Fordampningen af ​​vanddamp, dens transport og kondensation i atmosfæren, dannelsen af ​​skyer og nedbør er en enkelt kompleks klimadannende fugtomsætningsproces, som følge af, at der sker en kontinuerlig overgang af vand fra jordens overflade ud i luften og ud af luften tilbage til jordens overflade. Nedbør er en væsentlig komponent i denne proces; det er dem, sammen med lufttemperaturen, der spiller en afgørende rolle blandt de fænomener, der forenes af begrebet "vejr".

Atmosfærisk nedbør fugt, der er faldet til jordens overflade fra atmosfæren, kaldes. Atmosfærisk nedbør er karakteriseret ved den gennemsnitlige mængde for et år, sæson, individuel måned eller dag. Mængden af ​​nedbør bestemmes af vandlagets højde i mm, dannet på en vandret overflade af regn, støvregn, kraftig dug og tåge, smeltet sne, skorpe, hagl og snepiller i mangel af nedsivning i jorden, overfladen afstrømning og fordampning.

Atmosfærisk nedbør er opdelt i to hovedgrupper: dem, der falder fra skyer - regn, sne, hagl, gryn, støvregn osv.; dannet på jordens overflade og på genstande - dug, rimfrost, støvregn, is.

Udfældning af den første gruppe er direkte relateret til et andet atmosfærisk fænomen - overskyet, som spiller en afgørende rolle i den tidsmæssige og rumlige fordeling af alle meteorologiske elementer. Skyer reflekterer således direkte solstråling, hvilket reducerer dens ankomst til jordens overflade og ændrer lysforholdene. Samtidig øger de spredt stråling og reducerer effektiv stråling, hvilket bidrager til en stigning i absorberet stråling.

Ved at ændre atmosfærens stråling og termiske regime har skyer stor indflydelse til grøntsager og dyrenes verden samt mange aspekter af menneskelig aktivitet. Fra et arkitektonisk og konstruktionsmæssigt synspunkt manifesteres skyernes rolle for det første i mængden af ​​total solstråling, der kommer til bygningsområdet, til bygninger og strukturer og bestemmer deres varmebalance og naturlige lysregime indre miljø. For det andet er fænomenet uklarhed forbundet med nedbør, som bestemmer fugtighedsregimet for driften af ​​bygninger og strukturer, hvilket påvirker den termiske ledningsevne af bygningskonvolutter, deres holdbarhed osv. For det tredje bestemmer udfældningen af ​​fast nedbør fra skyer snebelastningerne på bygninger, og dermed tagets form og struktur og andre arkitektoniske og typologiske træk forbundet med snedække. Før man vender sig til overvejelsen af ​​nedbør, er det således nødvendigt at dvæle mere detaljeret ved et sådant fænomen som overskyethed.

Skyer - disse er synlige ophobninger af kondenseringsprodukter (dråber og krystaller). med et enkelt øje. Ifølge fasetilstanden for skyelementer er de opdelt i vand (dryp) - kun bestående af dråber; isnende (krystallinsk)- kun bestående af iskrystaller, og blandet - bestående af en blanding af superafkølede dråber og iskrystaller.

Skyformer i troposfæren er meget forskellige, men de kan reduceres til et relativt lille antal grundtyper. En sådan "morfologisk" klassificering af skyer (dvs. klassificering efter deres udseende) opstod i det 19. århundrede. og er generelt accepteret. Ifølge den er alle skyer opdelt i 10 hovedslægter.

I troposfæren skelnes betinget tre lag af skyer: øvre, midterste og nedre. skybaser øverste lag placeret i polære breddegrader i højder fra 3 til 8 km, i tempererede breddegrader - fra 6 til 13 km og i tropiske breddegrader- fra 6 til 18 km; mellemtrin henholdsvis - fra 2 til 4 km, fra 2 til 7 km og fra 2 til 8 km; lavere lag på alle breddegrader - fra jordens overflade til 2 km. Øvre skyer er pinnat, cirrocumulus og stift lagdelt. De er lavet af iskrystaller, er gennemskinnelige og gør ikke meget for at skjule sollys. I den mellemste række er altocumulus(dryp) og meget lagdelt(blandede) skyer. Det nederste lag indeholder lagdelt, lagdelt regn og stratocumulus skyer. Nimbostratus skyer består af en blanding af dråber og krystaller, resten er dråber. Ud over disse otte hovedtyper af skyer er der yderligere to, hvis baser næsten altid er i det nederste lag, og toppene trænger ind i det midterste og øverste lag, disse er cumulus(dryp) og cumulonimbus(blandede) skyer kaldet skyer af vertikal udvikling.

Graden af ​​skydækning af himmelhvælvingen kaldes overskyethed. Dybest set bestemmes det "ved øjet" af en observatør på meteorologiske stationer og udtrykkes i punkter fra 0 til 10. Samtidig indstilles niveauet for ikke kun generel, men også lavere overskyethed, hvilket også inkluderer skyer af lodret udvikling. Således skrives uklarheden som en brøk, i hvis tæller er den totale uklarhed, i nævneren - den nederste.

Sammen med dette bestemmes uklarhed ved hjælp af fotografier opnået med kunstige satellitter Jorden. Da disse fotografier ikke kun er taget i det synlige, men også i det infrarøde område, er det muligt at estimere mængden af ​​skyer ikke kun om dagen, men også om natten, når der ikke udføres jordbaserede skyobservationer. En sammenligning af jord- og satellitdata viser deres gode overensstemmelse, hvor de største forskelle observeres over kontinenterne og beløber sig til ca. 1 point. Her overvurderer jordbaserede målinger af subjektive årsager mængden af ​​skyer lidt i forhold til satellitdata.

Sammenfattende langsigtede observationer af overskyethed kan vi drage følgende konklusioner vedrørende dens geografiske fordeling: i gennemsnit for hele kloden er overskyet 6 point, mens det over oceanerne er mere end over kontinenterne. Mængden af ​​skyer er relativt lille på høje breddegrader (især kl sydlige halvkugle), med et fald i breddegraden vokser det og når et maksimum (ca. 7 punkter) i bæltet fra 60 til 70 °, derefter mod troperne falder overskyet til 2-4 punkter og øges igen, når vi nærmer os ækvator.

På fig. 1.47 viser den samlede mængde overskyet i gennemsnit om året for Ruslands territorium. Som det kan ses af denne figur, er mængden af ​​skyer i Rusland fordelt ret ujævnt. De mest overskyede er den nordvestlige del af Rusland, hvor den gennemsnitlige mængde overskyet om året er 7 point eller mere, samt kysten af ​​Kamchatka, Sakhalin, den nordvestlige kyst af Havet Okhotsk, Kuril- og Commander-øerne. Disse områder er placeret i områder med aktiv cyklonisk aktivitet, karakteriseret ved den mest intense atmosfæriske cirkulation.

Det østlige Sibirien, bortset fra det centrale sibiriske plateau, Transbaikalia og Altai, er karakteriseret ved en lavere gennemsnitlig årlig mængde af skyer. Her ligger den i intervallet fra 5 til 6 point, og yderst sydpå er den stedvis endda mindre end 5 point. Hele denne relativt overskyede region i den asiatiske del af Rusland er placeret i den asiatiske anticyklons indflydelsessfære, derfor er den kendetegnet ved en lav frekvens af cykloner, som et stort antal skyer hovedsageligt er forbundet med. Et band mindre end betydeligt beløb skyer, aflange i meridional retning direkte bag Ural, hvilket forklares af disse bjerges "skygge" rolle.

Ris. 1,47.

Under visse forhold falder de ud af skyerne nedbør. Det sker, når nogle af de elementer, der udgør skyen, bliver større og ikke længere kan holdes af lodrette luftstrømme. Den vigtigste og nødvendige betingelse for kraftig nedbør er den samtidige tilstedeværelse af superafkølede dråber og iskrystaller i skyen. Disse er skyerne altostratus, nimbostratus og cumulonimbus, hvorfra nedbøren falder.

Al nedbør opdeles i flydende og fast stof. Flydende nedbør - det er regn og støvregn, de adskiller sig i størrelsen af ​​dråber. Til fast nedbør omfatter sne, slud, gryn og hagl. Nedbør måles i mm af vandlaget. 1 mm nedbør svarer til, at 1 kg vand falder på et areal på 1 m 2, forudsat at det ikke dræner, fordamper eller absorberes af jorden.

Ifølge nedbørens art opdeles nedbør i følgende typer: kraftig nedbør - ensartet, langvarig, falder ud af nimbostratusskyer; Regn - kendetegnet ved en hurtig ændring i intensitet og kort varighed falder de fra cumulonimbusskyer i form af regn, ofte med hagl; småregn - i form af støvregn fald ud af nimbostratus skyerne.

Det daglige nedbørsforløb er meget kompleks, og selv i langtidsgennemsnit er det ofte umuligt at opdage nogen regelmæssighed i det. Der er dog to typer dagligt kursus nedbør - kontinentale og nautiske(kystnære). Den kontinentale type har to maksima (om morgenen og eftermiddagen) og to minima (om natten og før middag). marine type karakteriseret ved et maksimum (nat) og et minimum (dag).

