Под атмосферными осадками принято понимать воду, попадающую из атмосферы на поверхность земли. Их измеряют в миллиметрах. Для измерений применяют специальные приборы - осадкомеры или метеорадиолокаторы, позволяющие измерить разные виды осадков на большой площади.
В среднем на планете выпадает около тысячи миллиметров осадков в год. Все они не равномерно распределены по Земле. Точный уровень зависит от погоды, рельефа, климатической зоны, близости водоемов и других показателей.
Какие бывают осадки
Из атмосферы вода попадает на поверхность земли в двух состояниях: жидком и твердом. Из-за этой особенности все виды осадков делятся на:
- Жидкие. К ним относятся дожди, роса.
- Твердые - это снег, град, иней.
Существует квалификация видов осадков по форме. Так выделяют дождь каплями от 0.5 и более мм. Все что меньше 0.5 мм относится к мороси. Снег - кристаллы льда с шестью углами, а вот круглые твердые осадки - это крупа. Она представляет собой округлой формы ядра разного диаметра, которые легко сжимаются в руке. Чаще всего такие осадки выпадают при температуре близкой к нулю.
Большой интерес ученых вызывает град и ледяная крупа. Эти два вида осадков трудно раздавить пальцами. Крупа имеет обледеневшую поверхность, при падении она ударяется об землю и отскакивают. Град - крупный лед, который может достигать в диаметре восьми и более сантиметров. Обычно этот вид осадков формируется в кучево-дождевых облаках.
Другие виды
Самый мелкий вид осадков - роса. Это мельчайшие капельки воды, которые формируются в процессе конденсации на поверхности почвы. Когда они собираются вместе, можно увидеть росу на различных предметах. Благоприятными условиями для ее формирования являются ясные ночи, когда происходит охлаждение наземных предметов. И чем выше теплопроводимость предмета, тем больше росы на нем образуется. Если температура окружающей среды опускается ниже нуля, то появляется тонкий слой ледяных кристаллов или инея.
В прогнозе погоды под атмосферными осадками чаще всего понимают дождь и снег. Однако не только эти виды входят в понятие осадков. Также сюда относят жидкий налет, который образуется в виде капель воды или в виде сплошной водяной пленки в пасмурную, ветреную погоду. Такой вид осадков наблюдается на вертикальной поверхности холодных предметов. При минусовой температуре налет становится твердым, чаще всего наблюдается тонкий лед.
Рыхлый белый осадок, образующийся на проводах, кораблях и не только, называется изморозь. Это явление наблюдается в туманную морозную погоду при слабом ветре. Изморозь может быстро нарастать, обрывая провода, легкую корабельную оснастку.
Ледяной дождь - это еще один необычный вид. Он возникает при отрицательных температурах, чаще всего от -10 до -15 градусов. Этот вид имеет некоторую особенность: на вид капли похожи на шарики, снаружи покрытые льдом. При падении, их оболочка разбивается, а находящаяся внутри вода разбрызгивается. Под действием отрицательных температур она замерзает, образуя гололед.
Классификация осадков проводится и по другим критериям. Их делят по характеру выпадения, по происхождению и не только.
Характер выпадения
По этой квалификации все осадки делятся на моросящие, ливневые, обложные. Последние представляют собой интенсивные, равномерные дожди, которые могут идти долгое время - сутки и дольше. Подобное явление захватывает достаточно большие территории.
Моросящие осадки выпадают на малых территориях и представляют собой мелкие капли воды. Ливневый дождь относится к ливневым осадкам. Он идет интенсивно, недолго, захватывает небольшую территорию.
Происхождение
По происхождению, выделяют фронтальные, орографические и конвективные осадки.
Орографические выпадают на склонах гор. Обильнее всего они идут, если со стороны моря приходит теплый воздух относительной влажности.
Конвективный вид характерен для жаркого пояса, где с высокой интенсивностью происходит нагревание и испарение. Этот же вид встречается в умеренном поясе.
Фронтальные осадки формируются при встрече воздушных масс с различной температурой. Данный их вид сосредоточен в холодном, умеренном климате.
