Дождь. Какие бывают осадки

Атмосферные осадки — вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность.

Дождь

При определенных условиях облачные капли начинают сливаться в более крупные и тяжелые. Они уже не могут удерживаться в атмосфере и падают на землю в виде дождя.

Град

Бывает, что летом воздух быстро поднимается вверх, подхватывает дождевые тучи и несет их на высоту, где температура ниже 0°. Дождевые капли замерзают и выпадают в виде града (рис. 1).

Рис. 1. Происхождение града

Снег

В зимнее время в умеренных и высоких широтах осадки выпадают в виде снега. Облака в это время состоят не из капелек воды, а из мельчайших кристалликов — иголочек, которые, соединяясь вместе, образуют снежинки.

Роса и иней

Осадки, выпадающие на земную поверхность не только из облаков, но и непосредственно из воздуха, — это роса и иней.

Количество выпавших осадков измеряется осадкомером или дождемером (рис. 2).

Рис. 2. Строение дождемера: 1 — наружный корпус; 2 — воронка; 3 — емкость для сбора волы; 4 — мерный резервуар

Классификация и виды осадков

Осадки различают по характеру выпадения, по происхождению, по физическому состоянию, сезонам выпадения и т. д. (рис. 3).

По характеру выпадения осадки бывают ливневыми, обложными и моросящими. Ливневые осадки - интенсивные, непродолжительные, захватывают небольшую площадь. Обложные осадки - средней интенсивности, равномерные, длительные (могут продолжаться сутками, захватывая большие территории). Моросящие осадки - мелкокапельные осадки, выпадающие на незначительной территории.

По происхождению различают осадки:

конвективные - характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но нередко бывают и в умеренном поясе;
фронтальные - образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и выпадают из более теплого воздуха. Характерны для умеренных и холодных поясов;
орографические - выпадают на наветренных склонах гор. Они очень обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью.

Рис. 3. Виды осадков

Сравнив на климатической карте годовое количество атмосферных осадков на Амазонской низменности и в пустыне Сахара, можно убедиться в неравномерном их распределении (рис. 4). Чем это объясняется?

Осадки приносят влажные воздушные массы, формирующиеся над океаном. Это хорошо видно на примере территорий с муссонным климатом. Летний муссон приносит с океана много влаги. И над сушей идут продолжительные дожди, как на Тихоокеанском побережье Евразии.

Постоянные ветры также играют большую роль в распределении осадков. Так, пассаты, дующие с континента, приносят сухой воздух на север Африки, где расположена самая обширная пустыня мира — Сахара. Западные ветры приносят в Европу дожди с Атлантического океана.

Рис. 4. Среднегодовое распределение осадков на суше Земли

Как вы уже знаете, морские течения влияют на осадки в прибрежных частях материков: теплые течения способствуют их появлению (Мозамбикское течение у восточных берегов Африки, Гольфстрим у берегов Европы), холодные, наоборот, препятствуют выпадению осадков (Перуанское течение у западных берегов Южной Америки).

Рельеф также влияет на распределение осадков, например, Гималайские горы не пропускают на север влажные ветры, дующие с Индийского океана. Поэтому на их южных склонах иногда выпадает за год до 20 000 мм осадков. Влажные воздушные массы, поднимаясь по склонам гор (восходящие токи воздуха), охлаждаются, насыщаются, и из них выпадают осадки. Территория же севернее Гималайских гор напоминает пустыню: там выпадает всего 200 мм осадков в год.

Существует зависимость между поясами и количеством осадков. У экватора — в поясе низкого давления — постоянно нагретый воздух; поднимаясь вверх, он охлаждается и насыщается. Поэтому в области экватора образуется много облаков и идут обильные дожди. Много осадков выпадает и в других областях земного шара, где господствует низ- кос давление. При этом большое значение имеет температура воздуха: чем она ниже, тем меньше выпадает осадков.

В поясах высокого давления преобладают нисходящие воздушные токи. Воздух, опускаясь, нагревается и утрачивает свойства состояния насыщения. Поэтому на широтах 25-30° осадки выпадают редко и в малом количестве. В областях высокого давления у полюсов также выпадает мало осадков.