Det årlige nedbørsforløb er forskelligt på forskellige breddegrader og endda inden for samme zone. Det afhænger af mængden af ​​varme, termisk regime, luftcirkulation, afstand fra kysten, arten af ​​lettelsen.

Den mest rigelige nedbør er i ækvatoriale breddegrader ah, hvor deres årlige antal overstiger 1000-2000 mm. På de ækvatoriale øer i Stillehavet er nedbøren 4000-5000 mm, og på de vindvendte skråninger af tropiske øer - op til 10.000 mm. Kraftig nedbør er forårsaget af kraftige opadgående strømme af meget fugtig luft. Nord og syd for de ækvatoriale breddegrader falder mængden af ​​nedbør og når et minimum på breddegrader på 25-35 °, hvor den gennemsnitlige årlige værdi ikke overstiger 500 mm og falder i indre områder til 100 mm eller mindre. På tempererede breddegrader stiger mængden af ​​nedbør let (800 mm), og aftager igen mod høje breddegrader.

Den maksimale årlige mængde nedbør blev registreret i Cher Rapunji (Indien) - 26.461 mm. Den mindste registrerede årlige nedbør er i Aswan (Ægypten), Iquique - (Chile), hvor der i nogle år slet ikke falder nedbør.

Efter oprindelse skelnes konvektiv, frontal og orografisk nedbør. konvektiv nedbør er karakteristiske for den varme zone, hvor opvarmning og fordampning er intens, men om sommeren forekommer de ofte i tempereret zone. Frontal nedbør dannes, når to luftmasser mødes forskellige temperaturer og andre fysiske egenskaber. De er genetisk beslægtet med cykloniske hvirvler, der er typiske for ekstratropiske breddegrader. Orografisk nedbør falde på bjergskråningerne, især høje. De er rigelige, hvis luften kommer fra det varme hav og har høj absolut og relativ luftfugtighed.

Målemetoder. Til opsamling og måling af nedbør anvendes følgende apparater: Tretyakovs nedbørsmåler, total nedbørsvinkel og pluviograf.

Regnmåler Tretyakov tjener til at opsamle og derefter måle mængden af ​​flydende og fast nedbør, der er faldet over en vis periode. Den består af et cylindrisk kar med et modtageareal på 200 cm 2, en plankekegleformet beskyttelse og en tagan (fig. 1.48). Sættet indeholder også en ekstra beholder og låg.

Ris. 1,48.

modtagende fartøj 1 er en cylindrisk spand, adskilt af en membran 2 i form af en keglestub, hvori der om sommeren indsættes en tragt med et lille hul i midten for at reducere fordampningen af ​​nedbør. Der er en tud til at dræne væsken i beholderen. 3, afdækket 4, loddet på en kæde 5 til karret. Fartøj monteret på en tagan 6, omgivet af en kegleformet plankebeskyttelse 7, bestående af 16 plader bøjet efter en speciel skabelon. Denne beskyttelse er nødvendig for at forhindre sne i at blæse ud af regnmåleren om vinteren og regndråber i hård vind om sommeren.

Mængden af ​​nedbør, der faldt i løbet af nat- og daghalvdelene af døgnet, måles i perioderne tættest på 8 og 20 timers normal barsel (vinter) tid. 03.00 og 15.00 UTC (universel tidskoordineret - UTC) i tidszonerne I og II måler hovedstationerne også nedbør ved hjælp af en ekstra regnmåler, som skal installeres på det meteorologiske sted. Så for eksempel i det meteorologiske observatorium ved Moscow State University måles nedbør til 6, 9, 18 og 21 timers standardtid. For at gøre dette tages målespanden, der tidligere har lukket låget, ind i rummet, og vand hældes gennem tuden i et specielt måleglas. Til hver målt mængde nedbør lægges en korrektion for opsamlingskarrets befugtning, som er 0,1 mm, hvis vandstanden i målebægeret er under halvdelen af ​​første deling, og 0,2 mm, hvis vandstanden i målebægeret er i. midten af ​​første division eller højere.

De faste sedimenter opsamlet i sedimentopsamlingsbeholderen skal smeltes før måling. For at gøre dette efterlades fartøjet med nedbør i et varmt rum i et stykke tid. I dette tilfælde skal beholderen lukkes med et låg, og tuden - med en hætte for at undgå fordampning af nedbør og aflejring af fugt på de kolde vægge fra indersiden af ​​beholderen. Efter at de faste bundfald er smeltet, hældes de i en udfældningsmåler til måling.

I ubeboede, svært tilgængelige områder bruges den total regnmåler M-70, designet til at indsamle og derefter måle nedbør over en lang periode (op til et år). Denne regnmåler består af et modtagefartøj 1 , reservoir (nedbørsopsamler) 2, grunde 3 og beskyttelse 4 (Fig. 1.49).

Regnmålerens modtageareal er 500 cm 2 . Tanken består af to aftagelige dele i form af kegler. For en tættere forbindelse af tankdelene indsættes en gummipakning mellem dem. Modtagerbeholderen er fastgjort i tankens åbning

Ris. 1,49.

på flangen. Tanken med det modtagende fartøj er monteret på en speciel base, som består af tre stativer forbundet med afstandsstykker. Beskyttelsen (mod blæsende nedbør fra vinden) består af seks plader, som er fastgjort til bunden ved hjælp af to ringe med spændemøtrikker. Den øvre kant af beskyttelsen er i samme vandrette plan med kanten af ​​det modtagende fartøj.

For at beskytte nedbør mod fordampning hældes mineralolie i reservoiret på stedet for nedbørsmålerinstallationen. Det er lettere end vand og danner en film på overfladen af ​​akkumulerede sedimenter, der forhindrer deres fordampning.

Flydende bundfald udvælges ved hjælp af en gummipære med spids, faste bundfald brydes omhyggeligt op og udvælges med et rent metalnet eller spatel. Bestemmelse af mængden af ​​flydende udfældning udføres ved hjælp af et måleglas og fast - ved hjælp af skalaer.

Til automatisk registrering af væskemængde og intensitet nedbør ansøge pluviograf(Fig. 1.50).

Ris. 1,50.

Pluviografen består af en krop, et flyderkammer, en tvangsdræningsmekanisme og en sifon. Udfældningsmodtageren er en cylindrisk beholder / med et modtageareal på 500 cm 2 . Den har en kegleformet bund med huller til vandafledning og er monteret på en cylindrisk krop. 2. Nedbør gennem afløbsrør 3 og 4 falde ind i registreringsindretningen, bestående af et flyderkammer 5, inden i hvilket der er en bevægelig flyder 6. En pil 7 med en fjer er fastgjort på flydestangen. Nedbør optages på et bånd, der bæres på urtromlen. 13. En glashævert 9 er indsat i flyderkammerets metalrør 8, gennem hvilket vand fra flyderkammeret drænes ind i en kontrolbeholder 10. En metalmuffe er monteret på sifonen 11 med klemmanchet 12.

Når nedbør strømmer fra modtageren ind i flyderkammeret, stiger vandstanden i den. I dette tilfælde stiger flyderen, og pennen tegner en buet linje på båndet - jo stejlere, jo større er nedbørsintensiteten. Når nedbørsmængden når 10 mm, bliver vandstanden i hævertrøret og flydekammeret den samme, og vandet løber automatisk ned i spanden. 10. I dette tilfælde tegner pennen en lodret lige linje på båndet fra top til bund til nulmærket; i mangel af nedbør tegner pennen en vandret linje.

Karakteristiske værdier for mængden af ​​nedbør. For at karakterisere klimaet, gennemsnitlige mængder el mængden af ​​nedbør i bestemte perioder - en måned, et år osv. Det skal bemærkes, at dannelsen af ​​nedbør og deres mængde i ethvert område afhænger af tre hovedbetingelser: luftmassens fugtindhold, dens temperatur og muligheden for opstigning (stigning). Disse forhold hænger sammen og skaber sammen, et ret komplekst billede af den geografiske fordeling af nedbør. Ikke desto mindre gør analysen af ​​klimakort det muligt at identificere de vigtigste regelmæssigheder i nedbørsfelter.

På fig. 1,51 viser den gennemsnitlige langtidsnedbør pr. år på Ruslands territorium. Det følger af figuren, at på den russiske slettes territorium falder den største mængde nedbør (600-700 mm/år) i båndet 50-65°N. Det er her, at cykloniske processer aktivt udvikler sig i løbet af året, og den største mængde fugt overføres fra Atlanterhavet. Nord og syd for denne zone falder mængden af ​​nedbør, og syd for 50 ° N. breddegrad. dette fald sker fra nordvest til sydøst. Så hvis 520-580 mm / år falder på Oka-Don-sletten, så i flodens nedre del. Volga, dette tal er reduceret til 200-350 mm.

Ural forvandler nedbørsfeltet betydeligt og skaber et meridionalt forlænget bånd af øgede mængder på vindsiden og på toppene. På et stykke bagved højdedraget er der tværtimod et fald i den årlige nedbør.

