто это бывает в горах, где корка льда достигает десятков сантиметров. После сильных морозов на поверхности почвы, дорог, на стенах домов, на деревьях образуется слой прозрачного льда-гололедица, или ожеледь. Она возникает и от дождя, капли которого замерзают в слое холодного приземного воздуха. Наземные осадки составляют небольшую долю всех осадков.
Распределение осадков по поверхности Земли неравномерно и определяется многими условиями. Основная доля водяных паров поступает в атмосферу с Мирового океана. Он же и получает основную часть осадков. Наибольшее количество осадков в экваториальной зоне - от 1500 до 2000 мм в год, наименьшее - в высоких широтах Арктики и Антарктики- 200-300 мм. Мало осадков выпадает в поясе повышенного давления атмосферы (20- 40°). В поясах умеренных широт осадков больше, чем около тропиков и в приполярных областях,-до 600-1000 мм. Большое влияние на количество осадков на суше оказывают ее близость к морям и морские течения: теплые увеличивают их, холодные уменьшают. Важный фактор - воздушные течения. Например, запад Евразии (до Урала), где господствует перенос воздуха с Атлантики, увлажнен больше, чем Сибирь и Средняя Азия. Большую роль играет рельеф. На склонах горных цепей, обращенных к влажным ветрам с океана, влаги выпадает заметно больше, чем на противоположных,- это ясно прослеживается в Кордильерах Америки, на южных отрогах Гималаев (здесь район Черрапунджи самый дождливый-до 12 тыс. мм в год), на восточных склонах гор Дальнего Востока и т. д. На картах пункты с одинаковым количеством осадков соединяются линиями - и зогиетами.
В одних местах осадков выпадает много, а испаряется влаги мало - увлажнение избыточное; в других местах осадков мало, а испаряемость велика (например, в пустынях). Коэффициент увлажнения показывает отношение количества выпадающих осадков к тому количеству, которое может испариться с данной площади за определенный срок (например, за год): К=(R/E)x100%, где R - осадки, Е - величина испаряемости. Таким образом, К показывает, насколько осадки в данном месте возмещают возможное испарение с открытой водной поверхности. Величина этого коэффициента в лесной зоне 1,0-1,5, в лесостепи - 0,6- 1,0, в степи-0,8-0,6, в полупустыне-0,1 - 0,3, в пустыне - менее 0,1. Иначе говоря, в лесной зоне осадков выпадает больше, чем может испариться,- увлажнение избыточное, в степях К меньше единицы-увлажнение недостаточное; в пустынях осадки составляют малую долю испаряемости-увлажнение ничтожное.
Атмосферные осадки Атмосферные осадки - вода в капельножидком (дождь, морось) и твердом (снег, крупа, град) состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся непосредственно из воздуха на поверхность Земли и предметов (роса, изморось, иней, гололед) в результате конденсации водяного пара, находящегося в воздухе.
Атмосферные осадки - это также количество выпавшей воды в определенном месте за определенный промежуток времени (обычно измеряется толщиной слоя выпавшей воды в мм). Величина атмосферных осадков зависит от температуры воздуха, циркуляции атмосферы, рельефа, морских течений.
Различают обложные осадки, связанные преимущественно с теплыми фронтами, и ливневые осадки, связанные с холодными фронтами. Осаждающиеся из воздуха осадки: роса, иней, изморозь, гололёд.
Осадки измеряются толщиной слоя выпавшей воды в миллиметрах. В среднем на земном шаре выпадает ок. 1000 мм осадков в год: от 2500 мм во влажных экваториальных лесах до 10 мм в пустынях и 250 мм в высоких широтах. Измерение осадков выполняется дождемерами, осадкомерами, плювиографами на метеорологических станциях, а для больших площадей - с помощью радиолокации.
Классификация осадков
Осадки, выпадающие на земную поверхность
Обложные осадки - характеризуются монотонностью выпадения без значительных колебаний интенсивности. Начинаются и прекращаются постепенно. Длительность непререрывного выпадения составляет обычно несколько часов (а иногда 1-2 суток), но в отдельных случаях слабые осадки могут длиться полчаса-час. Выпадают обычно из слоисто-дождевых или высоко-слоистых облаков; при этом в большинстве случаев облачность сплошная (10 баллов) и лишь изредка значительная (7-9 баллов, - обычно в начале или конце периода выпадения осадков). Иногда слабые кратковременные (полчаса-час) обложные осадки отмечаются из слоистых, слоисто-кучевых, высоко-кучевых облаков, при этом количество облаков составляет 7-10 баллов. В морозную погоду (температура воздуха ниже −10…-15°) слабый снег может выпадать из малооблачного неба.
Дождь - жидкие осадки в виде капель диаметром от 0.5 до 5 мм. Отдельные капли дождя оставляют на поверхности воды след в виде расходящегося круга, а на поверхности сухих предметов - в виде мокрого пятна.
Переохлаждённый дождь - жидкие осадки в виде капель диаметром от 0.5 до 5 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до −15°) - падая на предметы, капли смерзаются и образуется гололёд.
Ледяной дождь - твердые осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до −15°) в виде твёрдых прозрачных шариков льда диаметром 1-3 мм. Внутри шариков находится незамёрзшая вода - падая на предметы, шарики разбиваются на скорлупки, вода вытекает и образуется гололёд.
Снег - твердые осадки, выпадающие (чаще всего при отрицательной температуре воздуха) в виде снежных кристаллов (снежинок) или хлопьев. При слабом снеге горизонтальная видимость (если нет других явлений - дымки, тумана и т. п.) составляет 4-10 км, при умеренном 1-3 км, при сильном снеге - менее 1000 м (при этом усиление снегопада происходит постепенно, так что значения видимости 1-2 км и менее наблюдаются не ранее чем через час после начала снегопада). В морозную погоду (температура воздуха ниже −10…-15°) слабый снег может выпадать из малооблачного неба. Отдельно отмечается явление мокрый снег - смешанные осадки, выпадающие при положительной температуре воздуха в виде хлопьев тающего снега.
Дождь со снегом - смешанные осадки, выпадающие (чаще всего при положительной температуре воздуха) в виде смеси капель и снежинок. Если дождь со снегом выпадает при отрицательной температуре воздуха, частицы осадков намерзают на предметы и образуется гололёд.
Моросящие осадки - характеризуются небольшой интенсивностью, монотонностью выпадения без изменения интенсивности; начинаются и прекращаются постепенно. Длительность непререрывного выпадения составляет обычно несколько часов (а иногда 1-2 суток). Выпадают из слоистых облаков или тумана; при этом в большинстве случаев облачность сплошная (10 баллов) и лишь изредка значительная (7-9 баллов, - обычно в начале или конце периода выпадения осадков). Часто сопровождаются ухудшением видимости (дымка, туман).
