Вспоминаем
1. От чего зависит влажность воздуха? 2. Что называется конденсацией водяного пара? 3. Какие виды осадков вы знаете? 4. Какие осадки выпадают в вашей местности в различные времена года?
Ключевые слова: атмосферные осадки: дождь, морось, снег, град, роса, иней; осадкомер.
1. Образование и виды атмосферных осадков. Нагретый воздух поднимается вверх, охлаждается, водяной пар конденсируется, и образуются мелкие капельки воды (размером в сотые доли миллиметра) или кристаллики льда. В облаках при определенных условиях они укрупняются. Это возможно при испарении влаги с одних, более мелких капель и осаждении ее на других. Укрупнение капель происходит также при их осаждении на кристалликах льда и твердых частичках в воздухе. Когда эти капли могут преодолеть при падении восходящие потоки и сопротивление воздуха, то выпадают атмосферные осадки. Они бывают жидкие (дождь, морось), твердые (снег, град), смешанные (снег с дождем).
Дождь — это атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель диаметром 0,5 мм и больше. Самый сильный в мире ливень наблюдался в США, в штате Монтана, когда за 1 минуту выпало 31,2 мм осадков.
Морось имеет мелкие капли (диаметром менее 0,5 мм). Скорость их падения так мала, что они долго остаются взвешенными в воздухе.
Рис. 29. Отражение солнечных лучей снегом
Снег образуется при низких температурах в холодный период года. Наблюдается в умеренных широтах зимой, а в полярных — круглый год. Он состоит из ледяных кристалликов разной формы, обычно в виде звездочек (снежинок). Среди огромного разнообразия снежинок почти невозможно найти две одинаковые. Выпадение снега — снегопад — приводит к образованию снежного покрова.
Снежный покров отражает значительную часть солнечных лучей, что способствует охлаждению земной поверхности и воздуха (рис. 29). Он также предохраняет почву от глубокого промерзания, а озимые посевы — от вымерзания. Кроме того, в снежном покрове содержится большой запас воды. Весной она питает реки и озера, пополняет запасы почвенной влаги и подземных вод.
Град — это атмосферные осадки, выпадающие в виде плотных ледяных частичек неправильной формы. Он образуется в теплое время года в мощных кучево-дождевых облаках с интенсивным вертикальным движением воздуха. Капельки воды, попадая на большую высоту, замерзают, на них слоями нарастают ледяные кристаллы. Падая вниз и сливаясь с другими каплями переохлажденной воды, градины увеличиваются в размерах. Град обычно выпадает при грозе с ливнем. Он может наносить вред посевам и посадкам растений.
К атмосферным осадкам относятся также роса и иней, хотя образуются они непосредственно на земной поверхности, а не выпадают из облаков. Роса возникает в теплый период года, обычно ясной тихой ночью. В это время почва и наземные предметы сильно охлаждаются. Когда насыщенный влагой воздух соприкасается с ними, то образуются мелкие капельки воды. В холодный период года (при температурах ниже 0 °С) вместо росы образуются иней, изморозь (рис. 30). Иней возникает на наземных предметах, почве, траве, а изморозь — на ветвях деревьев, проводах. Иней образуется ночью или вечером при ясном небе и очень слабом ветре, а изморозь — при значительном морозе, тумане и слабом ветре. Роса и иней дают незначительное количество осадков.
Рис. 30. Изморозь
Количество осадков — это толщина слоя выпавшей воды в миллиметрах. Твердые осадки (снег, град) для измерения предварительно растапливают. Количество осадков за месяц равно их сумме за все сутки месяца. Сумма осадков за все месяцы дает годовое количество осадков.
2. Измерение атмосферных осадков. Для измерения количества осадков используется осадкомер (рис. 31). Он состоит из дождемерного сосуда (ведра), в который попадают осадки, и измерительного (дождемерного) стакана. Осадкомер устанавливается на вертикальном столбе таким образом, чтобы верхний край ведра находился на высоте 2 м над земной поверхностью. Прибор имеет защиту от ветра. Вода из дождемерного ведра сливается в градуированный стакан, и определяется количество выпавших осадков в миллиметрах. При выпадении снега ведро приносят в теплое помещение. Образующуюся при таянии воду сливают в измерительный стакан. Количество осадков зависит от температуры воздуха и его перемещения. Температура определяет испарение и влажность воздуха. Ветры переносят влагу в горизонтальном направлении, а вертикальные потоки воздуха или способствуют выпадению осадков (восходящие движения), или иссушают воздух (при его опускании).
Большую роль в распределении осадков играют отдаленность территории от океана, морские течения, высота и рельеф местности. Количество осадков изменяется в течение года (рис. 32).
Рис. 31. Осадкомер с измерительным стаканом
Рис. 32. Годовой ход осадков (Гродно)
На земной поверхности осадки распределяются неравномерно. В пустынях дожди местами не выпадают в течение нескольких лет или количество осадков чрезвычайно мало: около 10—50 мм в Сахаре (Африка), 0,1—5 мм в пустыне Атакама (западное побережье Южной Америки). Максимальное количество осадков выпадает в Черапунджи (Индия) и на Гавайских островах в Тихом океане — около 12 000 мм в год (более чем по метру в месяц).
1. Какие атмосферные осадки выпадают из облаков и как они образуются? 2*. Почему в пасмурную погоду не образуется росы? 3. При каких условиях появляются роса, иней, изморозь? 4. От чего зависит количество выпадающих атмосферных осадков? 5. Как вы думаете, в какое время года в Беларуси выпадает больше всего атмосферных осадков? Почему?
Практическое задание
Постройте диаграмму годового хода атмосферных осадков по следующим среднемесячным данным: I — 30 мм, II — 32 мм, III — 14 мм, IV — 38 мм, V — 58 мм, VI — 78 мм, VII — 100 мм, VIII — 76 мм, IX — 65 мм, X — 50 мм, XI — 55 мм, XII — 40 мм.
Определите, в какие сезоны года выпадает максимум атмосферных осадков, а в какие — минимум. Поразмышляйте над тем, почему атмосферные осадки выпадают неравномерно в течение года.
Это интересно
Во Франции отмечен случай выпадения градины величиной с человеческую ладонь и весом 1200 г, в США — диаметром 12 см и весом 700 г. В 1961 г. на севере Индии градина весом 3 кг убила слона. В 1965 г. в районе Кисловодска выпавший град покрыл землю слоем в 75 см. Во время града в апреле 1981 г. в Китае вес отдельных градин достигал 7 кг. 28 июля 2010 г. в Минской области в 6 км от Заславля отмечался град размером с ноготь большого пальца. В результате примерно пятиминутного выпадения образовались «сугробы». В наши дни образование и выпадение крупного града стараются предотвратить. С этой целью в облако вносятся химические вещества. Они содействуют выпадению небольших осадков.
Конкурс знатоков
В дневниках путешественников по Африке встречается следующее описание: дует сильный ветер, туча закрывает солнце, сверкает молния, все слышат шум дождя, но ни одна капля не падает на землю. Почему и где это происходит?