Содержание
Есть несколько классификаций видов осадков. Наиболее популярная — по природе их происхождения:
- Из облаков. Это такие осадки как дождь, снег, морось, град.
- Из воздуха. Этот вид атмосферных осадков образуется из воздуха, близкого к земле, и который излишне насыщен водяным паром. К такому виду относится роса, иней, гололед, изморось.
Также достаточно популярным критерием деления атмосферных осадков на группы и виды является их плотность. Выделяют твердые и жидкие осадки. Твердые образуются при температуре воздуха ниже 0 градусов, а жидкие при температуре выше 0 градусов.
Осадки из облаков
Каждое облако на небе состоит из маленьких капель воды. Возникает вопрос — если все облака состоят из воды, то почему каждый день не идёт дождь, ведь практически каждый день мы видим на небе облака? Связано это с тем, что облака не являются едиными, а капли воды в них могут значительно отличаться в своем размере. Для понимания этого приведена картинка ниже с видами облаков в атмосфере.
Дождь
Большинство облаков состоят из капель, размер которых не превышает 0,01 мм. Вес такой капли настолько мал, что под давлением испарений и воздушных масс она не может выпасть на землю в виде осадков. За счёт того, что капли в облаках являются не статичными, а постоянно движутся, они сталкиваются и объединяются в более крупные купли. Как только размер капли превышает 0,1 мм, выпадает на землю в виде дождя. Размеры самих капель могут быть разнообразными в зависимости от процессов, которые происходят в облаках. Каждый из нас наверное замечал, что иногда дождь идёт с мелкими каплями, а иногда капли падают очень крупные. Это как раз и связано с тем, что в облаках капли соприкасаются и иногда образуют более мелкие капли, а иногда менее более крупные.
Всё о чём мы говорили выше про дождь характерно и для снега. Единственное исключение заключается в том, что дождь формируется при температуре воздуха выше 0 градусов, а снег при температуре воздуха ниже 0 градусов. Если во время дождя капли образуют между собой более крупные капли и падает на землю, то в зимнее время при отрицательных температурах облака состоят из маленьких кристаллов, которые по своей форме напоминают иглы. Они также соприкасаются, образуя снежинки. Снег является очень важным, особенно в районах, где происходит смена климата. Связано это с тем, что зимой снег защищает поля от излишних морозов, несется дополнительную влагу для питания рек и почвы, пополняет подземные воды и так далее. Если говорить про умеренные широты, которые в том числе характерны и для России, то здесь в среднем толщина снега составляет от 30 до 50 см. Разумеется, что чем выше в горы, тем снега больше. Также нужно вспомнить и про климат и погоду, что для различных районов суши количество осадков является различным в результате температур и движения воздуха. Это характерно и для снега.
Град как правило образуется в кучево-дождевых облаках. Единственным необходимым условием для формирования города является сильное движение воздушных масс от земли к атмосфере и столкновение теплого воздуха с холодным. Как правило, движение воздуха вверх происходит в виде испарений. Общая схема образования града следующую. Капли в облаке достигают необходимых размеров для формирования дождя после чего дождь начинается. Воздушные массы, давящее с земли, в атмосферу являются активными и не дают каплям падать, а поднимают их вверх. Как только капли достигают области атмосферы с отрицательной температурой, они замерзают, образуя льдинки. Масса тела такой льдинки становится заметно тяжелее, и она падает вниз. На пути движения вниз она соприкасается с другими каплями, периодически подтаивает, в результате чего может несколько раз подниматься в области с отрицательной температурой, там замораживается и вновь летит к земле. В результате иногда град очень крупный.
Мировым рекордом для града является льдинка, которая весила 7 кг. Этот град выпал на землю в 1981 году в Китае. Для демонстрации того, насколько разрушительной силой обладает град можно привести примеры града, который выпал в Индии в 1961 году. Этот град в своих самых крупных льдинках достигал веса в 3 кг. При прямом попадании на слона это приводило к гибели животного.
В некоторых странах люди искусственно борются с градом. Для этого используются различные способы, в том числе и выстрелы с химическими элементами в атмосферу. Эти химические элементы повышают температуру, в результате град выпадает на землю уже в виде простого дождя.
Типа осадков дождем по влажности воздуха
В зависимости от влажности воздуха, количества облаков, скорости и направления движения ветра можно выделить 3 группы атмосферных осадков:
- Моросящие. Это может быть как снег, так и дождь. Такой вид осадков очень мелкий, часто напоминает по содержанию крупу.
- Ливневые. Эти осадки очень сильные, но непродолжительные.
- Обложные. Эти осадки выпадают с средней силой и интенсивностью, но отличаются своей продолжительностью.
Осадки из воздуха
Осадки из воздуха образуются при охлаждении земной поверхности, когда происходит сталкивание с воздушными массами, насыщенными влагой. Например, если светит солнце, оно достаточно легко прогревает земную поверхность, вследствие чего образуется испарение. Как только солнце садится, поверхность земли охлаждается, но воздух всё ещё насыщен влагой. Именно эта влага и оседает в виде осадков. В теплое время года такой избыток влаги оседает на поверхности в виде росы. Если же говорить о холодном времени года, то при температуре воздуха ниже 0 градусов, образуется иней.
Атмосферные осадки, выпадающие из облаков
Из облаков выпадают жидкие осадки (морось, дождь) и твёрдые (снег, град, крупа). Есть ещё осадки смешанного типа – ледяной дождь и дождь со снегом.
