Почему идет дождь, снег, град?
Дождь, снег и град называют атмосферными осадками. Все это вода в жидком и твердом состоянии. Но как же получается, что вода оказывается на небе? Как образуется дождь, снег и град?
Дождь и снег
Осадки – это влага (вода), которая выпадает на землю в жидком или твёрдом виде. На небе вода оказывается так: водяные пары, которые образуются над поверхностью водоёмов в результате того, что их нагревает солнце, постепенно поднимаются вверх. На большой высоте холодно. Нагретый над поверхностью Земли водяной пар постепенно охлаждается и превращается в капельки воды или снежинки. Из мелких капелек и льдинок образуются облака.
Если облака находятся в зоне с температурой выше 0 °C, то они состоят из капелек воды, которые, столкнувшись друг с другом, сливаются. Они становятся тяжелее и падают на землю. Так получается дождь.
Если же облако оказалось в зоне, где холодно, то в облаке капельки влаги замерзают, превращаясь в причудливые снежинки. Они склеиваются друг с другом и выпадают в виде пышных хлопьев. Так образуется снег. Мокрый снег – результат того, что по пути к земной поверхности снежинки немного подтаивают.
Если же внутри облака замёрзшие частицы воды то опускаются, то поднимаются, происходит увеличение и уплотнение снежинок. Они превращаются в ледяные крупинки и падают вниз. Такие атмосферные осадки называют градом. Иногда частички льда могут достигать достаточно крупных размеров. Град быват размером с куриное яйцо.
Роса, иней
В тёплое время года за ночь пары воды, которые присутствуют над землёй в больших или меньших количествах, остывают. В результате этого влага скапливается, превращается из пара в жидкость и покрывает холодные предметы (например, траву, листья) капельками воды. Это — роса. Роса бывает обычно в теплое время года. Если то же самое происходит в довольно холодное время года, то на земной поверхности оседает замёрзшая влага, или иней.
Источник
Атмосферные осадки
Атмосфера нашей планеты постоянно пребывает в движении – не зря ее называют пятым океаном. В ее толще наблюдаются перемещения теплых и холодных воздушных масс – с различной скоростью и направлением дуют ветры. Порой содержащаяся в атмосфере влага конденсируется и выпадает на поверхность земли в виде дождя или снега. Синоптики называют это атмосферными осадками.
Атмосферными осадками в научной среде принято называть обычную воду, которая в жидком (дождь) либо твердом (снег, иней, град) виде выпадает из атмосферы на поверхность Земли.
Осадки могут выпадать из облаков, которые сами представляют собой конденсированную в мельчайшие капельки воду, либо образовываться непосредственно в воздушных массах при столкновении двух атмосферных потоков с разной температурой.
Количество осадков определяет климатические особенности местности, а также служит основой урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому ученые-метеорологи постоянно замеряют, сколько осадков выпало в той или другой местности за определенный период. Эта информация ложится в основу прогнозов погоды, урожайности и т.д.
Осадки измеряют в миллиметрах слоя воды, который покрывал бы поверхность земли, если бы вода не впитывалась и не испарялась. В среднем за год выпадает 1000 миллиметров осадков, но одним местностям достается больше, а другим – меньше.
В Москве среднее количество осадков за год около 580 миллиметров, в Санкт-Петербурге – 660, в пустынях Азии – менее 100. Наибольшее количество осадков характерно для Черапунджи (Индия) – 12 000 миллиметров в год, при этом были годы, когда количество выпавших осадков превышало 20 000 миллиметров! В России самое влажное место находится в районе юго-западных склонов Кавказа.
Согласно Книге рекордов Гиннесса, самое влажное место на Земле находится в Индии. Деревушка Маусинрам расположена в штате Мегхалая, название которого переводится как “земля облаков”. С июня по сентябрь муссоны несут сюда с Бенгальского залива влагу, которая конденсируется над 1,5-километровым плато в районе Восточных гор Кхаси. В результате, за год в этом месте выпадает 11 871 миллиметров осадков: если бы статуя Иисуса Христа (которая находится в Рио-де-Жанейро и достигает 38 метров в высоту) была установлена здесь, она оказалась бы по колено в воде. В 16 километрах на восток от Маусинрама расположен город Черапунджи, более известный у местных как Сохра. Это второе по влажности место на Земле. Несмотря на обильные осадки (до 11 430 миллиметров осадков в год), жители этого города страдают от засухи, когда сезон муссонов заканчивается.