Морось - жидкие осадки в виде очень мелких капель (диаметром менее 0.5 мм), как бы парящих в воздухе. Сухая поверхность намокает медленно и равномерно. Осаждаясь на поверхность воды не образует на ней расходящихся кругов.
Переохлаждённая морось - жидкие осадки в виде очень мелких капель (диаметром менее 0.5 мм), как бы парящих в воздухе, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до −15°) - оседая на предметы, капли смерзаются и образуется гололёд.
Снежные зёрна - твердые осадки в виде мелких непрозрачных белых частиц (палочек, крупинок, зёрен) диаметром менее 2 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха.
Ливневые осадки - характеризуются внезапностью начала и конца выпадения, резким изменением интенсивности. Длительность непререрывного выпадения составляет обычно от нескольких минут до 1-2 часов (иногда несколько часов, в тропиках - до 1-2 суток). Нередко сопровождаются грозой и кратковременным усилением ветра (шквалом). Выпадают из кучево-дождевых облаков, при этом количество облаков может быть как значительным (7-10 баллов), так и небольшим (4-6 баллов, а в ряде случаев даже 2-3 балла). Главным признаком осадков ливневого характера является не их высокая интенсивность (ливневые осадки могут быть и слабыми), а именно сам факт выпадения из конвективных (чаще всего кучево-дождевых) облаков, что и определяет колебания интенсивности осадков. В жаркую погоду слабый ливневой дождь может выпадать из мощно-кучевых облаков, а иногда (очень слабый ливневой дождь) - даже из средних кучевых облаков.
Ливневой дождь - дождь ливневого характера.
Ливневой снег - снег ливневого характера. Характеризуется резкими колебаниями горизонтальной видимости от 6-10 км до 2-4 км (а порой до 500-1000 м, в ряде случаев даже 100-200 м) в течение периода времени от нескольких минут до получаса (снежные «заряды»).
Ливневой дождь со снегом - смешанные осадки ливневого характера, выпадающие (чаще всего при положительной температуре воздуха) в виде смеси капель и снежинок. Если ливневой дождь со снегом выпадает при отрицательной температуре воздуха, частицы осадков намерзают на предметы и образуется гололёд.
Снежная крупа - твердые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха около нуля° и имеющие вид непрозрачных белых крупинок диаметром 2-5 мм; крупинки хрупкие, легко раздавливаются пальцами. Нередко выпадает перед ливневым снегом или одновременно с ним.
Ледяная крупа - твердые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха от −5 до +10° в виде прозрачных (или полупрозрачных) ледяных крупинок диаметром 1-3 мм; в центре крупинок - непрозрачное ядро. Крупинки достаточно твёрдые (раздавливаются пальцами с некоторым усилием), при падении на твёрдую поверхность отскакивают. В ряде случаев крупинки могут быть покрыты водяной плёнкой (или выпадать вместе с капельками воды), и если температура воздуха ниже нуля°, то падая на предметы, крупинки смерзаются и образуется гололёд.
Град - твердые осадки, выпадающие в теплое время года (при температуре воздуха выше +10°) в виде кусочков льда различной формы и размеров: обычно диаметр градин составляет 2-5 мм, но в ряде случаев отдельные градины достигают размеров голубиного и даже куриного яйца (тогда град наносит значительные повреждения растительности, поверхностей автомобилей, разбивает оконные стёкла и т. д.). Продолжительность града обычно невелика - от 1-2 до 10-20 минут. В большинстве случаев град сопровождается ливневым дождём и грозой.
Неклассифицированные осадки
Ледяные иглы - твёрдые осадки в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в воздухе, образующиеся в морозную погоду (температура воздуха ниже −10…-15°). Днём сверкают в свете лучей солнца, ночью - в лучах луны или при свете фонарей. Нередко ледяные иглы образуют в ночное время красивые светящиеся «столбы», идущие от фонарей вверх в небо. Наблюдаются чаще всего при ясном или малооблачном небе, иногда выпадают из перисто-слоистых или перистых облаков. Ледяные иглы
Осадки, образующиеся на поверхности земли и на пред метах
Роса - капельки воды, образующиеся на поверхности земли, растениях, предметах, крышах зданий и автомобилей в результате конденсации содержащегося в воздухе водяного пара при положительной температуре воздуха и почвы, малооблачном небе и слабом ветре. Чаще всего наблюдается в ночные и ранние утренние часы, может сопровождаться дымкой или туманом. Обильная роса может вызвать измеримое количество осадков (до 0.5 мм за ночь), стекание на землю воды с крыш.
Иней - белый кристаллический осадок, образующийся на поверхности земли, траве, предметах, крышах зданий и автомобилей, снежном покрове в результате сублимации содержащегося в воздухе водяного пара при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом ветре. Наблюдается в вечерние, ночные и утренние часы, может сопровождаться дымкой или туманом. По сути дела это аналог росы, образующийся при отрицательной температуре. На ветках деревьев, проводах иней отлагается слабо (в отличие от изморози) - на проводе гололёдного станка (диаметр 5 мм) толщина отложения инея не превышает 3 мм.
Кристаллическая изморозь - белый кристаллический осадок, состоящий из мелких тонкоструктурных блестящих частиц льда, образующийся в результате сублимации содержащегося в воздухе водяного пара на ветвях деревьев и проводах в виде пушистых гирлянд (легко осыпающихся при встряхивании). Наблюдается в малооблачную (ясно, или облака верхнего и среднего яруса, или разорванно-слоистые) морозную погоду (температура воздуха ниже −10…-15°), при дымке или тумане (а иногда и без них) при слабом ветре или штиле. Отложение изморози происходит, как правило, в течение нескольких часов ночью, днём она постепенно осыпается под воздействием солнечных лучей, однако в облачную погоду и в тени может сохраняться в течение всего дня. На поверхности предметов, крышах зданий и автомобилей изморозь отлагается очень слабо (в отличие от инея). Впрочем, нередко изморозь сопровождается инеем.
Зернистая изморозь - белый рыхлый снеговидный осадок, образующийся в результате оседания мелких капелек переохлаждённого тумана на ветвях деревьев и проводах в облачную туманную погоду (в любое время суток) при температуре воздуха от нуля до −10° и умеренном или сильном ветре. При укрупнении капель тумана может перейти в гололёд, а при понижении температуры воздуха в сочетании с ослаблением ветра и уменьшением количества облачности в ночное время - в кристаллическую изморозь. Нарастание зернистой изморози продолжается столько, сколько длится туман и ветер (обычно несколько часов, а иногда и несколько суток). Сохранение отложившейся зернистой изморози может продолжаться несколько суток.