Svarende til breddegradsfordelingen af ​​nedbør på den russiske slette på det vestlige Sibiriens territorium i båndet 60-65 ° N.L. der er en zone med øget nedbør, men den er smallere end i den europæiske del, og her falder der mindre nedbør. For eksempel midt i floden. Den årlige mængde nedbør i Ob-floden er 550-600 mm, faldende mod den arktiske kyst til 300-350 mm. Næsten samme mængde nedbør falder i den sydlige del af det vestlige Sibirien. På samme tid, i sammenligning med den russiske slette, er regionen med lav nedbør her betydeligt forskudt mod nord.

Efterhånden som vi bevæger os mod øst, ind i det indre af kontinentet, falder mængden af ​​nedbør, og i det store bassin, der ligger i centrum af det centrale Yakut-lavland, lukket af det centrale sibiriske plateau fra kl. vestenvind, mængden af ​​nedbør er kun 250-300 mm, hvilket er typisk for steppe- og halvørkenområderne på mere sydlige breddegrader. Længere mod øst, når vi nærmer os Stillehavets randhav, er tallet

Ris. 1,51.

nedbøren stiger kraftigt, selvom det komplekse relief, forskellige orientering af bjergkæder og skråninger skaber en mærkbar rumlig heterogenitet i fordelingen af ​​nedbør.

Påvirkningen af ​​nedbør på forskellige sider økonomisk aktivitet mennesket kommer ikke kun til udtryk i mere eller mindre stærk fugtning af territoriet, men også i fordelingen af ​​nedbør i løbet af året. For eksempel vokser løvtræ subtropiske skove og buske i områder, hvor den årlige nedbør i gennemsnit er 600 mm, og denne mængde falder i tre vintermåneder. Den samme mængde nedbør, men fordelt jævnt over hele året, bestemmer zonens eksistens blandede skove tempererede breddegrader. Mange hydrologiske processer er også relateret til arten af ​​den intra-årlige fordeling af nedbør.

Fra dette synspunkt er en vejledende karakteristik forholdet mellem mængden af ​​nedbør i den kolde periode og mængden af ​​nedbør i den varme periode. I den europæiske del af Rusland er dette forhold 0,45-0,55; i det vestlige Sibirien - 0,25-0,45; i Østsibirien - 0,15-0,35. Minimumsværdien er noteret i Transbaikalia (0,1), hvor indflydelsen fra den asiatiske anticyklon er mest udtalt om vinteren. På Sakhalin og Kuriløerne er forholdet 0,30-0,60; den maksimale værdi (0,7-1,0) er noteret i den østlige del af Kamchatka såvel som i bjergkæderne i Kaukasus. Overvægten af ​​nedbør i den kolde periode over nedbøren i den varme periode observeres kun i Rusland på Sortehavskysten i Kaukasus: for eksempel i Sochi er det 1,02.

Folk er også tvunget til at tilpasse sig det årlige nedbørsforløb ved at bygge forskellige bygninger til sig selv. De mest udtalte regionale arkitektoniske og klimatiske træk (arkitektonisk og klimatisk regionalisme) kommer til udtryk i arkitekturen af ​​folks boliger, som vil blive diskuteret nedenfor (se afsnit 2.2).

Indflydelse af nødhjælp og bygninger på nedbørsregimet. Relieffet giver det væsentligste bidrag til nedbørfeltets beskaffenhed. Deres antal afhænger af skråningernes højde, deres orientering i forhold til den fugtbærende strømning, bakkernes vandrette dimensioner og de generelle betingelser for fugtning af regionen. Det er klart, at i bjergkæder vandes skråningen, der er orienteret mod den fugtbærende strøm (vindskråning), mere end skråningen, der er beskyttet mod vinden (læskråning). Fordelingen af ​​nedbør i fladt terræn kan påvirkes af reliefelementer med relative højder på mere end 50 m, samtidig med at der skabes tre karakteristiske områder med forskellige nedbørsmønstre:

• øget nedbør på sletten foran oplandet (“dæmmende” nedbør);
• øget nedbør i den højeste højde;
• fald i nedbør fra læsiden af ​​bakken ("regnskygge").

De to første nedbørstyper kaldes orografiske (fig. 1.52), dvs. direkte relateret til terrænets indflydelse (orografi). Den tredje type nedbørsfordeling er indirekte relateret til relieffet: faldet i nedbør skyldes det generelle fald i luftens fugtindhold, som opstod i de to første situationer. Kvantitativt er faldet i nedbør i "regnskyggen" i forhold til deres stigning på en bakke; mængden af ​​"dæmmende" nedbør er 1,5-2 gange højere end mængden af ​​nedbør i "regnskyggen".

"dæmning"

Vindvendt

regn

Ris. 1,52. Ordning for orografisk nedbør

Indflydelse store byer på fordelingen af ​​nedbør er manifesteret på grund af tilstedeværelsen af ​​"varmeø"-effekten, øget ruhed af byområdet og forurening af luftbassinet. Undersøgelser udført i forskellige fysiografiske zoner har vist, at mængden af ​​nedbør stiger i byen og i forstæderne på vindsiden, og maksimal effekt mærkbar i en afstand af 20-25 km fra byen.

I Moskva er ovenstående regelmæssigheder ret tydeligt udtrykt. En stigning i nedbør i byen observeres i alle deres egenskaber, fra varighed til forekomsten af ​​ekstreme værdier. For eksempel, gennemsnitlig varighed nedbør (t/måned) i byens centrum (Balchug) overstiger varigheden af ​​nedbør på TSKhA's område både generelt for året og i enhver måned af året uden undtagelse, og den årlige mængde nedbør i centrum af Moskva (Balchug) er 10% mere end i den nære forstad (Nemchinovka), der ligger mest tid på vindsiden af ​​byen. Med henblik på arkitektonisk og byplanlægningsanalyse betragtes den mesoskala-anomali i mængden af ​​nedbør, der dannes over byens territorium, som baggrund for at identificere mønstre i mindre skala, som hovedsageligt består i omfordeling af nedbør i bygningen.

Udover at der kan falde nedbør fra skyer, dannes det også på jordens overflade og på genstande. Disse omfatter dug, frost, støvregn og is. Nedbør, der falder på jordens overflade og dannes på den og på genstande, kaldes også atmosfæriske begivenheder.

dug - vanddråber dannet på jordens overflade, på planter og genstande som følge af kontakt af fugtig luft med en koldere overflade ved en lufttemperatur over 0 ° C, klar himmel og stille eller let vind. Som regel dannes der dug om natten, men den kan også optræde andre dele af dagen. I nogle tilfælde kan dug observeres med dis eller tåge. Udtrykket "dug" bruges også ofte i bygning og arkitektur for at henvise til de dele af bygningskonstruktioner og overflader i det arkitektoniske miljø, hvor vanddamp kan kondensere.

Frost - hvidt bundfald krystallinsk struktur, der vises på jordens overflade og på genstande (hovedsageligt på vandrette eller let skrå overflader). Rimfrost opstår, når jordens overflade og genstande afkøles på grund af udstråling af varme fra dem, som et resultat af, at deres temperatur falder til negative værdier. Rimfrost dannes ved negative lufttemperaturer, med vindstille eller let vind og let overskyet. Rigelig aflejring af frost observeres på græs, overfladen af ​​blade af buske og træer, tagene på bygninger og andre genstande, der ikke har interne varmekilder. Frost kan også dannes på overfladen af ​​trådene, hvilket får dem til at blive tungere og øge spændingen: Jo tyndere tråden er, jo mindre frost sætter sig på den. På ledninger med en tykkelse på 5 mm overstiger frostaflejringen ikke 3 mm. Frost dannes ikke på tråde, der er mindre end 1 mm tykke; dette gør det muligt at skelne mellem rimfrost og krystallinsk rimfrost, hvis udseende ligner.

Rimfrost - hvidt, løst bundfald af en krystallinsk eller granulær struktur, observeret på tråde, grene, individuelle græsstrå og andre genstande i frostvejr med svag vind.

kornet frost Det dannes på grund af frysning af superkølede tågedråber på genstande. Dens vækst lettes høje hastigheder vind og mild frost (fra -2 til -7 ° C, men det sker også ved lavere temperaturer). Granulær rimfrost har en amorf (ikke krystallinsk) struktur. Nogle gange er dens overflade ujævn og endda nålelignende, men nålene er normalt matte, ru, uden krystallinske kanter. Tågedråber, når de kommer i kontakt med en underafkølet genstand, fryser så hurtigt, at de ikke når at miste deres form og giver en snelignende aflejring bestående af iskorn, der ikke er synlige for øjet (isplak). Med en stigning i lufttemperaturen og forgrovning af tågedråber til størrelsen af ​​støvregn, øges tætheden af ​​den resulterende granulerede rimfrost, og den bliver gradvist til is Efterhånden som frosten tiltager, og vinden svækkes, falder tætheden af ​​den resulterende granulære rimfrost, og den erstattes gradvist af krystallinsk rimfrost. Aflejringer af granulær frost kan nå farlige størrelser med hensyn til styrke og integritet af genstande og strukturer, hvorpå den er dannet.