Абсолютный максимум осадков зарегистрирован на о. Гавайи (Тихий океан) — 11 684 мм/год и в Черапунджи (Индия) — 11 600 мм/год. Абсолютный минимум - в пустыне Атакама и в Ливийской пустыне — менее 50 мм/год; иногда осадки годами вообще не выпадают.

Характеристикой увлажнения территории служит коэффициент увлажнения — отношением годового количества осадков и испаряемости за тот же период. Коэффициент увлажнения обозначают буквой К, годовое количество осадков — буквой О, а испаряемость — И; тогда К = О: И.

Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. Если годовое количество осадков примерно равно испаряемости, то коэффициент увлажнения близок к единице. В этом случае увлажнение считается достаточным. Если показатель увлажнения больше единицы, то увлажнение избыточное, меньше единицы - недостаточное. При коэффициенте увлажнения менее 0,3 увлажнение считается скудным . К зонам с достаточным увлажнением относятся лесостепи и степи, к зонам с недостаточным увлажнением — пустыни.

Атмосферные осадки

Атмосферными осадками называется влага, выпавшая на поверхность из атмосферы в виде дождя, мороси, крупы, снега, града. Осадки выпадают из облаков, но не каждое облако дает осадки. Формирование осадков из облака идет за счет укрупнения капель до размеров, способных преодолеть восходящие токи и сопротивление воздуха. Укрупнение капель идет за счет слияния капель, испарения влаги с поверхности капель (кристаллов) и конденсации водяного пара на других.

По агрегатному состоянию выделяют жидкие, твердые и смешанные осадки.

К жидким осадкам относятся дождь и морось.

ü дождь – имеет капли размером от 0,5 до 7 мм (в среднем 1,5 мм);

ü морось – состоит из маленьких капель размером до 0,5 мм;

К твердым относятся снежная крупа и ледяная крупа, снег и град.

ü снежная крупа – округлые ядрышки диаметром 1 мм и более, наблюдается при температурах близких к нулю. Крупинки легко сжимаются пальцами;

ü ледяная крупа – ядрышки крупы имеют обледеневшую поверхность, их трудно раздавить пальцами, при падении на землю они подскакивают;

ü снег – состоит из шестигранных кристаллов льда, образовавшихся в процессе сублимации;

ü град – крупные кусочки льда округлой формы размерами от горошины до 5-8 см в диаметре. Вес градин в отдельных случаях превышает 300 г, иногда может достигать нескольких килограмм. Град выпадает из кучево-дождевых облаков.

Виды осадков: (по характеру выпадения)

Обложные осадки – равномерные, длительные по продолжительности, выпадают из слоисто-дождевых облаков;
Ливневые осадки – характеризуются быстрым изменением интенсивности и непродолжительностью. Они выпадают из кучево-дождевых облаков в виде дождя, нередко с градом.
Моросящие осадки – в виде мороси выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков.

Суточный ход осадков совпадает с суточным ходом облачности. Выделяются два типа суточного хода осадков – континентальный и морской (береговой). Континентальный тип имеет два максимума (в утренние часы и после полудня) и два минимума (ночью и перед полуднем). Морской тип – один максимум (ночью) и один минимум (днем).

Годовой ход осадков различен на разных широтах и даже в пределах одной зоны. Он зависит от количества тепла, термического режима, циркуляции воздуха, удаленности от побережий, характера рельефа.

Наиболее обильны осадки в экваториальных широтах, где годовое их количество (ГКО) превосходит 1000-2000 мм. На экваториальных островах Тихого океана выпадает 4000-5000 мм, а на подветренных склонах тропических островов до 10 000 мм. Причиной обильных осадков являются мощные восходящие токи очень влажного воздуха. К северу и югу от экваториальных широт количество осадков уменьшается, достигая минимума на 25-35º, где среднегодовое значение не превышает 500 мм и уменьшается во внутриконтинентальных районах до 100 мм и менее. В умеренных широтах количество осадков несколько увеличивается (800 мм). В высоких широтах ГКО незначительно.