Гололёд - слой плотного стекловидного льда (гладкого или слегка бугристого), образующийся на растениях, проводах, предметах, поверхности земли в результате намерзания частиц осадков (переохлаждённой мороси, переохлаждённого дождя, ледяного дождя, ледяной крупы, иногда дождя со снегом) при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Наблюдается при температуре воздуха чаще всего от нуля до −10° (иногда до −15°), а при резком потеплении (когда земля и предметы ещё сохраняют отрицательную температуру) - при температуре воздуха 0…+3°. Сильно затрудняет передвижение людей, животных, транспорта, может приводить к обрывам проводов и обламыванию ветвей деревьев (а иногда и к массовому падению деревьев и мачт линий электропередач). Нарастание гололёда продолжается столько, сколько длятся переохлаждённые осадки (обычно несколько часов, а иногда при мороси и тумане - несколько суток). Сохранение отложившегося гололёда может продолжаться несколько суток.
Гололедица - слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы (переход к отрицательным значениям температуры). В отличие от гололёда, гололедица наблюдается только на земной поверхности, чаще всего на дорогах, тротуарах и тропинках. Сохранение образовавшейся гололедицы может продолжаться много дней подряд, пока она не будет покрыта сверху свежевыпавшим снежным покровом или не растает полностью в результате интенсивного повышения температуры воздуха и почвы.
Почти каждый человек интересуется, как появляются осадки, и я не исключение, потому, что живу в очень дождливом и снежном месте. Ещё в 4 года мне было интересно, откуда появляются облака, и как за несколько часов они прибывают в район моего места жительства. И еще я открыл для себя совсем недавно, почему осадки измеряют в миллиметрах.
Появление осадков
Дождь и снег - это разное состояние осадков. Эти явления считаются частью круговорота во всей природе. Жидкость в разных водоёмах испаряется и превращается в плотные облака, а потом выливается, покрывая поверхность земли.
Существуют осадки неклассифицированного типа, например.
- Иглы. Небольшие ледяные кристаллы, выпадающие со снегом.
- Роса. Это маленькие капли воды, которые появляются в утреннее или вечернее время.
- Иней. Небольшой слой снега, возникающий при небольшом ветре и сильном холоде.
Ещё есть осадки квалифицированные, например, обложные и ливневые. Начну со вторых. Известно, что в средних широтах такие обильные осадки продолжаются лишь несколько часов, а появляются и пропадают внезапно. При этом облачность может простираться по небу неравномерно, занимать малые площади.
Обложные осадки отличаются продолжительностью, которая достигает больше дня, и интенсивностью. Дожди и снега при сравнении с ливневыми осадками не такие сильные. Облачность при этом равномерно простирается по небу на большие расстояния, занимает большие площади.
В каких единицах измеряют осадки
Я буквально недавно понял, почему метеорологи считают количество снега и дождя в миллиметрах, а не иначе. Ведь встаешь так с утра и слышишь, как метеорологи передают, что снега выпало всего 15 миллиметров. Выходишь на улицу, а его намного больше - по колено, т.е. больше 40 см.
Но тут все просто. Если растопить 1 кв. м снега (толщиной по колено) в специальной емкости, то получится совсем небольшой слой в «осадкометре», где производят измерения.
Метеорологи заявляют, что скоро осадков может выпадать меньше летом и зимой из-за глобального потепления, что вызывает тревогу у многих сельскохозяйственных работников.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
О том, как образуются осадки, наверное, не слышал только ленивый. Я сам не помню, когда узнал об этом впервые, но точно до того, как пошел в первый класс. Возможно, в этом заслуга моего отца, который хорошо занимался моим образованием.
Как появляются осадки
Начнем с того, что осадки являются водой в каком-либо агрегатном состоянии. Такое явление является неотъемлемой частью круговорота воды в природе. Вода в озерах, реках или морях испаряется, превращаясь в облака, а затем вновь орошает землю в виде дождя или снега. К слову, снег и дождь бывают разных типов.
Обложные осадки встречаются довольно часто. Они начинаются постепенно и так же постепенно заканчиваются (снег, дождь, дождь со снегом, ледяной дождь). Продолжаются от двух часов до нескольких суток. Моросящие осадки продолжаются чуть меньше, обычно это небольшой (грибной) дождик или снежные зерна (вроде снега, но, в отличие от снежинок, формы не имеют). Ливневые осадки очень обильны, до нескольких дней могут продолжаться только в тропиках (ливневый дождь, снежная и ледяная крупа, град).
Различают также неклассифицированные осадки, среди них:
- ледяные иглы (маленькие кристаллики льда, которые иногда выпадают вместе со снегом);
- роса (меленькие капельки влаги, которые можно увидеть утром или вечером);
- иней (тонкий слой снега, возникает при слабом ветре и низкой температуре воздуха).
Почему осадки измеряются в миллиметрах
В детстве меня немного озадачивал тот факт, что осадки измеряются в миллиметрах. Иной раз выйдешь на улицу в –20, снега выше колена, а из телевизора синоптик говорит, что выпало всего-то 17 мм.
На самом деле тут все относительно просто. Синоптики (или, правильнее сказать, метеорологи) миллиметром называют литр воды, который выпал на один квадратный метр.
На многих метеостанциях имеются специальные емкости, куда попадают осадки, что выпали за сутки. Затем все осадки сливаются в специальный сосуд. Весь объем воды в таком «осадкометре» делят на площадь поперечного сечения сосуда. Отсюда и выражение величины выпавших осадков в миллиметрах.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Для моего хлебоносного края юга Украины очень важным является фактор осадков. Профессия моего отца связана с сельским хозяйством. Он – главный агроном. Именно от отца я впервые узнал, откуда берутся и насколько важны дожди и снега. От выпадения осадков в правильное время и в нужном количестве зависит урожайность, а значит, и благополучие огромного количества людей, живущих за счет лучших на планете черноземов.
От каких факторов зависит формирование осадков
Жители юга Украины на практике, отлично усвоили, что грозные черные тучи на небе – не значат, что разверзнуться небесные хляби и пойдет ливень. Висящие неделями тяжелые облака могут уйти, не пролив на изможденную засухой землю ни капли. Для того, чтобы выпал дождь, нужно сочетание большого числа факторов:
- Солнечного тепла.
- Теплых течений Мирового океана.
- Атмосферного давления.
- Кристаллов соли, пыли, песка, пепла.