Krystal frost - et hvidt bundfald bestående af fine iskrystaller med en fin struktur. Når man sætter sig på trægrene, ledninger, kabler mv. Krystallinsk rimfrost ser ud som luftige guirlander, der let smuldrer, når de rystes. Krystallinsk rimfrost dannes hovedsageligt om natten med en skyfri himmel eller tynde skyer ved lave lufttemperaturer i roligt vejr, når der observeres tåge eller dis i luften. Under disse forhold dannes frostkrystaller ved direkte overgang til is (sublimering) af vanddamp indeholdt i luften. For det arkitektoniske miljø er det praktisk talt ufarligt.

Is opstår oftest, når store dråber underafkølet regn eller støvregn falder og spredes på overfladen i temperaturområdet fra 0 til -3 °C og er et lag af tæt is, der hovedsageligt vokser fra vindsiden af ​​objekter. Sammen med begrebet "isning" er der et tæt begreb om "isning". Forskellen mellem dem ligger i de processer, der fører til dannelsen af ​​is.

Sort is - dette er is på jordens overflade, dannet efter tø eller regn som følge af begyndelsen af ​​en kuldeknap, der fører til frysning af vand, samt når regn eller slud falder på frossen jord.

Indvirkningen af ​​isaflejringer er forskelligartet og er først og fremmest forbundet med desorganiseringen af ​​arbejdet i energisektoren, kommunikation og transport. Radius af isskorper på ledninger kan nå 100 mm eller mere, og vægten kan være mere end 10 kg pr. lineær meter. En sådan belastning er ødelæggende for ledningskommunikationslinjer, krafttransmissionslinjer, højhuse master osv. Så for eksempel i januar 1998 fejede en alvorlig isstorm gennem de østlige regioner af Canada og USA, som et resultat af, at et 10 cm lag is frøs hen over ledningerne på fem dage, hvilket forårsagede adskillige klipper. Omkring 3 millioner mennesker blev efterladt uden elektricitet, og den samlede skade beløb sig til $650 millioner.

I byernes liv er vejens tilstand også meget vigtig, som med isfænomener bliver farlige for alle former for transport og forbipasserende. Derudover forårsager isskorpen mekanisk skade på bygningskonstruktioner - tage, gesimser, facadedekoration. Det bidrager til frysning, udtynding og død af planter, der er til stede i byernes grønne system, og nedbrydning naturlige komplekser, som er en del af byområdet, på grund af iltmangel og et overskud carbondioxid under indlandsisen.

Herudover omfatter atmosfæriske fænomener elektriske, optiske og andre fænomener, som f.eks. tåger, snestorme, støvstorme, dis, tordenvejr, luftspejlinger, storme, hvirvelvinde, tornadoer og nogle andre. Lad os dvæle ved de farligste af disse fænomener.

Tordenvejr - dette er et komplekst atmosfærisk fænomen, hvoraf en nødvendig del er flere elektriske udladninger mellem skyer eller mellem en sky og jorden (lyn), ledsaget af lydfænomener - torden. Et tordenvejr er forbundet med udviklingen af ​​kraftige cumulonimbus-skyer og er derfor normalt ledsaget af hård vind og kraftig nedbør, ofte med hagl. Oftest observeres tordenvejr og hagl på bagsiden af ​​cykloner under invasionen af ​​kold luft, når de mest gunstige betingelser for udvikling af turbulens skabes. Et tordenvejr af enhver intensitet og varighed er den farligste for flyvningen af ​​fly på grund af muligheden for elektriske udladninger. Den elektriske overspænding, der opstår på dette tidspunkt, forplanter sig gennem ledningerne til krafttransmissionsledninger og koblingsanlæg, skaber interferens og nødsituationer. Derudover sker der under tordenvejr aktiv luftionisering og dannelsen af ​​et elektrisk felt i atmosfæren, som har en fysiologisk effekt på levende organismer. Det anslås, at i gennemsnit 3.000 mennesker dør hvert år af lynnedslag verden over.

Fra et arkitektonisk synspunkt er et tordenvejr ikke særlig farligt. Bygninger er normalt beskyttet mod lyn med lynafledere (ofte kaldet lynafledere), som er anordninger til jordforbindelse af elektriske udladninger og er installeret på de højeste sektioner af taget. Sjældent brænder bygninger, når de rammes af lynet.

For tekniske strukturer (radio og telemaster) er et tordenvejr farligt, hovedsagelig fordi et lynnedslag kan deaktivere radioudstyret, der er installeret på dem.

hagl kaldet nedbør falder i form af partikler af tæt is af uregelmæssig form af forskellige, nogle gange meget store størrelser. Hagl falder som regel i den varme årstid fra kraftige cumulonimbusskyer. Massen af ​​store hagl er flere gram, i undtagelsestilfælde - flere hundrede gram. Hagl rammer primært grønne områder, primært træer, især i blomstringsperioden. I nogle tilfælde får hagl karakteren naturkatastrofer. I april 1981 blev der således observeret hagl, der vejede 7 kg i provinsen Guangdong, Kina. Som et resultat døde fem mennesker, og omkring 10,5 tusinde bygninger blev ødelagt. Samtidig observerer man ved hjælp af specielle radarfaciliteter udviklingen af ​​haglcentre i cumulonimbusskyer og anvender metoder aktiv indflydelse på disse skyer kan dette farlige fænomen i omkring 75 % af tilfældene forhindres.

Byg - en kraftig stigning i vinden, ledsaget af en ændring i dens retning og varer normalt ikke mere end 30 minutter. Blæser er normalt ledsaget af frontal cyklonisk aktivitet. Som regel forekommer vindbyger i den varme årstid på aktive atmosfæriske fronter, såvel som under passagen af ​​kraftige cumulonimbusskyer. Vindhastigheden i byger når op på 25-30 m/s og mere. Squall-båndet er normalt omkring 0,5-1,0 km bredt og 20-30 km langt. Passage af byger forårsager ødelæggelse af bygninger, kommunikationslinjer, skader på træer og andre naturkatastrofer.

Den farligste ødelæggelse fra vindpåvirkning sker under passagen af tornado- en kraftig lodret hvirvel genereret af en stigende stråle af varm fugtig luft. Tornadoen ser ud som en mørk skysøjle med en diameter på flere titusinder. Den stiger ned i form af en tragt fra den lave base af en cumulonimbussky, mod hvilken en anden tragt kan stige fra jordens overflade - fra spray og støv, der forbinder med den første. Vindhastigheder i en tornado når 50-100 m/s (180-360 km/t), hvilket forårsager katastrofale konsekvenser. Slaget fra en roterende væg af en tornado er i stand til at ødelægge kapitalstrukturer. Tryktabet fra tornadoens ydre væg til dens inderside fører til eksplosioner af bygninger, og den stigende luftstrøm er i stand til at løfte og flytte tunge genstande, fragmenter af bygningskonstruktioner, hjul og andet udstyr, mennesker og dyr over betydelige afstande . Ifølge nogle skøn kan sådanne fænomener i russiske byer observeres cirka en gang hvert 200. år, men i andre dele af verden observeres de regelmæssigt. I det XX århundrede. den mest ødelæggende i Moskva var en tornado, der fandt sted den 29. juni 1909. Ud over ødelæggelsen af ​​bygninger døde ni mennesker, 233 mennesker blev indlagt.

I USA, hvor tornadoer observeres ret ofte (nogle gange flere gange om året), kaldes de "tornadoer". De er ekstremt gentagne sammenlignet med europæiske tornadoer og er hovedsageligt forbundet med den marine tropiske luft i Den Mexicanske Golf, der bevæger sig mod de sydlige stater. Skaden og tabet forårsaget af disse tornadoer er enorm. I områder, hvor der oftest observeres tornadoer, er der opstået selv en ejendommelig arkitektonisk form for bygninger, kaldet tornado hus. Den er kendetegnet ved en squat armeret betonskal i form af et spredende fald, som har dør- og vinduesåbninger, der lukkes tæt af kraftige rulleskodder i tilfælde af fare.

Diskuteret ovenfor farlige fænomener primært observeret i den varme årstid. I den kolde årstid er de farligste de tidligere nævnte is og stærke snestorm- overførsel af sne over jordens overflade ved en vind af tilstrækkelig styrke. Det opstår normalt, når gradienterne i feltet øges. atmosfærisk tryk og under passagen af ​​fronter.

Meteorologiske stationer overvåger varigheden af ​​snestorme og antallet af dage med snestorm for individuelle måneder og vinterperioden som helhed. Den gennemsnitlige årlige varighed af snestorme på det tidligere USSRs område i et år er i syd Centralasien mindre end 10 timer, på kysten af ​​Karahavet - mere end 1000 timer.I det meste af Ruslands territorium er varigheden af ​​snestorme mere end 200 timer om vinteren, og varigheden af ​​en snestorm er i gennemsnit 6-8 timer.