Дождь. Мельчайшие капельки воды, диаметром от 0,05 до 0,1 мм, из которых состоят облака, сливаясь друг с другом, постепенно увеличиваются, становятся тяжелыми и падают на землю в виде дождя. Чем сильнее восходящие струи воздуха от нагретой солнцем поверхности, тем крупнее должны быть падающие капли. Поэтому летом, когда приземный воздух нагрет землей и воздушные массы стремительно поднимаются вверх, выпадает обычно дождь в виде крупных капель, а весной и осенью — моросящие дожди. Если дождь выпадает из слоистых облаков, то такой дождь является обложным, а если из кунево-дождевых — ливневым. От дождя необходимо отличать морось. Этот вид атмосферных осадков обычно выпадает из слоистых облаков. Размер капель значительно меньше дождевых. Скорость их падения столь мала, что они кажутся взвешенными в воздухе.
Снег. Он образуется в том случае, когда облако находится в воздухе с температурой ниже 0°. Снег состоит из кристалликов различных форм. Больше всего снега выпадает на склонах вулкана Рейнир (штат Вашингтон, США) — в среднем ежегодно 14,6 м. Этого достаточно, чтобы засыпать 6-этажный дом.
Град. Он возникает при сильных восходящих потоках воздуха в теплое время года. Капельки воды, попадая на большую высоту с потоками воздуха, замерзают, и на них слоями начинают нарастать ледяные кристаллики. Капли тяжелеют и начинают опускаться вниз. При падении они увеличиваются в размерах от слияния с каплями переохлажденной воды. Иногда град достигает размера куриного яйца, обычно с различными слоями по плотности. Как правило, град выпадает из мощных кучево-дождевых облаков при грозе или ливне. Частота выпадения града различна: в умеренных широтах он бывает 10-15 раз в год, у экватора на суше, где значительно более мощные восходящие потоки, — 80-160 раз в год. Над океанами град выпадает реже. Град приносит большой материальный ущерб: уничтожает посевы, виноградники, а если градины отличаются крупным размером, то он может вызвать и разрушение домов, гибель людей. В нашей стране были разработаны методы определения градоопасных облаков и созданы службы борьбы с градом. Опасные облака «расстреливают» специальными химическими веществами. Дождь, снег, град называют гидрометеоритами. Кроме них к атмосферным осадкам относятся и такие, которые осаждаются непосредственно из воздуха. К ним относятся роса, туман, иней и др.
Роса (лат. ros — влага, жидкость) — атмосферный осадок в виде капелек воды, осаждающихся на поверхности земли и наземных предметах при охлаждении воздуха. В этом случае водяной пар, охлаждаясь, переходит из газообразного состояния в жидкое и оседает. Чаще всего роса наблюдается ночью, вечером или рано утром.
Туман (тюрк, мрак) — это скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов в нижней части тропосферы, как правило, у поверхности земли. Туманы снижают видимость иногда до нескольких метров. Различают по происхождению туманы адвективные (в связи с охлаждением теплого влажного воздуха над более холодной поверхностью суши или воды) и радиационные (образующиеся в результате охлаждения земной поверхности). В ряде районов Земли часто бывают туманы на побережьях в местах прохождения холодных течений. Например, в Южной Америке на побережье Тихого океана располагается пустыня Атакама. Вдоль побережья проходит холодное Перуанское течение. Его холодные глубинные воды способствуют образованию туманов, из которых на побережье оседает морось — единственный источник влаги в пустыне Атакама.
Изморозь — рыхлые кристаллы льда, нарастающие на ветвях деревьев, проводах и других предметах обычно при намерзании капель переохлажденного тумана. Образуется зимой, чаще в тихую морозную погоду в результате сублимации водяного пара при понижении температуры воздуха.
Иней — тонкий слой ледяных кристаллов, образующихся в холодные, ясные и тихие ночи на поверхности земли, травах и предметах с отрицательной температурой, причем более низкой, чем температура воздуха. Кристаллы инея так же, как и кристаллы изморози, образуются путем сублимации водяного пара.
Зернистая изморозь — белый рыхлый снеговидный осадок, образующийся в результате оседания мелких капелек переохлаждённого тумана на ветвях деревьев и проводах в облачную туманную погоду (в любое время суток) при температуре воздуха от нуля до −10° и умеренном или сильном ветре. При укрупнении капель тумана может перейти в гололёд, а при понижении температуры воздуха в сочетании с ослаблением ветра и уменьшением количества облачности в ночное время — в кристаллическую изморозь. Нарастание зернистой изморози продолжается столько, сколько длится туман и ветер (обычно несколько часов, а иногда и несколько суток). Сохранение отложившейся зернистой изморози может продолжаться несколько суток.