От испарения до дождя
Под воздействием тепловой энергии солнца, температура верхних слоев водной поверхности больших и малых водоемов поднимается до предела, при котором происходит испарение. Вода в газообразном состояние поднимается вверх. С высотой опускается температура воздуха. Мельчайшие капли формируют облака и, под воздействием ветра и атмосферного давления, отправляются в путь. Вокруг мельчайших частиц пыли и песка при низких температурах формируются капли побольше. Массивные сконденсированные капли уже не могут удерживаться наверху, выпадая на землю осадками. Если температура воздуха недалеко от поверхности также низкая, может выпасть ледяной дождь.
Основной источник влаги
Большие циклоны формируются исключительно в океанах. Испарения морей и озер недостаточны для прохождения существенных осадков. Почему же в одних прибрежных регионах проходят дожди, а другие изнывают от засухи? Все дело в характере течений, проходящих недалеко от суши. В областях с холодными течениями осадки - редкость.
Для Европы характерна зависимость от сильного теплого течения – Гольфстрим. Основная часть циклонов приходит в наши земли с Атлантики.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
У кого есть дети, тот отлично знает на сколько разных «почему» приходится отвечать ежедневно . Вот и совсем недавно пришлось провести целый урок с сыном на эту тему.
Как образуются облака и осадки
Одно из наиболее важных и уникальных свойств атмосферы нашей планеты - достаточное количество пара для формирования облаков . Погода в большей степени характеризуется тем, есть ли облака на небе, стоит сухая погода или идет дождь. Но откуда берется вся та вода, что становится дождем , и как она удерживается в воздухе? Всем известно, что осадки выпадают из облаков, и если подняться на самолете над ними, можно увидеть яркое Солнце. А как формируются облака?
Пар, находящийся в воздухе, невидим, однако при понижении температуры окружающей среды происходит его конденсация, и тогда мы видим облака. По сути, осадки - это вода в твердом либо жидком состоянии, выпадающая из облаков или оседающая на поверхности предметов или земли. Это результат конденсации в воздухе водяного пара. Процесс испарения идет постоянно , независимо от того, какую температуру показывает градусник за окном. Единственная разница в том, что чем выше температура, тем интенсивнее протекает этот процесс.
Какие бывают облака
Относительно высоты различают такие облака:
- нижнего яруса - их высота невелика, около 2000 метров;
- среднего яруса - высота их «полета» от 2000 до 7000 метров;
- верхний ярус занимают облака, высота которых не менее 7000 метров;
- облако вертикального развития наблюдается на высоте менее 2000 метров.
Классификация осадков
Существует довольно обширная классификация этого природного явления, и потому я кратко опишу основные виды . Когда подразумевают природу происхождения, различают:
- орографические - наблюдаются на горных склонах и отличаются обильностью;
- фронтальные - становятся результатом встречи различных по температуре масс воздуха;
- конвективные - происходят благодаря интенсивному нагреву земной поверхности и, следовательно, обильному испарению.
Что касается характера выпадения , различают следующие виды:
- моросящие - мелкие капельки на небольшой территории;
- обложные - достаточно длительные, и охватывают внушительные территории;
- ливневые - характеризуются непродолжительностью, но охватывая небольшую территорию выпадают наиболее интенсивно.
Абсолютные максимум и минимум
Рекордсменом по количеству осадков являются острова Гавайи - 11748 мм/год . Противоположное значение - минимум, зафиксировано в Ливийской пустыне - менее 40 мм/год . При этом осадки там могут отсутствовать долгие годы.
Полезно0 Не очень
Классификация осадков. По виду атмосферные осадки делятся на жидкие, твердые и наземные.
К жидким осадкам относятся:
дождь – осадки в виде капель различного размера диаметром 0,5–7 мм;
морось – мелкие капельки диаметром 0,05–0,5 мм, находящиеся как бы во взвешенном состоянии.
К твердым осадкам относятся:
снег – кристаллы льда, образующие различного рода снежинки (пластинки, иглы, звезды, столбики) размером 4–5 мм. Иногда снежинки объединены в хлопья снега, размеры которых могут достигать 5 см и более;
снежная крупа – осадки в виде непрозрачных сферических крупинок белого или матово-белого (молочного) цвета диаметром от 2 до 5 мм;
ледяная крупа – твердые прозрачные с поверхности частицы, имеющие в центре непрозрачное матовое ядро. Диаметр крупинок от 2 до 5 мм;
град– более или менее крупные кусочки льда (градины), имеющие сферическую или неправильную форму и сложную внутреннюю структуру. Диаметр градин колеблется в очень широких пределах: от 5 мм до 5–8 см. Известны случаи, когда выпадали градины весом 500 г и более.
Если осадки не выпадают из облаков, а осаждаются из атмосферного воздуха на поверхности земли или на предметах, то такие осадки называются наземными. К ним относятся:
роса – мельчайшие капли воды, конденсирующиеся на горизонтальных поверхностях предметов (палубе, шлюпочных тентах и пр.) за счет радиационного выхолаживания их в ясные безоблачные ночи. Небольшой ветер (0,5–10 м/с) способствует образованию росы. Если температура горизонтальных поверхностей ниже нуля, то водяной пар в аналогичных условиях сублимируется на них и образуется иней – тонкий слой ледяных кристаллов;
жидкий налет– мельчайшие капли воды или сплошная водяная пленка, образующиеся в пасмурную и ветреную погоду на наветренных преимущественно вертикальных поверхностях холодных предметов (стенки надстроек, защитные устройства лебедок, кранов и пр.).
гололед – это ледяная корка, образующаяся при условии, если температура указанных поверхностей ниже 0 °С. Кроме того на поверхностях судна может образовываться твердый налет – слой густо или плотно сидящих на поверхности кристаллов или тонкий сплошной слой гладкого прозрачного льда.
В туманную морозную погоду при слабом ветре на оснастке судна, выступах, карнизах, проводах и пр. может образовываться зернистая или кристаллическая изморозь. В отличие от инея изморозь не образуется на горизонтальных поверхностях. Рыхлое строение изморози отличает ее от твердого налета. Зернистая изморозь образуется при температуре воздуха от –2 до – 7 °С вследствие намерзания на предмет переохлажденных капель тумана, а кристаллическая изморозь, представляющая собой белый осадок из кристаллов тонкой структуры, образуется ночью при безоблачном небе или тонких облаках из частиц тумана или дымки при температуре от –11 до –2 °С и выше.
По характеру выпадения атмосферные осадки делятся на ливневые, обложные и моросящие.
Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых (грозовых) облаков. Летом это крупнокапельный дождь (иногда с градом), а зимой – обильный снегопад с частой сменой форм снежинок, снежной или ледяной крупы. Обложные осадки выпадают из слоисто-дождевых (летом) и высокослоистых (зимой) облаков. Они характеризуются небольшими колебаниями интенсивности и большой длительностью выпадения.
Моросящие осадки выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков в виде мелких капель диаметром не более 0,5 мм, опускающихся с очень малыми скоростями.
По интенсивности осадки подразделяются на сильные, умеренные и слабые.
Облака и осадки.
Облака верхнего яруса.
Cirrus (Ci )– русское название перистые, отдельные высокие, тонкие, волокнистые, белого цвета, часто шелковистые облака. Их волокнистый и перистый вид вызван тем, что они состоят из ледяных кристаллов.
Cirrus появляются в виде изолированных пучков; длинных, тонких линий; перьев, похожих на дымовые факелы, изогнутых полос. Перистые облака могут размещаться параллельными полосами, которые пересекают небо и, кажется, сходятся в одной точке на горизонте. Это будет направление на область низкого давления. Из-за их высоты они становятся освещенными раньше, чем другие облака утром, и остаются освещенными после того, как Солнце зайдет. Cirrus вообще связаны с ясной погодой, но если за ними следуют более низкие и более плотные облака, то в дальнейшем может быть дождь или снег.
Cirrocumulus (Cc ) , русское название перисто-кучевые, - это высокие облака, состоящие из маленьких белых хлопьев. Обычно освещенности они не уменьшают. Размещаются они на небе отдельными группами из параллельных линий, часто как рябь, похожая на песок на побережье или волны на море. Cirrocumulus состоят из ледяных кристаллов и сопутствуют ясной погоде.
Cirrostratus (Cs ), русское название перисто-слоистые, - тонкие, белые, высокие облака, иногда покрывающие небо полностью и придающие ему молочный оттенок, более или менее отчетливый, напоминающий тонкую запутанную сеть. Ледяные кристаллы, из которых они состоят, преломляют свет, и образуют гало с Солнцем или Луной в центре. Если в дальнейшем облака утолщаются и понижаются, то можно ждать выпадения осадков примерно через 24 часа. Это облака системы теплого фронта.
Облака верхнего яруса осадков не дают.
Облака среднего яруса. Осадки.
Altocumulus (Ac ), русское название высококучевые, - облака среднего яруса, состоящие из слоя больших отдельных шарообразных масс. Altocumulus (Ac) похожи на облака верхнего яруса сirrocumulus. Поскольку они лежат ниже, их плотность, водность и размеры отдельных структурных элементов больше, чем у сirrocumulus. Altocumulus (Ac) могут различаться по толщине. Они могут быть от ослепительно белых, если они освещены Солнцем, до темно-серых, если закрывают все небо. Их часто ошибочно принимают за stratocumulus. Иногда отдельные структурные элементы сливаются и образуют ряд больших валов, подобно океанским волнам, с полосами синего неба между ними. Эти параллельные полосы отличаются от cirrocumulus тем, что они появляются на небе большими плотными массами. Иногда аltocumulus появляются перед грозой. Осадков они как правило не дают.
Altostratus (As ) , русское название высокослоистые , - облака среднего яруса, имеющие вид сероволокнистого слоя. Солнце или Луна, если они видны, просвечиваются, как через матовое стекло, часто с венцами вокруг светила. Гало в этих облаках не образуются. Если эти облака утолщаются, понижаются, или превращаются в низкие рваные Nimbostratus, то из них начинают выпадать осадки. Тогда следует ожидать затяжных дождей или снега (на протяжении нескольких часов). В теплое время года капли из аltostratus, испаряясь, не долетают до поверхности земли. В зимнее время они могуи давать значительные снегопады.
Облака нижнего яруса. Осадки.
Stratocumulus (Sc ) русское название слоисто-кучевые – низкие облака, выглядят мягкими, серыми массами, похожими на волны. Они могут быть сформированы в длинные, параллельные валы, подобные аltocumulus. Иногда из них выпадают осадки.
Stratus (St ), русское название слоистые, - низкие однородные облака, напоминающие туман. Часто их нижняя граница находится на высоте не более 300 м. Завеса плотных stratus придает небу туманный вид. Они могут лежать на самой поверхности земли и их тогда называют туманом. Stratus могут быть плотными, и так плохо пропускать солнечный свет, что Солнце вообще не видно. Они, как одеялом, покрывают Землю. Если посмотреть сверху (пробившись на самолете сквозь толщу облаков), то освещенные солнцем они ослепительно белые. Сильный ветер иногда разрывает stratus в клочья, называемые stratus fractus.
Из этих облаков зимой могут выпадать легкие ледяные иглы, а в летнее время – морось – очень мелкие капли, взвешенные в воздухе и постепенно оседающие. Морось бывает из сплошных низких stratus или из лежащих на поверхности Земли, то есть из тумана. Туман очень опасен в мореплавании. Переохлажденная морось может вызвать обледенение судна.
Nimbostratus (Ns ) , русское название слоисто-дождевые, - низкие, темные. Слоистые, бесформенные облака, почти однородные, но иногда с влажными клочьями под нижним основанием. Nimbostratus обычно охватывают огромные территории, измеряемые сотнями километров. На всей этой огромной территории одновременно идет снег или дождь. Осадки выпадают долгие часы (до 10 часов и больше), капли или снежинки имеют небольшие размеры, интенсивность небольшая, но за это время может выпасть значительное количество осадков. Их называют обложными. Аналогичные осадки могут выпадать еще из Altostratus, а иногда и из Stratocumulus.
Облака вертикального развития. Осадки.
Cumulus (Cu ) . Русское название кучевые , - плотные облака, образующиеся в поднимающемся по вертикали воздухе. При подъеме воздух адиабатически охлаждается. Когда его температура достигнет точки росы, начинается конденсация и возникает облако. Cumulus имеют горизонтальное основание, выпуклую верхнюю и боковые поверхности. Cumulus появляются в виде отдельных хлопьев, и никогда не закрывают небо. Когда вертикальное развитие небольшое, облака похожи на клочья ваты или цветную капусту. Cumulus называются облаками «хорошей погоды». Они обычно появляются к полудню, а к вечеру исчезают. Однако Cu могут сливаться с аltocumulus, или вырастать и превращаться в грозовые сumulonimbus. Cumulus отличаются большой контрастностью: белой, освещенной Солнцем, и теневой стороны.