Количество
Метеорологи длительное время наблюдают за осадками, их количеством, указывая на климатических картах их интенсивность. Так, если посмотреть на годовые карты, то можно проследить неравномерность выпадения осадков по всему миру. Наиболее интенсивно дожди идут в районе реки Амазонки, а вот в пустыне Сахара осадков мало.
Неравномерность объясняется тем, что осадки приносят влажные воздушные массы, формирующиеся над океанами. Отчетливее всего это видно на территории с муссонным климатом. Больше всего влаги приходит в летнее время с муссонами. Над сушей идут продолжительные дожди, такие как на побережье Тихого океана на территории Европы.
Немалую роль играют ветра. Дующие с континента, они несут сухой воздух в северные территории Африки, где находится самая большая в мире пустыня. А в страны Европы ветра несут дожди с Атлантики.
На выпадение осадков в виде ливневых дождей влияет морское течение. Теплое способствует их появлению, а холодное, наоборот, препятствует.
Важную роль играет рельеф местности. Гималайские горы не пропускают на север влажные ветра с океана, из-за чего на их склонах выпадает до 20 тысяч миллиметров осадков, а с другой стороны, их практически не бывает.
Ученые выяснили, что есть зависимость между атмосферным давлением и количеством осадков. На территории экватора в поясе низкого давления воздух постоянно нагрет, он формирует облака и обильные дожди. Большое количество осадков возникает и в других зонах Земли. Однако там, где низкая температура воздуха, осадки бывают не часто в виде ледяного дождя и снега.
Фиксированные данные
Ученые постоянно регистрируют количество осадков по всему земному шару. Больше всего зарегистрировано осадков на Гавайских островах, расположенных в Тихом океане, в Индии. На этих территориях за год выпало свыше 11 000 миллиметров. Минимум зарегистрирован в Ливийской пустыне и в Атаками - меньше 45 миллиметров за год, иногда на этих территориях осадков вообще нет несколько лет.
Атмосферные осадки — вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность.
Дождь
При определенных условиях облачные капли начинают сливаться в более крупные и тяжелые. Они уже не могут удерживаться в атмосфере и падают на землю в виде дождя.
Град
Бывает, что летом воздух быстро поднимается вверх, подхватывает дождевые тучи и несет их на высоту, где температура ниже 0°. Дождевые капли замерзают и выпадают в виде града (рис. 1).
Рис. 1. Происхождение града
Снег
В зимнее время в умеренных и высоких широтах осадки выпадают в виде снега. Облака в это время состоят не из капелек воды, а из мельчайших кристалликов — иголочек, которые, соединяясь вместе, образуют снежинки.
Роса и иней
Осадки, выпадающие на земную поверхность не только из облаков, но и непосредственно из воздуха, — это роса и иней.
Количество выпавших осадков измеряется осадкомером или дождемером (рис. 2).
Рис. 2. Строение дождемера: 1 — наружный корпус; 2 — воронка; 3 — емкость для сбора волы; 4 — мерный резервуар
Классификация и виды осадков
Осадки различают по характеру выпадения, по происхождению, по физическому состоянию, сезонам выпадения и т. д. (рис. 3).
По характеру выпадения осадки бывают ливневыми, обложными и моросящими. Ливневые осадки - интенсивные, непродолжительные, захватывают небольшую площадь. Обложные осадки - средней интенсивности, равномерные, длительные (могут продолжаться сутками, захватывая большие территории). Моросящие осадки - мелкокапельные осадки, выпадающие на незначительной территории.
По происхождению различают осадки:
- конвективные - характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но нередко бывают и в умеренном поясе;
- фронтальные - образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и выпадают из более теплого воздуха. Характерны для умеренных и холодных поясов;
- орографические - выпадают на наветренных склонах гор. Они очень обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью.
Рис. 3. Виды осадков
Сравнив на климатической карте годовое количество атмосферных осадков на Амазонской низменности и в пустыне Сахара, можно убедиться в неравномерном их распределении (рис. 4). Чем это объясняется?