Дождь
Слепой, грибной, земляничный, косой, затяжной, проливной и т. д. Дождь – это осадки в виде капель воды, диаметром от 0,5 до 3 мм. Из хорошо развитых в высоту кучево-дождевых облаков выпадают крупные капли дождя. Относительно мелкие капли падают из слоисто-дождевых облаков, так как небольшая толщина таких облаков препятствует формированию крупных капель, а отсутствие мощных восходящих потоков позволяет мелким каплям достигать поверхности земли.
Капли диаметром менее 0,5 мм выпадают из слоистых облаков и из тумана. Такие атмосферные осадки называют моросью . Особый случай представляют переохлаждённые дождь или морось , выпадающие при температуре воздуха от 0°С до -15°С. При падении переохлаждённые капли смерзаются, из-за чего образуется гололёд.
Зимой, при выпадении переохлаждённого дождя образуется гололёд – слой гладкого прозрачного льда на поверхности земли, на проводах, деревьях и т. д.
От гололёда нужно отличать гололедицу – подмораживание мокрого снега и воды после оттепели ночью.
Снег – это твёрдые атмосферные осадки, выпадающие из слоисто-дождевых и высокослоистых облаков при отрицательных температурах приповерхностного воздуха. Он имеет вид снежинок разной формы. Иногда снежинки слипаются, образуя хлопья . При температуре 0°С и немного выше падает мокрый снег из тающих снежинок.
Так выглядят снежинки под микроскопом (срисовано).
Автор: Fæ
Снежинки образуются из шестигранных ледяных кристаллов, но не все они в результате получаются шестигранными звёздочками. Во время сильных морозов (от -30°С) снег выпадает в виде «алмазной пыли», в этом случае образуются пушистые сугробы из тонких ледяных игл. Обычно же снежинки растут в облаке вдоль своей оси, образуя ледяные шестигранники, снежинки-столбики или ледяные иглы. Если они растут поперёк оси, тогда образуются ледяные шестиугольные пластинки или звёздочки.
К снежинке может прилипнуть капля воды, тогда происходит обзернение снежинки и она имеет совсем другую форму.
Сугробы снега
Снежная крупа
Снежная крупа – это белые непрозрачные крупинки диаметром 2-5 мм, выпадающие при температуре близкой к 0°С. Крупинки хрупкие, легко ломающиеся при сдавливании даже пальцами.
Ледяная крупа
Состоит из прозрачных крупинок диаметром 1-3 мм с непрозрачным ядром в центре. Они выпадают при температуре ниже нуля (до -5°С). Крупинки твёрдые, чтобы их раздавить, нужно приложить большие усилия. При падении на землю они отскакивают. Часто ледяную крупу считают разновидностью града.
Град – это льдинки чаще шарообразной формы от 0,3 до 5 см и более. Появляются из кучево-дождевых облаков в тёплое время года, при температуре воздуха выше 10°С. Сильный град ранит растения, животных, способен даже разрушить строения и убить человека. Чаще всего град выпадает летом при температуре воздуха 20-25°С и наличии мощных конвективных потоков.
Градины чаще состоят из чередующихся слоёв прозрачного и непрозрачного льда. Зародыши градин – ледяные кристаллы – образуются на высоте 9-12 км, где температура воздуха доходит до -60°С. Падая ниже и сталкиваясь с водяными каплями, кристаллы обрастают льдом и укрупняются.
В нижней части облака они подтаивают, там образуются мелкие градины и крупные капли воды. Конвекционные потоки воздуха подбрасывают градины в верхнюю часть облака, где они снова обрастают льдом. Затем они снова опускаются в нижнюю часть облака и могут снова быть подняты вверх. Так чередование подтаивания и обрастания льдом формирует слои градин. Они путешествуют по туче до тех пор, пока не станут достаточно крупными, чтобы преодолеть силу конвекционных потоков, и не упадут на землю.
Из кучево-дождевых облаков, в которых рождаются смерчи, иногда выпадают особенно крупные градины (до 10-15 см). Мощные восходящие потоки, формирующие смерчи, способны долго удерживать крупные градины внутри облака.
Дождь со снегом
Смешанные атмосферные осадки в виде водяных капель и снега чаще всего появляются в тёплое время года. Если они выпадают при отрицательных температурах, тогда, смерзаясь, образуют гололёд.
Ледяной дождь
Такого вида атмосферные осадки встречаются при температуре воздуха от 0 до -10°С. Представляют собой ледяные шарики, заполненные водой. При падении на землю они лопаются и смерзаются, образуя гололёд.
Ледяной дождь. Автор: Frokor
6) Кельвина — Гельмгольца
И, наконец, мои любимые. Облака Кельвина – Гельмгольца напоминают ломающуюся океанскую волну. Когда воздушные массы на разных высотах двигаются по горизонтали с разными скоростями, их состояние становится нестабильным. Граница между воздушными массами начинает покрываться рябью и формирует крупные волны.
Такие облака встречаются довольно редко – лично я видела их единственный раз над Ютландией, западной Данией – поскольку мы можем наблюдать этот процесс в атмосфере, только если в нижней воздушной массе есть облако. Тогда оно может обрисовать ломающиеся волны и обнаружить запутанные движения, происходящие у нас над головой, которые обычно не видны.