Cumulonimbus (Cb ), русское название кучево-дождевые , - массивные облака вертикального развития, поднимающиеся громадными столбами на большую высоту. Эти облака начинаются в самом нижнем ярусе и простираются до тропопаузы, а иногда заходят и в нижнюю стратосферу. Они выше самых высоких гор на Земле. Особенно велика их вертикальная мощность в экваториальных и тропических широтах. Верхняя часть Cumulonimbus состоит из ледяных кристаллов, часто растягивающихся по ветру в форме наковальни. В море вершина сumulonimbus может быть видна на большом расстоянии, когда основание облака еще находится за горизонтом.
Cumulus и сumulonimbus называют облаками вертикального развития. Они образуются в результате термической и динамической конвекции. На холодных фронтах сumulonimbus возникают в результате динамической конвекции.
Эти облака могут появляться в холодном воздухе в тыловой части циклона и в передней части антициклона. Здесь они образуются в результате термической конвекции и дают, соответственно, внутримассовые, локальные ливневые осадки. Cumulonimbus и связанные с ними ливни над океанами чаще бывают в ночное время, когда над водной поверхностью воздух термически неустойчивый.
Особенно мощные сumulonimbus развиваются вр внутритропической зоне конвергенции (у экватора) и в тропических циклонах. С сumulonimbus связаны такие атмосферные явления как ливневый дождь, ливневый снег, снежная крупа, гроза, град, радуга. Именно с сumulonimbus связаны смерчи (торнадо), наиболее интенсивные и наиболее часто наблюдающиеся в тропических широтах.
Ливневый дождь (снег) характеризуется крупными каплями (хлопьями снега), внезапным началом, внезапным окончанием, значительной интенсивностью и небольшой продолжительностью (от 1-2 мин до 2 часов). Ливневый дождь летом часто сопровождается грозой.
Ледяная крупа представляет собой твердые непрозрачные льдинки размерами до 3 мм, сверху влажные. Ледяная крупа выпадает вместе с ливневым дождем весной и осенью.
Снежная крупа имеет вид непрозрачных мягких крупинок белого уветв от 2 до 5 мм в диаметре. Снежная крупа наблюдается при шквалистом усилении ветра. Часто снежная крупа наблюдается одновременно с ливневым снегом.
Град выпадает только в теплое время года исключительно при ливнях и грозах их наиболее мощных сumulonimbus и продолжается обычно не более 5-10 мин. Это кусочки льда слоистой структуры величиной с горошину, но бывают и много больших размеров.
Другие осадки.
Нередко наблюдаются осадки в виде капель, кристаллов или льда на поверхности Земли или предметов, не выпадающие из облаков, а осаждающиеся из воздуха при безоблачном небе. Это роса, иней, изморозь.
Роса капли, которые появляются на палубе летом в ночное время. При отрицательной температуре образуется иней. Изморозь – кристаллы льда на проводах, осноствке судна, стойках, реях, мачтах. Образуется изморозь ночью, чаще когда туман или дымка, при температурах воздуха ниже -11°С.
Гололед чрезвычайно опасное явление. Это ледяная корка, возникающая от замерзания переохлажденного тумана, мороси, капель дождя или капель на переохлажденных предметах, особенно на наветренных поверхностях. Подобное явление возникает и от забрызгивания или заливания палубы морской водой при отрицательных температурах воздуха.
Определение высоты облака.
В море высоты облаков часто определяются приблизительно. Это трудная задача, особенно ночью. Высота нижнего основания облаков вертикального развития (любая разновидность сumulus), если они образовались в результате термической конвекции, может быть определена по показаниям психрометра. Высота, на которую воздух должен подняться, прежде чем начнется конденсация, пропорциональна разности между температурой воздуха t и точкой росы t d . В море, эта разность, умножается на 126,3 и получается высота нижней границы кучевых облаков Н в метрах. Эта эмпирическая формула выглядит:
H = 126,3 (t – t d ). (4)
Высота основания слоистообразных облаков нижнего яруса (St , Sc , Ns ) может быть определена по эмпирическим формулам:
H = 215 (t – t d ) (5)
H = 25 (102 - f ); (6)
где f – относительная влажность.
Видимость. Туманы.
Видимостью называется то максимальное расстояние по горизонтали, на котором предмет может быть определенно виден и распознан при дневном свете. При отсутствии каких-либо примесей в воздухе она составляет до 50 км (27 морских миль).
Видимость снижается из-за наличия в воздухе жидких и твердых частиц. Видимость ухудшают дым, пыль, песок, вулканическ5ий пепел. Такое наблюдается, когда стоит туман, смог, мгла, при выпадении осадков. Дальность видимости убывает от брызг в море в штормовую погоду при силе ветра 9 и более баллов (40 узлов, около 20 м/с). Видимость становится хуже при низкой сплошной облачности и в сумерках.
Мгла
Мгла – это помутнение атмосферы из-за взвешенных в ней твердых частиц, таких как пыль, а также из-за дыма, гари и др. При сильной мгле видимость понижается до сотен, а иногда до десятков метров, как при густом тумане. Мгла, как правило, является следствием пыльных (песчаных) бурь. В воздух сильным ветром поднимаются даже сравнительно крупные частицы. Это типичное явление пустынь и распаханных степей. Крупные частицы распространяются в самом нижнем слое и оседают вблизи своего очага. Мелкие частицы разносятся течениями воздуха на большие расстояния, а вследствие турбулентности воздуха проникают вверх на значительную высоту. Мелкодисперсная пыль сохраняется в воздухе длительное время, часто при полном отсутствии ветра. Цвет Солнца становится коричневатым. Относительная влажность при этих явлениях низкая.
Пыль может переносится на большие расстояния. Она отмечалась на Больших и Малых Антильских островах. Пыль из Аравийских пустынь воздушными течениями выносится в Красное море и в Персидский залив.
Однако при мгле никогда не бывает столь плохой видимости, какая наблюдается при туманах.
Туманы. Общая характеристика.
Туманы представляют одну из наибольших опасностей для мореплавания. На их совести много аварий, человеческих жизней, затонувших судов.
О тумане говорят, когда горизонтальная видимость из-за содержания в воздухе капель или кристаллов воды становится менее 1 км. Если видимость более 1 км, но не более 10 км, то такое ухудшение видимости называется дымкой. Относительная влажность воздуха при тумане обычно более 90%. Сам по себе водяной пар видимости не уменьшает. Видимость снижают капли и кристаллы воды, т.е. продукты конденсации водяного пара.
Конденсация происходит, при перенасыщении воздуха водяным паром и наличии ядер конденсации. Над морем это, в основном, мелкие частицы морской соли. Перенасыщение воздуха водяным паром происходит при охлаждении воздуха или в случаях дополнительного поступления водяного пара, а иногда в результате смешения двух воздушных масс. В соответствии с этим, различают туманы охлаждения, испарения и смешения.