Snestorm forårsager stor skade på byøkonomien på grund af dannelsen af ​​snedriver på gader og veje, sneaflejring i vindskyggen af ​​bygninger i boligområder. I nogle områder Fjernøsten bygninger på læsiden er fejet op af et så højt lag sne, at det efter snestormens afslutning er umuligt at komme ud af dem.

Snestorme komplicerer arbejdet med luft-, jernbane- og vejtransport, forsyningsselskaber. Landbruget lider også af snestorme: Med kraftig vind og en løs struktur af snedække omfordeles sne på markerne, områder blotlægges, og der skabes betingelser for, at vinterafgrøder kan fryse til. Snestorm påvirker også mennesker og skaber ubehag, når de er udendørs. En stærk vind kombineret med sne forstyrrer rytmen i vejrtrækningsprocessen, skaber vanskeligheder for bevægelse og arbejde. I perioder med snestorme stiger bygningernes såkaldte meteorologiske varmetab og forbruget af energi, der bruges til industrielle og huslige behov.

Bioklimatisk og arkitektonisk og konstruktionsmæssig betydning af nedbør og fænomener. Det menes det biologisk virkning nedbør på den menneskelige krop er hovedsageligt kendetegnet ved en gavnlig effekt. Når de falder ud af atmosfæren, udvaskes forurenende stoffer og aerosoler, støvpartikler, herunder dem, hvorpå patogene mikrober overføres. Konvektiv nedbør bidrager til dannelsen af ​​negative ioner i atmosfæren. Så i den varme periode af året efter et tordenvejr falder klager af meteopatisk karakter hos patienter, sandsynligheden for infektionssygdomme. I den kolde periode, hvor nedbøren hovedsageligt falder i form af sne, reflekterer det op til 97% af de ultraviolette stråler, som bruges i nogle bjergresorts, og tilbringer "solbadning" på denne tid af året.

Det skal samtidig bemærkes negativ rolle nedbør, nemlig problemet forbundet med dem syreregn. Disse sedimenter indeholder opløsninger af svovlsyre, salpetersyre, saltsyre og andre syrer dannet af oxider af svovl, nitrogen, klor osv., der udsendes i løbet af økonomisk aktivitet. Som følge af sådan nedbør forurenes jord og vand. For eksempel øges mobiliteten af ​​aluminium, kobber, cadmium, bly og andre tungmetaller, hvilket fører til en stigning i deres migrationsevne og transport over lange afstande. Sur nedbør øger korrosion af metaller og har derved en negativ effekt på tagmaterialer og metalkonstruktioner i bygninger og konstruktioner udsat for nedbør.

I områder med tørt eller regnfuldt (snefyldt) klima nedbør er en lige så vigtig faktor i udformningen af ​​arkitektur som solstråling, vind- og temperaturforhold. Der lægges særlig vægt på atmosfærisk nedbør ved valg af design af vægge, tage og fundamenter af bygninger, valg af bygge- og tagmaterialer.

Indvirkningen af ​​atmosfærisk nedbør på bygninger består i at fugte taget og de udvendige hegn, hvilket fører til en ændring i deres mekaniske og termofysiske egenskaber og påvirker levetiden såvel som i den mekaniske belastning af bygningskonstruktioner skabt af fast nedbør, der akkumuleres på taget og udragende bygningselementer. Denne påvirkning afhænger af nedbørsmåden og betingelserne for fjernelse eller forekomst af atmosfærisk nedbør. Afhængig af klimatypen kan nedbør falde jævnt hen over året eller hovedsageligt i en af ​​dets årstider, og denne nedbør kan have karakter af byger eller småregn, hvilket også er vigtigt at tage højde for i den arkitektoniske udformning af bygninger.

Akkumuleringsforhold på forskellige overflader er hovedsageligt vigtige for fast nedbør og afhænger af lufttemperaturen og vindhastigheden, som omfordeler snedækket. Det højeste snedække i Rusland er observeret på den østlige kyst af Kamchatka, hvor gennemsnittet af de højeste ti-dages højder når 100-120 cm, og en gang hvert 10. år - 1,5 m. I nogle områder af den sydlige del af Kamchatka gennemsnitlig højde snedække kan overstige 2 m. Snedækkets højde stiger med stedets højde over havets overflade. Selv små bakker påvirker snedækkets højde, men påvirkningen fra store bjergkæder er især stor.

For at afklare snebelastninger og bestemme driftsformen for bygninger og strukturer er det nødvendigt at tage højde for den mulige værdi af vægten af ​​snedækket dannet om vinteren og dens maksimalt mulige stigning i løbet af dagen. Ændringen i snedækkets vægt, som kan forekomme på blot en dag som følge af intense snefald, kan variere fra 19 (Tashkent) til 100 eller mere (Kamchatka) kg/m 2 . I områder med lille og ustabilt snedække skaber et kraftigt snefald i løbet af dagen en belastning tæt på sin værdi, hvilket er muligt en gang hvert femte år. Sådanne snefald blev observeret i Kiev,

Batumi og Vladivostok. Disse data er især nødvendige til design af lette tage og præfabrikerede metalrammekonstruktioner med stor tagflade (f.eks. baldakiner over store parkeringspladser, transportknudepunkter).

Faldet sne kan aktivt omfordeles over byudviklingens område eller i det naturlige landskab såvel som inden for bygningernes tage. I nogle områder er det blæst ud, i andre - ophobning. Mønstrene for en sådan omfordeling har kompleks natur og afhænger af vindens retning og hastighed og byudviklingens aerodynamiske egenskaber og individuelle bygninger, naturlig topografi og vegetation.

Det er nødvendigt at tage højde for mængden af ​​sne, der transporteres under snestorme, for at beskytte tilstødende territorier, vejnet, veje og jernbaner mod snedriver. Data om snedriver er også nødvendige i planlægningen af ​​bosættelser for den mest rationelle placering af bolig- og industribygninger, i udviklingen af ​​foranstaltninger til at rydde byer fra sne.

De vigtigste snebeskyttelsesforanstaltninger består i at vælge den mest gunstige orientering af bygninger og vejnettet (SRN), som sikrer mindst mulig sneophobning på gaderne og ved indgangene til bygninger og de mest gunstige betingelser for transit af vind- blæst sne gennem SRS's område og boligudvikling.

Kendetegn ved sneaflejring omkring bygninger er, at de maksimale aflejringer dannes på læsiden og vindsiden foran bygningerne. Direkte foran bygningernes vindfacader og nær deres hjørner dannes "blæsende tagrender" (fig. 1.53). Det er hensigtsmæssigt at tage højde for regelmæssighederne af genaflejring af snedække under snestormtransport ved placering af indgangsgrupper. Indgangsgrupper til bygninger i klimatiske områder karakteriseret ved store mængder sneoverførsel bør placeres på vindsiden med passende isolering.

For grupper af bygninger er processen med omfordeling af sne mere kompleks. Vist i fig. 1.54 ordninger for snefordeling viser, at i et mikrodistrikt, der er traditionelt for udvikling af moderne byer, hvor blokkens omkreds er dannet af 17-etagers bygninger, og en tre-etagers børnehavebygning er placeret inde i blokken, er en omfattende sneakkumuleringszone. dannet i blokkens indre områder: sne samler sig ved indgangene

• 1 - initierende tråd; 2 - øvre strømlinede gren; 3 - kompensationshvirvel; 4 - sugezone; 5 - vindvendt del af den ringformede hvirvel (blæsezone); 6 - kollisionszone af modkørende strømme (vindside af bremsning);
• 7 - det samme, på læsiden

• - overførsel
• - blæser

Ris. 1,54. Omfordeling af sne inden for grupper af bygninger af forskellig højde

Akkumulering

beboelsesejendomme og på børnehavens område. Som et resultat er det i et sådant område nødvendigt at udføre snefjernelse efter hvert snefald. I en anden version er bygningerne, der danner omkredsen, meget lavere end bygningen placeret i midten af ​​blokken. Som det kan ses af figuren, er den anden mulighed mere gunstig med hensyn til sneakkumulering. Det samlede areal af sneoverførsels- og blæsezonerne er større end arealet af sneakkumuleringszonerne, pladsen inde i kvartalet akkumulerer ikke sne, og vedligeholdelse af boligområdet om vinteren bliver meget lettere. Denne mulighed er at foretrække til områder med aktiv snestorm.

For at beskytte mod snedriver kan der bruges vindtætte grønne områder, dannet i form af flerrækket beplantning. nåletræer fra de fremherskende vinde under snestorme og snestorme. Virkningen af ​​disse læhegn observeres i en afstand på op til 20 træhøjder i beplantninger, så deres brug er tilrådeligt for at beskytte mod snedriver langs lineære objekter (motorveje) eller små byggegrunde. I områder, hvor den maksimale mængde snetransport om vinteren er mere end 600 m 3 / løbende meter (områder i byen Vorkuta, Anadyr, Yamal, Taimyr-halvøerne osv.), er beskyttelse ved hjælp af skovbælter ineffektiv, beskyttelse vha. byplanlægning og planlægningsmidler er nødvendige.