Осадки приносят влажные воздушные массы, формирующиеся над океаном. Это хорошо видно на примере территорий с муссонным климатом. Летний муссон приносит с океана много влаги. И над сушей идут продолжительные дожди, как на Тихоокеанском побережье Евразии.
Постоянные ветры также играют большую роль в распределении осадков. Так, пассаты, дующие с континента, приносят сухой воздух на север Африки, где расположена самая обширная пустыня мира — Сахара. Западные ветры приносят в Европу дожди с Атлантического океана.
Рис. 4. Среднегодовое распределение осадков на суше Земли
Как вы уже знаете, морские течения влияют на осадки в прибрежных частях материков: теплые течения способствуют их появлению (Мозамбикское течение у восточных берегов Африки, Гольфстрим у берегов Европы), холодные, наоборот, препятствуют выпадению осадков (Перуанское течение у западных берегов Южной Америки).
Рельеф также влияет на распределение осадков, например, Гималайские горы не пропускают на север влажные ветры, дующие с Индийского океана. Поэтому на их южных склонах иногда выпадает за год до 20 000 мм осадков. Влажные воздушные массы, поднимаясь по склонам гор (восходящие токи воздуха), охлаждаются, насыщаются, и из них выпадают осадки. Территория же севернее Гималайских гор напоминает пустыню: там выпадает всего 200 мм осадков в год.
Существует зависимость между поясами и количеством осадков. У экватора — в поясе низкого давления — постоянно нагретый воздух; поднимаясь вверх, он охлаждается и насыщается. Поэтому в области экватора образуется много облаков и идут обильные дожди. Много осадков выпадает и в других областях земного шара, где господствует низ- кос давление. При этом большое значение имеет температура воздуха: чем она ниже, тем меньше выпадает осадков.
В поясах высокого давления преобладают нисходящие воздушные токи. Воздух, опускаясь, нагревается и утрачивает свойства состояния насыщения. Поэтому на широтах 25-30° осадки выпадают редко и в малом количестве. В областях высокого давления у полюсов также выпадает мало осадков.
Абсолютный максимум осадков зарегистрирован на о. Гавайи (Тихий океан) — 11 684 мм/год и в Черапунджи (Индия) — 11 600 мм/год. Абсолютный минимум - в пустыне Атакама и в Ливийской пустыне — менее 50 мм/год; иногда осадки годами вообще не выпадают.
Характеристикой увлажнения территории служит коэффициент увлажнения — отношением годового количества осадков и испаряемости за тот же период. Коэффициент увлажнения обозначают буквой К, годовое количество осадков — буквой О, а испаряемость — И; тогда К = О: И.
Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. Если годовое количество осадков примерно равно испаряемости, то коэффициент увлажнения близок к единице. В этом случае увлажнение считается достаточным. Если показатель увлажнения больше единицы, то увлажнение избыточное, меньше единицы - недостаточное. При коэффициенте увлажнения менее 0,3 увлажнение считается скудным . К зонам с достаточным увлажнением относятся лесостепи и степи, к зонам с недостаточным увлажнением — пустыни.
Что такое водяной пар? Какими свойствами он обладает?
Водяной пар – газообразное состояние воды. Не имеет цвета, вкуса и запаха. Содержится в тропосфере. Образуется молекулами воды при её испарении. Водяной пар при охлаждении превращается в капли воды.
В какие сезоны года в вашей местности бывают дожди? В какие - снегопады?
Дожди выпадают летом, осенью, весной. Снегопады – зима, конец осени, начало весны.
По рисунку 119 сравните среднегодовое количество осадков в Алжире и во Владивостоке. Одинаково ли распределяются осадки по месяцам?
Годовое количество осадков в Алжире и Владивостоке практически одинаковое – 712 и 685 мм соответственно. Однако распределение их в течении года отличается. В Алжире максимум осадков приходится на конец осени и зиму. Минимум – на летние месяцы. Во Владивостоке большая часть осадков выпадает летом и в начале осени, минимум приходится на зиму.
Рассмотрите рисунок и расскажите о чередовании поясов с разным годовым количеством осадков.