Максимальная годовая сумма осадков зарегистрировано в Черрапунджи (Индия) – 26461 мм. Минимальное отмеченное годовое количество осадков – в Асуане (Египет), Икике – (Чили), где в отдельные годы осадков не выпадает вообще.

По происхождению различают конвективные, фронтальные и орографические осадки.

Конвективные осадки (внутримассовые) характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но летом нередко бывают и в умеренном поясе.
Фронтальные осадки образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и иными физическими свойствами, выпадают из более теплого воздуха, образующего циклонические вихри, типичны для умеренного и холодного поясов.
Орографические осадки выпадают на наветренных склонах гор, особенно высоких. Они обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью.

Типы осадков по происхождению:

I - конвективные, II - фронтальные, III - орографические; ТВ - теплый воздух, ХВ - холодный воздух.

Годовой ход осадков , т.е. изменение их количества по месяцам, в разных местах Земли не одинаков. Осадки по земной поверхности распределяются зонально.

Экваториальный тип – осадки выпадают довольно равномерно весь год, сухих месяцев нет, лишь после дней равноденствия отмечаются два небольших максимума – в апреле и октябре – и после дней солнцестояния два небольших минимума – в июле и январе.
Муссонный тип – максимум осадков летом, минимум зимой. Свойствен субэкваториальным широтам, а также восточным побережьям материков в субтропических и умеренных широтах. Общее количество осадков при этом постепенно уменьшается от субэкваториального к умеренному поясу.
Средиземноморский тип – максимум осадков зимой, минимум – летом. Наблюдается в субтропических широтах на западных побережьях и внутри материков. Годовое количество осадков постепенно уменьшается к центру континентов.
Континентальный тип осадков умеренных широт – в теплый период осадков в два-три раза больше, чем в холодный. По мере возрастания континентальности климата в центральных областях материков общее количество осадков уменьшается, а разница летних и зимних осадков увеличивается.
Морской тип умеренных широт – осадки распределяются равномерно в течение года с небольшим максимумом в осенне-зимнее время. Их количество больше, чем наблюдается для этого типа.

Типы годового хода осадков:

1 - экваториальный, 2 - муссонный, 3 - средиземноморский, 4 - континентальный умеренных широт, 5 - морской умеренных широт.

Прежде всего дадим определение самому понятию «атмосферные осадки». В «Метеорологическом словаре этот термин толкуется следующим образом: «Осадки - это вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на поверхности земли и на предметах».

Согласно приведенному определению, атмосферные осадки можно разделить на две группы: осадки, выделяющиеся непосредственно из воздуха, - роса, иней, изморозь, гололед, и осадки, выпадающие из облаков, - дождь, морось, снег, снежная крупа, град.

Каждый вид осадков имеет свои особенности.

Роса представляет собой мельчайшие капельки воды, осаждающиеся на поверхности земли и на наземных предметах (траве, листьях деревьев, крышах и т. д.). Роса образуется ночью или вечером в ясную тихую погоду.

Иней появляется на поверхностях, охладившихся ниже 0 °С. Он представляет собой тонкий слой кристаллического льда, частички которого по форме своей напоминают снежинки.

Изморозь - это отложение льда на тонких и длинных предметах (ветвях деревьев, проводах), образующееся в любое время суток, обычно в пасмурную, туманную погоду при отрицательных температурах (ниже - 15°С). Изморозь бывает кристаллическая и зернистая. На вертикальных предметах изморозь осаждается главным образом с наветренной стороны.

Среди осадков, выделяющихся на земной поверхности, особое значение имеет гололед . Он представляет собой слой плотного прозрачного или мутного льда, нарастающего на любых предметах (в том числе на стволах и ветвях деревьев, кустарниках) и на поверхности земли. Образуется при температуре воздуха от 0 до -3°С вследствие намерзания капель переохлажденного дождя, мороси или тумана. Корка намерзшего льда может достигать толщины нескольких сантиметров и вызывать обламывание сучьев.