Under påvirkning af vind omfordeles fast nedbør langs taget af bygninger. Sneen, der samler sig på dem, skaber belastninger på strukturerne. Ved projektering bør disse belastninger tages i betragtning, og om muligt bør forekomsten af ​​sneophobningsområder (sneposer) undgås. En del af nedbøren blæses af taget til jorden, en del omfordeles langs taget, afhængigt af dets størrelse, form og tilstedeværelsen af ​​overbygninger, lanterner mv. Den normative værdi af snebelastningen på den vandrette projektion af fortovet i overensstemmelse med SP 20.13330.2011 "Belastninger og påvirkninger" skal bestemmes af formlen

^ = 0,7C i C,p^,

hvor Cin er en koefficient, der tager højde for fjernelse af sne fra belægninger af bygninger under påvirkning af vind eller andre faktorer; MED, - termisk koefficient; p er overgangskoefficienten fra vægten af ​​jordens snedække til snebelastningen på dækslet; ^ - vægt af snedække pr. 1 m 2 af jordens vandrette overflade, taget i overensstemmelse med tabel. 1.22.

Tabel 1.22

Vægten af ​​snedækket pr. 1 m 2 af jordens vandrette overflade

Sneområder*
Snedæksvægt, kg/m 2

* Accepteret på kort 1 i bilag "G" til joint venturet "Urban planning".

Værdierne af koefficienten Cw, som tager højde for snedrift fra tagene på bygninger under påvirkning af vind, afhænger af tagets form og størrelse og kan variere fra 1,0 (snedrift tages ikke i betragtning ) til flere tiendedele af en enhed. For eksempel, for belægninger af højhuse med en højde på over 75 m med hældninger op til 20%, er det tilladt at tage C i mængden af ​​0,7. For kuplede sfæriske og koniske tage på bygninger på en cirkulær plan, ved indstilling af en ensartet fordelt snebelastning, indstilles værdien af ​​koefficienten C in afhængigt af diameteren ( med!) kuplens bund: C in = 0,85 at s1 60 m, C in = 1,0 at c1 > 100 m, og i mellemværdier af kuppeldiameteren beregnes denne værdi ved hjælp af en speciel formel.

Termisk koefficient MED, bruges til at tage højde for reduktion af snebelastninger på belægninger med høj varmeoverførselskoefficient (> 1 W / (m 2 C) på grund af smeltning forårsaget af varmetab Ved bestemmelse af snebelastninger for uisolerede bygningsbelægninger med øget varme emissioner, der fører til snesmeltning, med taghældninger over 3 % koefficientværdi MED, er 0,8, i andre tilfælde - 1,0.

Overgangskoefficienten fra vægten af ​​jordens snedække til snebelastningen på belægningen p er direkte relateret til tagets form, da dets værdi bestemmes afhængigt af stejlheden af ​​dets skråninger. For bygninger med enkelt- og dobbelt-hældde tage er værdien af ​​p-koefficienten 1,0 med en taghældning på 60 °. Mellemværdier bestemmes ved lineær interpolation. Når dækslets hældning er mere end 60°, holdes sneen således ikke tilbage på det, og næsten det hele glider ned under påvirkning af tyngdekraften. Belægninger med en sådan hældning er meget udbredt i den traditionelle arkitektur i de nordlige lande, i bjergområder og i opførelsen af ​​bygninger og strukturer, der ikke sørger for tilstrækkeligt stærke tagkonstruktioner - kupler og telte af tårne ​​med en stor spændvidde og et tag på en træramme. I alle disse tilfælde er det nødvendigt at sørge for muligheden for midlertidig opbevaring og efterfølgende fjernelse af sne, der glider fra taget.

I samspillet mellem vind og udvikling omfordeles ikke kun fast, men også flydende nedbør. Det består i at øge deres antal fra vindsiden af ​​bygninger, i zonen med deceleration af vindstrømmen og fra siden af ​​bygningers vindhjørner, hvor nedbøren indeholdt i de ekstra luftmængder, der strømmer rundt i bygningen, kommer ind. Dette fænomen er forbundet med overfugtning af vægge, befugtning af samlinger mellem paneler, forringelse af mikroklimaet i vindvendte rum. For eksempel opfanger vindfacaden af ​​en typisk 17-etagers 3-sektions boligbygning omkring 50 tons vand i timen under regn med en gennemsnitlig nedbørshastighed på 0,1 mm/min og en vindhastighed på 5 m/s. En del af det bruges på at fugte facaden og udragende elementer, resten flyder ned ad væggen, hvilket giver uheldige konsekvenser for lokalområdet.

For at beskytte facaderne på boliger mod at blive våde, anbefales det at øge arealet åbne rum på vindfacaden brug af fugtspærrer, vandtæt beklædning, forstærket vandtætning af fuger. Langs omkredsen er det nødvendigt at sørge for dræningsbakker forbundet til systemerne storm kloak. I deres fravær kan vand, der strømmer ned ad bygningens vægge, erodere overfladen af ​​græsplæner, hvilket forårsager overfladeerosion af det vegetative jordlag og ødelægger grønne områder.

Under arkitektonisk design opstår der spørgsmål i forbindelse med vurderingen af ​​intensiteten af ​​isdannelse på visse dele af bygninger. Mængden af ​​isbelastning på dem afhænger af klimatiske forhold og på tekniske parametre hvert objekt (størrelse, form, ruhed osv.). Løsning af problemer relateret til forebyggelse af isformationer og tilhørende krænkelser af driften af ​​bygninger og strukturer, og endda ødelæggelsen af ​​deres individuelle dele, er en af ​​de vigtigste opgaver for arkitektonisk klimatografi.

Effekten af ​​is på forskellige strukturer er dannelsen af ​​isbelastninger. Størrelsen af ​​disse belastninger har en afgørende indflydelse på valget af designparametre for bygninger og konstruktioner. Isaflejringer af is-rimfrost er også skadelige for træer og buske, som danner grundlag for at gøre bymiljøet grønnere. Grene og nogle gange træstammer knækker under deres vægt. Produktiviteten i frugtplantager er faldende, produktiviteten i landbruget er faldende. Dannelsen af ​​is og sort is på vejene skaber farlige forhold for landtransportens bevægelse.

Istapper (et særligt tilfælde af isfænomener) er en stor fare for bygninger og mennesker og genstande i nærheden (f.eks. parkerede biler, bænke osv.). For at reducere dannelsen af ​​istapper og frost på tagudhænget bør projektet indeholde særlige foranstaltninger. Passive foranstaltninger omfatter: forbedret termisk isolering af tag- og loftsgulve, en luftspalte mellem tagbeklædningen og dens strukturelle base, mulighed for naturlig ventilation af undertaget rum med kold udeluft. I nogle tilfælde er det umuligt at undvære aktive tekniske foranstaltninger, såsom elektrisk opvarmning af gesimsudvidelsen, installation af støddæmpere til at tabe is i små doser, efterhånden som de dannes, osv.

Arkitekturen er meget påvirket af vindens kombinerede effekt med sand og støv - støvstorme, som også er relateret til atmosfæriske fænomener. Kombinationen af ​​vind med støv kræver beskyttelse af boligmiljøet. Niveauet af ugiftigt støv i boligen bør ikke overstige 0,15 mg/m 3, og som den maksimalt tilladte koncentration (MPC) til beregninger tages en værdi på højst 0,5 mg/m 3. Intensiteten af ​​overførslen af ​​sand og støv samt sne afhænger af vindhastigheden, lokale træk ved relieffet, tilstedeværelsen af ​​ikke-turfed terræn på vindsiden, den granulometriske sammensætning af jorden, dens fugtindhold, og andre forhold. Mønstrene for sand- og støvaflejringer omkring bygninger og på byggepladsen er omtrent det samme som for sne. De maksimale aflejringer dannes på læs- og vindsiden af ​​bygningen eller deres tage.

Metoderne til at håndtere dette fænomen er de samme som for sneoverførsel. I områder med højt støvindhold i luften (Kalmykia, Astrakhan-regionen, den kaspiske del af Kasakhstan osv.), anbefales det: en særlig indretning af boliger med orientering af hovedlokalerne til den beskyttede side eller med en støv- bevis glaseret korridor; passende planlægning af kvartaler; optimal retning af gader, læhegn mv.

Vandmolekyler, der kontinuerligt fordamper fra overfladen af ​​søer, have, floder og oceaner kommer ind i atmosfæren, hvor de omdannes til vanddamp, og derefter til forskellige typer af nedbør. Vanddamp er altid til stede i luften, hvilket normalt er umuligt at se, men luftens fugtighed afhænger af dens mængde.

Luftfugtighed er forskellig i alle områder af kloden, i varmen stiger den, når fordampningen fra overfladen af ​​vandområder til atmosfæren stiger. Lav luftfugtighed observeres normalt over ørkenområder, da der er lidt vanddamp, så luften i ørkener er meget tør.

Vanddamp overvinder mange udfordringer, inden den falder til jorden i form af regn, sne eller frost.

Jordens overflade opvarmes af solens stråler, og den resulterende varme overføres til luften. Siden den opvarmede luftmasser meget nemmere end kolde, de rejser sig. Små vanddråber, der er dannet i luften, fortsætter med at rejse længere med den ind nedbør.