В распределении осадков в целом наблюдаются изменения по направлению от экватора к полюсам. В широкой полосе вдоль экватора выпадает их наибольшее количество - свыше 2000 мм в год. В тропических широтах осадков очень мало - в среднем 250-300 мм, а в умеренных широтах их опять становится больше. При дальнейшем приближении к полюсам количество осадков вновь убывает до 250 мм в год и меньше.
Вопросы и задания
1. Как образуются осадки?
Атмосферные осадки - это вода, выпавшая на землю из облаков (дождь, снег, град) или непосредственно из воздуха (роса, иней, изморозь). Облака состоят из мельчайших капелек воды и кристалликов льда. Они настолько малы, что удерживаются потоками воздуха и не падают на землю. Но капельки и снежинки могут сливаться друг с другом. Тогда они увеличиваются в размерах, становятся тяжёлыми и падают па землю в виде атмосферных осадков.
2. Назовите виды атмосферных осадков.
Осадки бывают жидкие (дождь), твердые (снег, град, крупа) и смешанные (снег с дождем)
3. Почему столкновение теплого и холодного воздуха приводит к возникновению осадков?
При столкновении с холодным воздухом теплый воздух, вытесняемый тяжелым холодным, поднимается вверх, начинает охлаждаться. Водяной пар в теплом воздухе конденсируется. Это приводит к образованию облаков и осадков.
4. Почему в облачную погоду не всегда выпадают осадки?
Осадки выпадают, только если воздух перенасыщен влагой.
5. Как можно объяснить, что близ экватора осадков очень много, а в районах полюсов – очень мало?
Большое количество осадков выпадает близ экватора, поскольку из-за высоких температур происходит испарение большого количества влаги. Воздух быстро насыщается и выпадают осадки. У полюсов низкие температуры воздуха препятствуют испарению.
6. Какое количество осадков выпадает за год в вашей местности?
В европейской части России выпадет в среднем около 500 мм в год.
Атмосферными осадками называют воду, которая из атмосферы выпадает на земную поверхность. Атмосферные осадки имеют и более научное название — гидрометеоры.
Измеряют их в миллиметрах. Для этого замеряют толщу воды, выпавшей на поверхность с помощью специальных приборов — осадкомеров. Если нужно измерить толщу воды на больших площадях, то используют метеорологические радиолокаторы.
В среднем наша Земля получает почти 1000 мм осадков ежегодно. Но вполне предсказуемо, что их количество выпавшей влаги зависит от многих условий: климата и режима погоды, рельефа местности и близости водоемов.
Виды атмосферных осадков
Вода из атмосферы выпадает на земную поверхность, находясь в двух своих состояниях — жидком и твердом. По этому принципу все атмосферные осадки принято делить на жидкие (дождь и роса) и твердые (град, иней и снег). Рассмотрим каждый из этих видов подробнее.
Жидкие атмосферные осадки
Жидкие атмосферные осадки попадают на землю в виде водяных капель.
Дождь
Испаряясь с поверхности земли, вода в атмосфере собирается в облака, которые состоят из мельчайших капель, размерами от 0,05 до 0,1 мм. Эти миниатюрные капельки в облаках с течением времени сливаются друг с другом, становясь все больше в размерах и заметно тяжелее. Визуально данный процесс можно наблюдать, когда белоснежное облако начинает темнеть и тяжелеть. Когда таких капель в туче становится слишком много, они проливаются на землю в виде дождя.
Летом дождь идет в виде крупных капель. Крупными они остаются потому, что нагретый воздух поднимается от земли. Вот эти восходящие струи и не дают каплям разбиваться в более мелкие.
Зато весной и осенью воздух намного прохладнее, поэтому в эти времена года дожди — моросящие. Причем, если дождь идет из слоистых облаков, его называют обложным, а если капли начинают падать из кунево-дождевых, то дождь превращается в ливень.
Ежегодно в виде дождя на нашу планету проливается почти 1 млрд. тонн воды.