Осадки, выпадающие из облаков, подразделяются на моросящие, обложные и ливневые.

Моросящие осадки (морось) состоят из очень мелких капель воды диаметром менее 0,5 мм. Они отличаются малой интенсивностью. Эти осадки выпадают обычно из слоистых и слоисто-кучевых облаков. Скорость падения капель так мала, что они кажутся взвешенными в воздухе.

Обложные осадки - это дождь, состоящий из капель воды небольшого размера, или снегопад из снежинок диаметром 1-2 мм. Это длительные осадки, выпадающие из плотных высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков. Они могут продолжаться в течение нескольких часов и даже суток, захватывая огромные территории.

Ливневые осадки отличает большая интенсивность. Это крупно-капельные и неравномерные осадки, выпадающие как в жидком, так и в твердом виде (снег, крупа, град, мокрый снег). Ливень может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. Площадь, охватываемая ливнем, обычно невелика.

Град , наблюдающийся всегда при грозе, обычно вместе с ливневым дождем, образуется в кучево-дождевых (грозовых) облаках вертикального развития. Он выпадает обычно весной и летом узкой полосой и чаще всего между 12 и 17 часами. Продолжительность выпадения града исчисляется минутами. В течение 5-10 минут земля может покрыться слоем градин толщиной в несколько сантиметров. При интенсивном граде растения могут быть повреждены в разной степени или даже уничтожены.

Осадки измеряются толщиной слоя воды в миллиметрах. Если выпало 10 мм осадков, то это значит, что выпавший на поверхность земли слой воды равен 10 мм. А что значит 10 мм осадков для участка площадью 600 м 2 ? Нетрудно подсчитать. Расчет начнем для площади, равной 1 м 2 . Для нее это количество осадков составит 10 000 см 3 , т. е. 10 л воды. А это целое ведро. Значит, для площади, равной 100 м 2 , количество осадков уже будет равно 100 ведрам, ну а для площади в шесть соток - 600 ведрам, или шести тоннам воды. Вот что такое 10 мм осадков для обычного садового участка.

Атмосферные осадки их классификация.

Классификация осадков. По виду атмосферные осадки делятся на жидкие, твердые и наземные.

К жидким осадкам относятся:

дождь – осадки в виде капель различного размера диаметром 0,5–7 мм;

морось – мелкие капельки диаметром 0,05–0,5 мм, находящиеся как бы во взвешенном состоянии.

К твердым осадкам относятся:

снег – кристаллы льда, образующие различного рода снежинки (пластинки, иглы, звезды, столбики) размером 4–5 мм. Иногда снежинки объединены в хлопья снега, размеры которых могут достигать 5 см и более;

снежная крупа – осадки в виде непрозрачных сферических крупинок белого или матово-белого (молочного) цвета диаметром от 2 до 5 мм;

ледяная крупа – твердые прозрачные с поверхности частицы, имеющие в центре непрозрачное матовое ядро. Диаметр крупинок от 2 до 5 мм;

град– более или менее крупные кусочки льда (градины), имеющие сферическую или неправильную форму и сложную внутреннюю структуру. Диаметр градин колеблется в очень широких пределах: от 5 мм до 5–8 см. Известны случаи, когда выпадали градины весом 500 г и более.

Если осадки не выпадают из облаков, а осаждаются из атмосферного воздуха на поверхности земли или на предметах, то такие осадки называются наземными. К ним относятся:

роса – мельчайшие капли воды, конденсирующиеся на горизонтальных поверхностях предметов (палубе, шлюпочных тентах и пр.) за счет радиационного выхолаживания их в ясные безоблачные ночи. Небольшой ветер (0,5–10 м/с) способствует образованию росы. Если температура горизонтальных поверхностей ниже нуля, то водяной пар в аналогичных условиях сублимируется на них и образуется иней – тонкий слой ледяных кристаллов;

жидкий налет– мельчайшие капли воды или сплошная водяная пленка, образующиеся в пасмурную и ветреную погоду на наветренных преимущественно вертикальных поверхностях холодных предметов (стенки надстроек, защитные устройства лебедок, кранов и пр.).