Typer af nedbør, tåge og skyer.

For at forestille sig, hvordan den videre omdannelse af vanddamp i atmosfæren sker, kan der udføres et ret simpelt eksperiment. Det er nødvendigt at tage et spejl og bringe det tættere på tuden på en kogende kedel. Efter et par sekunder vil den kølige overflade af spejlet dugge til, hvorefter der dannes store vanddråber på det. Den frigivne damp blev til vand, hvilket betyder, at der er opstået et fænomen, der kaldes kondens.

Et lignende fænomen opstår med vanddamp i en afstand af 2-3 km fra jorden. Da luften på denne afstand er koldere end nær jordens overflade, kondenserer damp i den, og der dannes vanddråber, som kan observeres fra jorden i form af skyer.

Når du flyver med et fly, kan du se, hvordan skyerne nogle gange dukker op under flyet. Og du kan endda være blandt skyerne, hvis du bestiger et højt bjerg med lavt skydække. I dette øjeblik vil de omkringliggende genstande og mennesker blive til usynlige mennesker, som blev opslugt af et tykt tågeslør. Tåge er de samme skyer, men kun placeret nær jordens overflade.

Hvis dråberne i skyerne begynder at vokse og blive tungere, så bliver de snehvide skyer gradvist mørkere og bliver til skyer. Når tunge dråber ikke længere er i stand til at blive i luften, falder regn fra tordenskyer til jorden i nedbør.

Dug og frost som nedbørstyper.

Om sommeren i nærheden af ​​vandområder dannes der meget damp i luften, og den bliver meget mættet med vandporer. Med nattens begyndelse kommer kølighed, og på dette tidspunkt kræves der en mindre mængde damp for at mætte luften. Overskydende fugt kondenserer på jorden, blade, græs og andre genstande og lignende type nedbør kaldet dug. Dug kan observeres tidligt om morgenen, hvor der kan ses gennemsigtige små dråber, der dækker forskellige genstande.

Med fremkomsten af ​​det sene efterår kan temperaturen i løbet af natten falde til under 0 ° C, så fryser dugdråberne og bliver til fantastiske gennemsigtige krystaller, som kaldes rimfrost.

Om vinteren fryser iskrystaller og sætter sig på vinduesruder i form af frostede mønstre af ekstraordinær skønhed. Nogle gange dækker frost bare jordens overflade, som et tyndt lag sne. Frostformede fantastiske mønstre ses bedst på ru overflader som:

• træ grene;
• løs overflade af jorden;
• træbænke.

Sne og hagl som typer af nedbør.

Hagl er navnet på uregelmæssigt formede isstykker, der falder til jorden om sommeren sammen med regn. Der er også "tørt" hagl, det falder uden regn. Hvis du omhyggeligt savede haglet, så kan du på snittet se, at det består af skiftevis uigennemsigtige og gennemsigtige lag.

Når luftstrømme bringer vanddamp til en højde på omkring 5 km, så begynder vanddråber at sætte sig på støvpartikler, mens de øjeblikkeligt fryser. De dannede iskrystaller begynder at stige i størrelse og nå tung vægt Jeg begynder at falde. Men en ny strøm af varm luft kommer fra jorden, og den fører dem tilbage til den kolde sky. Haglstenene begynder at vokse igen og forsøger at falde, denne proces gentages flere gange, først efter at have fået en tilstrækkelig tung vægt, falder de til jorden.

Størrelsen af ​​sådanne typer af nedbør(hagl) varierer normalt fra 1 til 5 mm i diameter. Selvom der var tilfælde, hvor størrelsen af ​​hagl overskred æg, og vægten nåede omkring 400-800 g.

Hagl kan forårsage meget skade landbrug, det skader haver og afgrøder og fører også til små dyrs død. Store hagl kan beskadige biler og endda gennembore huden på fly.

For at mindske sandsynligheden for, at hagl falder til jorden, udvikler forskerne hele tiden nye stoffer, der ved hjælp af specielle raketter bliver kastet ind i tordenskyer og dermed spreder dem.

Med vinterens komme er jorden indhyllet i et snehvidt tæppe, bestående af de mindste iskrystaller, som kaldes sne. På grund af lave temperaturer vanddråber fryser, og der dannes iskrystaller i skyerne, så bliver nye vandmolekyler knyttet til dem, og som følge heraf fødes et separat snefnug. Alle snefnug har seks hjørner, men mønstrene vævet på dem af frost adskiller sig fra hinanden. Bliver snefnuggene påvirket af vindens strøm, hænger de sammen og danner snefnug. Når vi går på sneen i frostvejr, hører vi ofte et knas under vores fødder, det er iskrystaller, der knækker i snefnuggene.

Sådan typer af nedbør, da sne bringer mange problemer, på grund af sne, er trafikken vanskelig på vejene, elledninger rives under dens vægt, og snesmeltning fører til oversvømmelser. Men på grund af det faktum, at planterne er dækket af et snetæppe, er de i stand til at udholde selv alvorlig frost.

Nedbør- vand i flydende eller fast tilstand, der falder ud af skyer eller aflejres fra luften på jordens overflade.

Regn

Under visse forhold begynder skydråber at smelte sammen til større og tungere. De kan ikke længere tilbageholdes i atmosfæren og falder til jorden i form regn.

hagl

Det sker, at om sommeren stiger luften hurtigt, samler sig op regnskyer og fører dem til en højde, hvor temperaturen er under 0 °. Regndråber fryser og falder ud som hagl(Fig. 1).

Ris. 1. Oprindelse af hagl

Sne

Om vinteren, på tempererede og høje breddegrader, falder nedbøren i form af sne. Skyer på dette tidspunkt består ikke af vanddråber, men af ​​de mindste krystaller - nåle, som, når de kombineres, danner snefnug.

dug og frost

Nedbør, der falder på jordens overflade ikke kun fra skyer, men også direkte fra luften, er dug og frost.

Mængden af ​​nedbør måles med en regnmåler eller regnmåler (fig. 2).

Ris. 2. Regnmålerens struktur: 1 - ydre kabinet; 2 - tragt; 3 - en beholder til indsamling af okser; 4 - måletank

Klassificering og typer af nedbør

Nedbør er kendetegnet ved nedbørens art, efter oprindelse, ved fysisk tilstand, nedbørstider osv. (Fig. 3).

Ifølge nedbørens art er der voldsomme, vedvarende og småregn. Regn - intens, kort, indfang et lille område. Overhead nedbør - medium intensitet, ensartet, lang (kan vare i dagevis, fange store områder). småregn - fint-dråbe nedbør falder over et lille område.

Efter oprindelse skelnes nedbør:

• konvektiv - karakteristisk for den varme zone, hvor opvarmning og fordampning er intens, men ofte forekommer i den tempererede zone;
• frontal - dannes, når to luftmasser med forskellige temperaturer mødes og falder ud af varmere luft. Karakteristisk for tempererede og kolde zoner;
• orografisk - falde på bjergskråningerne. De er meget rigelige, hvis luften kommer fra det varme hav og har en høj absolut og relativ luftfugtighed.

Ris. 3. Nedbørstyper

Sammenligner med klimakort den årlige mængde nedbør i Amazonas lavland og i Sahara-ørkenen, kan man være overbevist om deres ujævne fordeling (fig. 4). Hvad forklarer dette?

Nedbør kommer af fugtige luftmasser, der dannes over havet. Dette ses tydeligt i eksemplet med territorier med monsunklima. Sommermonsunen bringer meget fugt fra havet. Og over land falder der uafbrudt regn, som på Stillehavskysten i Eurasien.

Konstante vinde spiller også en stor rolle i fordelingen af ​​nedbør. Passatvindene, der blæser fra kontinentet, bringer således tør luft til det nordlige Afrika, hvor de mest stor ørken verden - Sahara. vestenvind bringe regn til Europa fra Atlanterhavet.

Ris. 4. Gennemsnitlig årlig fordeling af nedbør på jordens land

Som du allerede ved, påvirker havstrømme nedbør i de kystnære dele af kontinenterne: varme strømme bidrager til deres udseende (Mozambique-strømmen ud for Afrikas østkyst, Golfstrømmen ud for Europas kyst), kolde forhindrer tværtimod nedbør ( Peruansk strøm ud for Sydamerikas vestkyst).

Relieffet påvirker også fordelingen af ​​nedbør, for eksempel tillader Himalaya-bjergene ikke fugtige vinde, der blæser nordpå fra kl. Det indiske ocean. Derfor falder der nogle gange op til 20.000 mm nedbør om året på deres sydlige skråninger. Fugtige luftmasser, der stiger langs skråningerne af bjergene (stigende luftstrømme), kølige, mættede, og nedbør falder fra dem. Territoriet nord for Himalaya-bjergene ligner en ørken: der falder kun 200 mm nedbør om året.

Der er en sammenhæng mellem bælter og nedbør. Ved ækvator - i bæltet lavt tryk— konstant opvarmet luft; efterhånden som den hæver, afkøles den og bliver mættet. Derfor dannes der i området ved ækvator en masse skyer, og der falder kraftig regn. Der falder også megen nedbør i andre områder af kloden, hvor lavtryk hersker. Hvori stor betydning lufttemperaturen har: jo lavere den er, jo mindre nedbør falder.