Гололёд — слой плотного стекловидного льда (гладкого или слегка бугристого), образующийся на растениях, проводах, предметах, поверхности земли в результате намерзания частиц осадков (переохлаждённой мороси, переохлаждённого дождя, ледяного дождя, ледяной крупы, иногда дождя со снегом) при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Наблюдается при температуре воздуха чаще всего от нуля до −10° (иногда до −15°), а при резком потеплении (когда земля и предметы ещё сохраняют отрицательную температуру) — при температуре воздуха 0…+3°. Сильно затрудняет передвижение людей, животных, транспорта, может приводить к обрывам проводов и обламыванию ветвей деревьев (а иногда и к массовому падению деревьев и мачт линий электропередач). Нарастание гололёда продолжается столько, сколько длятся переохлаждённые осадки (обычно несколько часов, а иногда при мороси и тумане — несколько суток). Сохранение отложившегося гололёда может продолжаться несколько суток.
Гололедица — слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы (переход к отрицательным значениям температуры). В отличие от гололёда, гололедица наблюдается только на земной поверхности, чаще всего на дорогах, тротуарах и тропинках. Сохранение образовавшейся гололедицы может продолжаться много дней подряд, пока она не будет покрыта сверху свежевыпавшим снежным покровом или не растает полностью в результате интенсивного повышения температуры воздуха и почвы.
Ледяные иглы — твёрдые осадки в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в воздухе, образующиеся в морозную погоду (температура воздуха ниже −10…−15°). Днём сверкают в свете лучей солнца, ночью — в лучах луны или при свете фонарей. Нередко ледяные иглы образуют в ночное время красивые светящиеся «столбы», идущие от фонарей вверх в небо. Наблюдаются чаще всего при ясном или малооблачном небе, иногда выпадают из перисто-слоистых или перистых облаков.
Золяция — осадки в виде редких и крупных (до 3 см) водяных пузырей. Редкое явление, возникающее во время слабых гроз.
Источник
Как образуется дождь и снег
Как образуется дождь, знает в наше время любой школьник, но все-таки стоит освежить знания. Водяной пар – невидимая, но всегда присутствующая составляющая воздуха, окружающего Землю. Во всех земных водоемах, начиная от океанов и морей и заканчивая небольшими прудами, постоянно происходит процесс испарения воды. Из жидкости она превращается в газообразный пар. Чем теплее вода, тем быстрее она испаряется, и чем больше площадь водоема, тем больше воды превращается в пар. Люди не видят этого испарения, водяной пар становится видимым там, где он охлаждается, где происходит конденсация, то есть на большой высоте. Конденсация – это процесс превращения невидимого пара на видимую жидкость. Основная роль в этом принадлежит солнечной энергии. Она поднимает пар высоко в небо и превращает в облака. Ветер, в свою очередь, разносит эти облака на большие расстояния, распределяя по территории земли жизненно необходимую влагу.
Механизм образования дождя
Как образуются капли дождя? Как только облако полностью насытилось и не может принимать влагу, внутри него начинается процесс падения наименьших капелек. Падая, они связываются с другими капельками, которые создают капли еще больше, и в результате можно наблюдать, как образуется дождь.
Во время ливня создаются большие капли, которые могут достигать 7 мм в диаметре. Капля мелкого дождика меньше чем полмиллиметра. Во время мелкого дождя капли практически не разделяются на отдельные, а все становится мокрым. Дождь — это на самом деле облако, которое сбрасывает само себя. Это наблюдается, когда капли или кристаллики, из которого оно создано, делаются излишне тяжелыми и выпадают в направлении Земли. Метеорологи выделяют несколько методов превращения капель в дождь. Как образуется дождь, зависит от того, через какие тучи проходят капли – теплые или холодные. Теплые тучи созданы из крошечных частичек воды. Падающие капли часто превращаются в пар в полете до земли. А бывают настолько большие, что обрушиваются на землю в виде ливня. Крохотная капелька проходит сквозь тучу, при этом она сталкивается с другими капельками, и, уже объединившись, они создают большую каплю. Такая капля собирает другие капли на своем пути вниз. Воздух, который проносится вокруг скоростной капли, притягивает крошечные капли, увеличивая ее вес. Иногда она становится настолько тяжелой, что падает с высоты в лужу.
Откуда берутся снежинки?