гололед – это ледяная корка, образующаяся при условии, если температура указанных поверхностей ниже 0 °С. Кроме того на поверхностях судна может образовываться твердый налет – слой густо или плотно сидящих на поверхности кристаллов или тонкий сплошной слой гладкого прозрачного льда.

В туманную морозную погоду при слабом ветре на оснастке судна, выступах, карнизах, проводах и пр. может образовываться зернистая или кристаллическая изморозь. В отличие от инея изморозь не образуется на горизонтальных поверхностях. Рыхлое строение изморози отличает ее от твердого налета. Зернистая изморозь образуется при температуре воздуха от –2 до – 7 °С вследствие намерзания на предмет переохлажденных капель тумана, а кристаллическая изморозь, представляющая собой белый осадок из кристаллов тонкой структуры, образуется ночью при безоблачном небе или тонких облаках из частиц тумана или дымки при температуре от –11 до –2 °С и выше.

По характеру выпадения атмосферные осадки делятся на ливневые, обложные и моросящие.

Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых (грозовых) облаков. Летом это крупнокапельный дождь (иногда с градом), а зимой – обильный снегопад с частой сменой форм снежинок, снежной или ледяной крупы. Обложные осадки выпадают из слоисто-дождевых (летом) и высокослоистых (зимой) облаков. Они характеризуются небольшими колебаниями интенсивности и большой длительностью выпадения.

Наверняка, каждый из нас когда-нибудь наблюдал за дождём через окно. Но задумывались ли мы над тем, что за процессы происходят в дождевых тучах? Какие виды могут принимать осадки? Именно это меня и заинтересовало. Я открыл свою любимую домашнюю энциклопедию и остановился на разделе с заголовком «Виды осадков» . О том, что там было написано, я и собираюсь рассказать.

Какие же бывают осадки

Любые осадки выпадают ввиду укрупнения элементов, находящихся в облаках (например, капелек воды или же кристаллов льда). Увеличившись до размеров, при которых они уже не могут находиться во взвешенном состоянии, капли падают вниз. Такой процесс зовётся «коалесценцией» (что означает «слияние» ). А дальнейший рост капель происходит уже ввиду их слияния в процессе падения.

Атмосферные осадки зачастую принимают довольно разные виды. Но в науке выделяют всего три основные группы:

обложные осадки . Это осадки, которые обычно выпадают в течение весьма длительного периода со средней интенсивностью. Такой дождь охватывает саму большую территорию и выпадает из особых слоисто-дождевых облаков, которые закрывают небо, не пропуская свет;
ливневые осадки . Они самые интенсивные, но при этом малопродолжительны. Происходят из кучево-дождевых облаков;
моросящие осадки . Они, в свою очередь, состоят из очень маленьких капелек – измороси . Такой дождь может длится весьма долгое время. Выпадают моросящие осадки из слоистых (в том числе и слоисто-кучевых) облаков.

Помимо этого, осадки разделяют по их консистенции . Об этом сейчас и пойдет речь.

Ещё одни виды осадков

Дополнительно выделяются следующие виды осадков:

жидкие осадки . Основные. Именно о них и говорилось выше (обложные, ливневые и моросящие виды дождей);
твёрдые осадки . А вот они выпадают, как известно, при отрицательной температуре. Такие осадки принимают различные очертания (снег самых разных форм, град и так далее...);
смешанные осадки . Здесь название говорит само за себя. Отличным примером послужит холодный ледяной дождь.

Вот такие разные бывают осадки. А сейчас стоит привести несколько интересных замечаний по поводу их выпадения.

Форма и размер снежинок обуславливаются от температурой в атмосфере и силой ветра. Наиболее чистый и сухой снег на поверхности способен отражать около 90% света от солнечных лучей.

Более интенсивные и крупные (по форме капель) дожди происходят на небольших территориях . Существует зависимость между размерами территорий и количеством осадков.

Снежный покров способен самостоятельно излучать тепловую энергию , которая, тем не менее, быстро уходит в атмосферу.