По интенсивности (по величине дальности видимости Д n) туманы делятся на:
сильные Д n 50 м;
умеренные 50 м<Д n <500 м;
слабые 500 м<Д n < 1000 м;
сильная дымка 1000 м<Д n <2000 м;
слабая дымка 2000 м<Д n <10 000 м.
По агрегатному состоянию туманы подразделяются на капельно-жидкие, ледяные (кристаллические) и смешанные. Условия видимости наихудшие в ледяных туманах.
Туманы охлаждения
Водяной пар конденсируется в результате охлаждения воздуха до точки росы. Так образуются туманы охлаждения – наибольшая группа туманов. Они могут быть радиационными, адвективными и орографическими.
Радиационные туманы. Поверхность Земли излучает длинноволновую радиацию. Днем потери энергии перекрываются приходом солнечной радиации. Ночью радиационное излучение приводит к понижению температуры поверхности Земли. В ясные ночи охлаждение подстилающей поверхности происходит интенсивнее, чем в пасмурную погоду. Охлаждается и прилегающий к поверхности воздух. Если охлаждение будет до точки росы и ниже, то в безветренную погоду образуется роса. Для образования тумана необходим слабый ветер. В этом случае, в результате турбулентного перемешивания, охлаждается некий объем (слой) воздуха и в этом слое образуется конденсат, т.е. туман. Сильный ветер приводит к перемешиванию больших объемов воздуха, рассеянию конденсата и его испарению, т.е. к исчезновению тумана.
Радиационный туман может простираться до высоты 150 м. Он достигает максимальной интенсивности перед, или вскоре после восхода Солнца, к моменту наступления минимальной температуры воздуха. Условия необходимые для образования радиационного тумана:
Большая влажность воздуха в нижних слоях атмосферы;
Устойчивая стратификация атмосферы;
Малооблачная или ясная погода;
Слабый ветер.
Исчезает туман с прогреванием земной поверхности после восхода Солнца. Температура воздуха растет и капли испаряются.
Над водной поверхностью радиационные туманы не образуются. Суточные колебания температуры поверхности воды, а соответственно и воздуха, очень малы. Температура ночью почти такая же, как и днем. Радиационного выхолаживания не происходит, нет и конденсации водяного пара. Тем не менее, радиационные туманы могут создавать проблемы в мореплавании. В прибрежных районах туман, как единое целое, стекает с холодным, а значит и тяжелым, воздухом на водную поверхность. Это может усиливаться еще и ночным бризом с суши. Даже облака, образовавшиеся ночью над возвышенными побережьями, могут переноситься ночным бризом на поверхность воды, что наблюдается на многих побережьях умеренных широт. Облачная шапка с холма часто стекает вниз, закрывая подходы к берегу. Не один раз это приводило к столкновению судов (порт Гибралтар).
Адвективные туманы. Адвективные туманы возникают в результате адвекции (горизонтального переноса) теплого влажного воздуха на холодную подстилающую поверхность.
Адвективные туманы могут одновременно охватывать огромные пространства по горизонтали (многие сотни километров), а по вертикали простираться до 2-х километров. Они не имеют суточного хода и могут существовать длительное время. Над сушей ночью они усиливаются за счет радиационных факторов. В таком случае их называют адвективно-радиационными. Адвективные туманы бывают и при значительных ветрах, при условии, что стратификация воздуха устойчивая.
Эти туманы наблюдаются над сушей в холодное время года при заходах на нее относительно теплого и влажного воздуха с водной поверхности. Такое явление происходит в Туманном Альбионе, Западной Европе, прибрежных районах. В последнем случае, если туманы охватывают сравнительно небольшие территории, они называются приморскими.
Адвективные туманы – наиболее частые туманы в океане, бывают у побережий и в глубине океанов. Они всегда стоят над холодными течениями. В открытом море их можно встретить также в теплых секторах циклонов, в которых наблюдается перенос воздуха из более теплых районов океана.
У берегов они могут встретиться в любое время года. Зимой они, образуясь над сушей, могут частично сползать на водную поверхность. Летом адвективные туманы бывают у берегов в тех случаях, когда теплый влажный воздух с континента в процессе циркуляции переходит на относительно холодную водную поверхность.
Признаки скорого исчезновения адвективного тумана:
- изменение направления ветра;
- исчезновение теплого сектора циклона;
- начавшийся дождь.
Орографические туманы. Орографические туманы или туманы склонов образуются в горной местности при малоградиентном барическом поле. Они связаны с долинным ветром и наблюдаются только днем. Воздух долинным ветром поднимается вверх по склону и адиабатически охлаждается. Как только температура достигнет точки росы, начинается конденсация и образуется облако. Для жителей склона это будет туман. Такие туманы мореплаватели могут встретить у гористых берегов островов и континентов. Туманы могут закрывать на склонах важные ориентиры.
Туманы испарения
Конденсация водяного пара может происходить не только в результате охлаждения, но и при перенасыщении воздуха водяным паром из-за испарения воды. Испаряющаяся вода должна быть теплой, а воздух холодным, разность температур – не менее 10 °С. Стратификация холодного воздуха устойчивой. При этом в самом нижнем приводном слое устанавливается неустойчивая стратификация. Это вызывает поток большого количества водяного пара в атмосферу. Он тут же будет конденсироваться в холодном воздухе. Возникает туман испарения. Часто он невелик по вертикали, но его плотность очень большая и соответственно видимость очень плохая. Иногда из тумана торчат только мачты судна. Такие туманы наблюдаются над теплыми течениями. Они свойственны району Ньюфаунленда, на стыке теплого течения Гольфстрим и холодного Лабрадорского течения. Это район интенсивного судоходства.
В заливе святого Лаврентия туман иногда простирается по вертикали до 1500м. При этом температура воздуха может быть ниже 9°С мороза и ветер почти штормовой силы. Туман в таких условиях состоит из ледяных кристаллов, он плотный с очень плохой видимостью. Такие плотные морские туманы получили название морозный дым или арктический морозный дым и представляют серьезную опасность.
Вместе с тем при неустойчивой стратификации воздуха бывает небольшое локальное парение моря не представляющее опасности для навигации. Вода как бы кипит, над ней поднимаются струйки «пара» и тут же рассеиваются. Встречаются такие явления в Средиземном море, у Гонконга, в Мексиканском заливе (при относительно холодном северном ветре «Norther») и в других местах.