Как образуется иней, дождь, снег — все эти явления изучают метеорологи и синоптики, чтобы предусмотреть их и вовремя предупредить население о непогоде. В холодных тучах капли зарождаются кристалликами льда. Холодные облака формируются высоко в небе и переносятся в районы, где температура всегда за пределом замерзания (0 о С). Такие облака являются смесью водных капель и кристалликов льда. Когда вода испаряется из жидких капель, она примыкает к кристалликам, замерзая и превращаясь в твердое тело. Когда кристаллики вырастают и набирают влагу, они превращаются в снежинки и падают сквозь облако. Но если снаружи не слишком холодно, снежинки существуют недолго. Они спускаются в слои теплого воздуха и начинают таять, вновь превращаясь в дождевые капли. Как возникают снежинки? Если в облаке находятся зоны разной температуры и влажности, оно превращается в снежную машину. Влажный теплый воздух, который несет с собой капли воды, проходит в сухие холодные зоны облака. Благодаря низкой температуре капельки замерзают и образуют ядро будущей снежинки. Вокруг ядра в определенном порядке собираются частички теплой воды, превращаясь в снежный кристаллик. Каждая снежинка состоит из 2-200 отдельных кристаллов. Кристаллики образуются в холодных облаках высоко над землей, где температура может понижаться до -40 о С и водяной пар замерзает, превратившись в лед. Снежный кристалл оставляет облако и падает на землю. Снег кажется кристально чистым, когда выпадает, но на самом деле большинство снежинок создаются вокруг крошечных частичек пыли, которые ветер принес в небо, водяной пар может кристаллизоваться даже вокруг маленьких частичек дыма. Если рассмотреть в мощные микроскопы, можно увидеть эти частички, которые прячутся внутри снежинок. Три четверти снежинок наросли вокруг крошечных, невидимых кусочков глины или земли.
Форма снежинок
Наверное, каждый человек имел возможность полюбоваться замысловатой формой снежинок, когда, плавно опускаясь с неба, они оседают на варежке или пальто. Каждая снежинка отличается формой и собственным особенным строением. Основная форма кристаллика снега зависит от температуры, при которой сформировалась снежинка. Чем выше находится туча, тем она холоднее. Из высоких перистых облаков, в которых температура ниже -35 о С, создаются шестигранные призмы, когда температура облаков находится в пределах -3-0 о С, образуются снежинки в виде пластин. При температуре -5-3 о С образуются игольчатые снежинки, а от -8-5۫ о С в виде колонн. При -12-8 о С снова образуются пластинки. Если температура опускается ниже — снежинки приобретают форму звездочек. Увеличиваясь, снежинки становятся тяжелее и падают по направлению земли, их форма меняется. Если снежинки падают, вращаясь, их форма будет идеально симметричная, если опускаются, раскачиваясь в стороны, форма их становится неправильной.
Если воздух под снежной тучей теплее, чем 0 о С, снежинки при падении могут растаять, превращаясь в капли дождя, это объясняет, как образуется дождь и снег, переходящий в дождь. Но если воздух достаточно холодный, снежинки долетят к земле, укрыв ее белым покрывалом. Очутившись на земле, снежные кристаллики постепенно теряют свои утонченные узоры, спрессовываясь под действием других снежинок.
Когда выпадает иней ?
Иней относится к твёрдым атмосферным осадкам, которые выпадают тонким слоем ледяных кристалликов. Появляется на земле и предметах при замерзающей почве, тихом ветре и чистом небе. При температуре ниже нуля он выпадает в виде шестиугольных кристаллов, при более низкой температуре – в виде пластинок, ниже -15 °C кристаллы инея принимают вид тупоконечных игл. Образуется иней на любых объектах, чья поверхность холоднее воздуха: на траве, земле, крышах, на стекле.
Кислотные дожди
Атмосферные осадки (дождь, снег) с повышенным содержанием кислоты представляют собой кислотные дожди. Как образуются они? Источниками появления кислотных дождей могут быть как естественные процессы (вулканическая активность, разложение растительных остатков), так и промышленные выбросы, в первую очередь диоксида серы (SO2) и оксидов азота (NO, NO2, N2O3), при сжигании различных видов топлива. Соединяясь с влагой в атмосфере, образуют серную и азотную кислоты. Если кислотные вещества, растворившись в воздухе, попадают в атмосферу, насыщенную влагой, то кислоты выпадают на землю в виде атмосферных осадков. Если вода, включающая кислоты, выпадает на растительность и на землю, она наносит вред флоре и фауне земли.
Разноцветные дожди
Иногда люди могут наблюдать такие явления, как цветные дожди. Цветной дождь — редкость, но он на самом деле может быть цветным. Как образуется дождь с разным цветом? Например, красный дождь был замечен в апреле 1970 года в Фессалониках в Греции. Мощный ветер над пустыней Сахара поднял очень много частичек красной глины высоко в небо, а потом перенес их в облака в небе над Грецией. Поток дождя смыл глину с облаков, но цвет дождя был некоторое время красным. В 1959 году в штате Массачусетс прошел дождь желто-зеленого цвета. Виновником оказалась весенняя пыльца из растений, поднятая ввысь. А еще в марте 1972 года выпал голубой снег во французских Альпах: этот снег окрасился минералами, принесенными из Сахары.
Источник