В отдельную категорию стоит выделить морось . Этот вид осадков также выпадает из слоистых облаков, но капли ее настолько малы, а их скорость настолько ничтожна, что капельки воды кажутся подвешенными в воздухе.
Роса
Еще один вид жидких осадков, который выпадает в ночное время или рано утром. Капельки росы образуются из водяного пара. За ночь этот пар остывает, и вода из газообразного состояния превращается в жидкое.
Самые благоприятные условия для образования росы: ясная погода, теплый воздух и почти полное отсутствие ветра.
Твердые атмосферные осадки
Твердые осадки мы можем наблюдать в холодное время года, когда воздух охлаждается до такой степени, что капельки воды, находящиеся в воздухе, замерзают.
Снег
Снег также как и дождь, образуется в облаке. Затем, когда облако попадает в поток воздуха, в котором температура ниже 0°С, капельки воды в нем замерзают, становятся тяжелыми и выпадают на землю в виде снега. Каждая капелька застывает в виде своеобразного кристаллика. Ученые утверждают, что все снежинки имеют разную форму и найти одинаковые просто невозможно.
Кстати, снежинки падают очень медленно, так как почти на 95% состоят из воздуха. По этой же причине они белого цвета. А хрустит снег под ногами потому, что ломаются кристаллики. И наш слух способен уловить этот звук. Зато для рыб настоящее мучение, так как снежинки, падающие на воду, издают высокочастотный звук, который рыбы слышат.
Град
выпадает только в теплое время года, особенно, если накануне было очень жарко и душно. Прогретый воздух сильными потоками устремляется вверх, унося с собой испарившуюся воду. Образуются тяжелые кучевые облака. Затем, под воздействием восходящих потоков капельки воды в них тяжелеют, начинают замерзать и обрастать кристаллами. Вот эти комочки кристаллов и устремляются на землю, по пути увеличиваясь в размерах за счет слияния с каплями переохлажденной воды в атмосфере.
Нужно учитывать, что такие ледяные "снежки" устремляются на землю с невероятно быстротой, а потому град способен пробить шифер или стекло. Град наносит большой урон сельскому хозяйству, поэтому самые "опасные" тучи, которые готовы разразиться градом, разгоняют с помощью специальных пушек.
Иней
Иней, как и роса, образуется из водяного пара. Но в зимние и осенние месяцы, когда уже достаточно холодно, капельки воды замерзают и потому выпадают в виде тонкого слоя ледяных кристаллов. А не тают они потому, что земля остывает еще больше.
Сезоны дождей
В тропиках и очень редко в умеренных широтах наступает такое время года, когда выпадает непомерно большое количество осадков. Этот период называют сезоном дождей.
В странах, которые расположены в этих широтах, не бывает суровых зим. Зато весна, лето и осень стоят неимоверно жаркие. За этот жаркий период накапливается огромное количество влаги в атмосфере, которая и выливается затем в виде затяжных дождей.
В зоне экватора сезон дождей наступает два раза в год. А в тропическом поясе, южнее и севернее экватора, такой сезон случается лишь один раз в году. Связано это с тем, что пояс дождей постепенно курсирует с юга на север и обратно.
В метеорологии осадки подразделяются на следующие виды:
Дождь - жидкие капельные осадки (диаметр капель обычно 0,5- 0,7 мм, иногда больше).
Морось - осадки, состоящие из мелких однородных кашель (диаметр 0,05-0,5 мм), падающих незаметно для глаза.
Ледяной дождь - осадки в виде шариков льда (диаметр от 1 до 3 мм).
Град - осадки, имеющие кусочки льда различных размеров и формы (диаметр от 4-5 до 50 мм, иногда и более).
Снег - твердые осадки в виде кристаллов, звездочек или хлопьев.
Мокрый снег - осадки в виде тающего снега с дождем. Снежная крупа - осадки в виде белых круглых снежных шариков (диаметр от 2 до 5 мм).
Снежные зерна - мелкие снежные крупинки (диаметр менее 1 см).
Ледяные иглы - находящиеся во взвешенном состоянии тонкий ледяные палочки, сверкающие в солнечных лучах морозного дня".