Туманы смешения
Образование тумана возможно еще при смешении двух воздушных масс, каждая из которых имеет высокую относительную влажность. Смеь может оказаться перенасыщенной водяным паром. Например, если холодный воздух встречается с теплым и влажным, то последний будет охлаждаться на границе смешения и там может возникнуть туман. Туман перед теплым фронтом или фронтом окклюзии обычен в умеренных и высоких широтах. Такой туман смешения известен как фронтальный. Впрочем, его можно рассматривать и как туман испарения, поскольку он возникает при испарении теплых капель в холодном воздухе.
Туманы смешения образуются у кромки льдов и над холодными течениями. Айсберг в океане может быть окружен туманом, если в воздухе достаточно много водяного пара.
География туманов
Вид и форма облаков находятся в зависимости от характера преобладающих процессов в атмосфере, от сезона года и времени суток. Поэтому наблюдениям за развитием облачности над морем уделяется большое внимание при плавании.
В экваториальных и тропических районах океанов туманов не бывает. Там тепло, нет различий в температуре и влажности воздуха днем и ночью, т.е. почти нет суточного хода этих метеорологических величин.
Исключения составляют несколько мест. Это обширные районы у берегов Перу (Южная Америка), Намибия (Южная Африка) и у мыса Гвардафуй в Сомали. Во всех этих местах наблюдается апвеллинг (подъем холодных глубинных вод). Теплый влажный воздух тропиков, натекая на холодную воду, образует адвективные туманы.
Туманы в тропиках могут встречаться у континентов. Так, порт Гибралтар уже упоминался, в порту Сингапур не исключен туман (8 дней в году), в Абиджане до 48 дней с туманами. Наибольшее их количество в заливе Рио-де-Жанейро – 164 дня в году.
В умеренных широтах туманы очень распространенное явление. Здесь они наблюдаются у берегов и в глубине океанов. Они занимают огромные территории, бывают все сезоны года, но особенно часты зимой.
Они характерны и для полярных районов у границ ледяных полей. В Северной Атлантике и в Северном Ледовитом океане, куда проникают теплые воды Гольфстрима, в холодное время года стоят постоянно туманы. Часты они у кромки льда и летом.
Наиболее часто туманы возникают на стыке теплых и холодных течений и в местах, где поднимаются глубинные воды. Велика повторяемость туманов и у побережий. В зимнее время они возникают при адвекции теплого влажного воздуха с океана на сушу, или когда холодный континентальный воздух стекает вниз на относительно теплую воду. В летнее время воздух с континента попадая на относительно холодную водную поверхность, тоже дает туман.
Атмосфера нашей планеты постоянно пребывает в движении – не зря ее называют пятым океаном. В ее толще наблюдаются перемещения теплых и холодных воздушных масс – с различной скоростью и направлением дуют ветры.
Порой содержащаяся в атмосфере влага конденсируется и выпадает на поверхность земли в виде дождя или снега. Синоптики называют это атмосферными осадками.
Научное определение атмосферных осадков
Атмосферными осадками в научной среде принято называть обычную воду, которая в жидком (дождь) либо твердом (снег, иней, град) виде выпадает из атмосферы на поверхность Земли.
Осадки могут выпадать из облаков, которые сами представляют собой конденсированную в мельчайшие капельки воду, либо образовываться непосредственно в воздушных массах при столкновении двух атмосферных потоков с разной температурой.
Количество осадков определяет климатические особенности местности, а также служит основой урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому ученые-метеорологи постоянно замеряют, сколько осадков выпало в той или другой местности за определенный период. Эта информация ложится в основу , урожайности и т.д.
Осадки измеряют в миллиметрах слоя воды, который покрывал бы поверхность земли, если бы вода не впитывалась и не испарялась. В среднем за год выпадает 1000 миллиметров осадков, но одним местностям достается больше, а другим – меньше.
Так, в пустыне Атакама выпадает всего 3 мм осадков за целый год, а в Тутунендо (Колумбия) за год собирается слой более 11,3 метра дождевой воды.
Виды осадков
Метеорологи различают три основных вида осадков – дождь, снег и град. Дождь представляет собой капли воды в жидком состоянии, град и – в твердом. Однако существуют и переходные формы осадков:
— дождь со снегом – частое явление осенью, когда с неба вперемежку падают и снежинки, и капли воды;
— ледяной дождь – достаточно редкий вид осадков, представляющий собой ледяные шарики, заполненные водой. Падая на землю, они разбиваются, вода вытекает и тут же замерзает, покрывая слоем льда асфальт, деревья, крыши домов, провода и т.д.;
— снежная крупа – небольшие белые шарики, напоминающие крупу, сыплющиеся с неба при температуре воздуха близкой к нулю. Шарики состоят из слабо смерзшихся между собой кристалликов льда и легко раздавливаются в пальцах.
Осадки могут быть проливными, обложными и моросящими.
— Проливные осадки выпадают, как правило, внезапно и характеризуются высокой интенсивностью. Они могут длиться от нескольких минут до нескольких дней (в тропическом климате), часто сопровождаются грозовыми разрядами и резкими порывами ветра.
— Обложные осадки выпадают в течение длительного времени, несколько часов или даже дней подряд. Они начинаются со слабой интенсивностью, постепенно нарастают и потом продолжаются, не изменяя интенсивности, все время до окончания.
— Моросящие осадки отличаются от обложных очень мелким размером капель и тем, что выпадают не только из облаков, но и из тумана. Нередко моросящие осадки наблюдаются в начале и конце обложных, но могут длиться по нескольку часов или дней как самостоятельное явление.
Осадки, образующиеся на поверхности земли
Некоторые виды осадков не выпадают сверху, а образуются непосредственно в самом нижнем слое атмосферы, контактирующем с поверхностью земли. В общей сумме осадков они занимают небольшой процент, но тоже учитываются метеорологами.
— Иней – кристаллики льда, намерзающие ранним утром на выступающих предметах и поверхности грунта, если ночная температура опускается ниже нуля.
— Роса – капли воды, конденсирующиеся в теплое время года в результате ночного охлаждения воздуха. Роса выпадает на растениях, выступающих предметах, камнях, стенах домов и т.д.
— Изморозь – ледяные кристаллики, образующиеся зимой при температуре от – 10 до – 15 градусов на ветках деревьев, проводах в виде пушистой бахромы. Появляется в ночное время и исчезает днем.
— Гололёд и гололедица- намерзание ледяного слоя на поверхности земли, деревьях, стенах строений и т.д. в результате быстрого охлаждения воздуха во время или после дождя со снегом и ледяного дождя.
Все виды атмосферных осадков образуются в результате конденсации воды, испарившейся с поверхности планеты. Самым мощным «источником» осадков служит поверхность морей и океанов, суша дает не более 14% всей атмосферной влаги.
Загрузка...