Nedadgående luftstrømme dominerer i højtryksbælter. Luften, der falder ned, opvarmes og mister egenskaberne for mætningstilstanden. Derfor er nedbør sjældent og i små mængder på breddegrader 25-30 °. Højtryksområder nær polerne får også lidt nedbør.

Absolut maksimal nedbør registreret på ca. Hawaii (Stillehavet) - 11.684 mm / år og Cherrapunji (Indien) - 11.600 mm / år. Absolut minimum - i Atacama-ørkenen og den libyske ørken - mindre end 50 mm / år; nogle gange falder nedbøren slet ikke i årevis.

Fugtindholdet i et område er fugtfaktor- forholdet mellem årlig nedbør og fordampning for samme periode. Fugtkoefficienten er angivet med bogstavet K, den årlige nedbør er angivet med bogstavet O, og fordampningshastigheden er angivet med I; så K = O: I.

Jo lavere luftfugtighedskoefficient, jo tørrere klima. Hvis den årlige nedbør er omtrent lig med fordampning, så er fugtkoefficienten tæt på enhed. I dette tilfælde betragtes fugt som tilstrækkelig. Hvis fugtindekset er større end én, så er fugtigheden overskydende, mindre end en - utilstrækkelig. Hvis fugtkoefficienten er mindre end 0,3, tages der hensyn til fugt sølle. Zoner med tilstrækkelig fugt omfatter skovstepper og stepper, mens zoner med utilstrækkelig fugt omfatter ørkener.

Lad os først og fremmest definere selve begrebet "atmosfærisk nedbør". I Meteorological Dictionary fortolkes dette udtryk som følger: "Nedbør er vand i flydende eller fast tilstand, der falder fra skyer eller aflejres fra luften på jordens overflade og på genstande."

Ifølge ovenstående definition kan nedbør opdeles i to grupper: nedbør frigivet direkte fra luften - dug, rimfrost, frost, is og nedbør fra skyer - regn, støvregn, sne, snepiller, hagl.

Hver type nedbør har sine egne karakteristika.

dug repræsenterer de mindste dråber af vand aflejret på jordens overflade og på jordobjekter (græs, træblade, tage osv.). Dug dannes om natten eller om aftenen i klart, roligt vejr.

Frost vises på overflader, der er afkølet under 0 °C. Det er et tyndt lag krystal is, hvis partikler er formet som snefnug.

frost- dette er aflejring af is på tynde og lange genstande (trægrene, ledninger), dannet på ethvert tidspunkt af dagen, normalt i overskyet, tåget vejr ved lave temperaturer (under - 15 ° C). Rimfrost er krystallinsk og granulært. På lodrette genstande afsættes rim hovedsageligt på vindsiden.

Blandt de nedbør, der frigives på jordens overflade, er af særlig betydning is. Det er et lag af tæt gennemsigtig eller uklar is, der vokser på alle genstande (inklusive stammer og grene af træer, buske) og på jordens overflade. Det dannes ved en lufttemperatur på 0 til -3°C på grund af frysning af dråber af underafkølet regn, støvregn eller tåge. Skorpen af ​​frossen is kan nå en tykkelse på flere centimeter og få grene til at brække af.

Nedbør, der falder fra skyerne, er opdelt i regn, overstrømmende og voldsomme.

Døsende nedbør (regnregn) sammensat af meget fine vanddråber mindre end 0,5 mm i diameter. De er af lav intensitet. Disse nedbør falder normalt fra stratus- og stratocumulus-skyer. Dråberne falder så langsomt, at de synes at være svævende i luften.

Kraftig nedbør- det er regn, bestående af små vanddråber, eller snefald fra snefnug med en diameter på 1-2 mm. Disse er langtidsnedbør, der falder fra tætte altostratus- og nimbostratus-skyer. De kan vare i flere timer eller endda dage og erobre enorme territorier.

kraftig nedbør har stor intensitet. Disse er store dråber og ujævn nedbør, der falder både i flydende og fast form (sne, gryn, hagl, slud). Regnen kan vare fra flere minutter til flere timer. Området dækket af et brusebad er normalt lille.

hagl, som altid observeres under et tordenvejr, normalt sammen med kraftig regn, dannes i cumulonimbus (tordenvejr) skyer med lodret udvikling. Det falder normalt om foråret og sommeren i et smalt bånd og oftest mellem 12 og 17 timer. Varigheden af ​​haglfaldet udregnes i minutter. I løbet af 5-10 minutter kan jorden dækkes med et lag af flere centimeter tykt hagl. Med intens hagl kan planter blive beskadiget varierende grader eller endda ødelagt.

Nedbør måles ved tykkelsen af ​​vandlaget i millimeter. Hvis der faldt 10 mm nedbør, betyder det, at det vandlag, der faldt på jordens overflade, er 10 mm. Og hvad betyder 10 mm nedbør for et plot på 600 m 2? Det er nemt at beregne. Lad os starte beregningen for et areal svarende til 1 m 2. For hende vil denne mængde nedbør være 10.000 cm 3, altså 10 liter vand. Og det her er en hel spand. Dette betyder, at for et område svarende til 100 m 2 vil mængden af ​​nedbør allerede være lig med 100 spande, men for et område på seks acres - 600 spande eller seks tons vand. Det er, hvad 10 mm nedbør er for en typisk havegrund.

Atmosfærisk nedbør og deres klassificering.

Nedbørsklassificering. Efter type er nedbør opdelt i flydende, fast og terrestrisk.

Til flydende udfældning forholde sig:

regn - nedbør i form af dråber i forskellige størrelser med en diameter på 0,5-7 mm;

støvregn - små dråber med en diameter på 0,05-0,5 mm, som så at sige er i suspension.

Solide indskud inkluderer:

sne - iskrystaller, der danner forskellige slags snefnug (plader, nåle, stjerner, søjler) 4-5 mm i størrelse. Nogle gange kombineres snefnug til snefnug, hvis størrelse kan nå 5 cm eller mere;

snegryn - nedbør i form af uigennemsigtige sfæriske korn af hvid eller kedelig hvid (mælkeagtig) farve med en diameter på 2 til 5 mm;

ispiller - faste partikler, der er gennemsigtige fra overfladen, med en uigennemsigtig, uigennemsigtig kerne i midten. Korndiameter fra 2 til 5 mm;

hagl - mere eller mindre store isstykker (hagl), der har en kugleformet el uregelmæssig form og kompleks indre struktur. Diameteren af ​​hagl varierer over et meget bredt område: fra 5 mm til 5-8 cm Der er tilfælde, hvor hagl, der vejer 500 g eller mere, faldt ud.

Hvis nedbør ikke falder fra skyer, men aflejres fra atmosfærisk luft på jordens overflade eller på genstande, så kaldes sådan nedbør terrestrisk nedbør. Disse omfatter:

dug - de mindste dråber vand, der kondenserer på de vandrette overflader af genstande (dæk, båddæksler osv.) på grund af deres strålingskøling på klare skyfrie nætter. lille vind(0,5–10 m/s) bidrager til dannelsen af ​​dug. Hvis temperaturen på vandrette overflader er under nul, sublimerer vanddamp under lignende forhold på dem, og der dannes frost - et tyndt lag iskrystaller;

flydende belægning - de mindste dråber vand eller en kontinuerlig vandfilm, der dannes i overskyet og blæsende vejr på vindoverfladen, overvejende lodrette overflader af kolde genstande (vægge af overbygninger, beskyttelsesanordninger på spil, kraner osv.).

Glasur er en isskorpe, der dannes, når temperaturen på disse overflader er under 0 °C. Derudover kan der dannes faste aflejringer på overfladerne af karret - et lag af krystaller tæt eller tæt siddende på overfladen eller et tyndt kontinuerligt lag af glat gennemsigtig is.

I tåget frostvejr med let vind kan der dannes granulær eller krystallinsk frost på skibets rigning, afsatser, gesimser, wirer mv. I modsætning til frost dannes der ikke frost på vandrette overflader. Rimfrostens løse struktur adskiller den fra hård plak. Granulær rimfrost dannes ved lufttemperaturer fra -2 til -7 °C på grund af frysning på emnet af superafkølede tågedråber, og krystallinsk rimfrost, som er et hvidt bundfald af fine strukturkrystaller, dannes om natten med en skyfri himmel eller tynd skyer af tåge eller dispartikler ved en temperatur fra –11 til –2 °С og derover.

Ifølge nedbørens art er atmosfærisk nedbør opdelt i tung, kontinuerlig og regn.

Byger falder fra cumulonimbus (tordenvejr) skyer. Om sommeren er det store dråberregn (nogle gange med hagl), og om vinteren er det kraftigt snefald med hyppige ændringer i form af snefnug, sne eller ispiller. Kraftig nedbør falder fra nimbostratus (sommer) og altostratus (vinter) skyer. De er karakteriseret ved små udsving i intensitet og en lang varighed af nedfald.