По характеру выпадения осадков их разделяют на три типа: обложные, ливневые и моросящие (морось).
Обложные осадки выпадают из слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаков продолжительное время на большой территории. Их интенсивность составляет от 0,5 до 1 мм/мин. Обложные осадки могут выпадать в виде дождя и снега (иногда мокрого).
Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых облаков на ограниченном пространстве в большом количестве и в короткий промежуток времени. Их интенсивность от 1 до 3,5 мм/мин и более (имели место ливни на Гавайских островах - 21,5 тли мин). Выпадение ливневых осадков часто сопровождается грозами и шквалами. Так же как и обложные, ливневые осадки могут выпадать в виде дождя и снега. В последнем случае их называют «снежными зарядами».
Моросящие осадки (морось) представляют собой мелкие капельки (снежинки) с очень небольшой скоростью падения. Выпадают из слоистых облаков или из тумана. Их интенсивность незначительна (менее 0,5 мм/мин).
Метель является особой формой выпадения осадков. При метели ветер переносит снег вдоль земной поверхности на большие расстояния. Возникает метель при ветре достаточной силы. Различают три вида метелей: общую (при интенсивном снегопаде и ветре от 7 м/сек) , низовую (без снегопада, при ветре 10-12 м/сек) и поземок (без снегопада, при ветре 6 м/сек и более).
Измерение осадков
Количество выпадающих осадков измеряется дождемером , который представляет собой закрытое решеткой ведро, установленное на столбе и защищенное от ветра специальным устройством. Выпавшие осадки сливаются в мензурку и измеряются. Количество осадков выражается высотой слоя воды в миллиметрах, образовавшегося в результате выпадения осадков на горизонтальную поверхность при отсутствии испарения, просачивания и стока.
Обычно учитывается количество осадков, выпавшее за сутки , а также месячные, сезонные и годовые суммы осадков. Интенсивность осадков представляет собой количество осадков в миллиметрах, выпадающих за одну минуту (мм/мин). Количество выпавшего снега определяется путем измерения высоты снежного покрова в сантиметрах от поверхности земли с помощью снегомерной рейки с сантиметровыми делениями.
Влияние осадков на работу авиации
Осадки оказывают исключительно неблагоприятное влияние на работу авиации, а именно:
В осадках ухудшается видимость с самолета. В слабом и умеренном дожде или слабом снегопаде горизонтальная видимость ухудшается до 4-2 км, а при большой скорости полета - до 1-2 км. В ливневом дожде, а также при умеренном и сильном снегопаде видимость резко ухудшается до нескольких десятков метров.
Кроме того, водяная пленка на стеклах фонаря кабины самолета вызывает оптическое искажение видимых объектов, что представляет опасность при взлете и особенно при посадке.
В полете в зоне осадков, кроме ухудшения видимости, имеет место снижение высоты облаков.
В сильный дождь показания указателя скорости могут быть заниженными, иногда до 100 км/ч. Происходит это вследствие частичного блокирования каплями воды отверстия приемника воздушного давления.
Ливневые осадки могут попасть в двигатель и затруднить или нарушить его работу.
В полете в зоне переохлажденного дождя происходит очень опасное интенсивное обледенение самолета.
Осадки оказывают существенное влияние на состояние и эксплуатацию аэродромов:
Наличие осадков на ВПП уменьшает коэффициент сцепления, что ухудшает управляемость на ВПП и увеличивает длину разбега и пробега.
Вода, снег, слякоть, отбрасываемые носовым или основными колесами, могут всасываться в двигатели, вызывая повреждения их конструкции или потерю тяги, возможно забивание небольших воздухозаборников, щелей в органах управления, механизации, шасси, различных створок и люков, приемников СВС, что приводит к затруднению работы или повреждению соответствующих систем самолетов.
Продолжительные или ливневые дожди могут привести к размоканию грунтовых аэродромов.
Снежный покров, образующийся на аэродроме вследствие снегопадов, требует специальных работ по его уборке или укатке для обеспечения нормальных полетов.
Загрузка...
