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
Распределение осадков на Земле. Роль воздушных течений
Количество осадков на нашей планете неравномерно. На одних участках они выпадают регулярно, другие территории не видели их многие годы. Как происходит распределение осадков на Земле? От чего это зависит?
Атмосферные осадки
Осадки, о которых пойдет речь в нашей статье, называются атмосферными, или гидрометеорами. По сути, это вода, которая выпадает из облаков или осаждается на поверхность Земли в твердом или жидком виде. Их разделяют на обложные, моросящие, ливневые.
Распределение осадков на Земле, частота и интенсивность являются основными характеристиками, которые определяют климат. Они могут появляться в виде инея, дождя, ледяного дождя, снега, росы, града и т. д. Их измеряют толщиной слоя в миллиметрах. В год на планете в среднем выпадает примерно 1000 миллиметров осадков.
В разных уголках нашего мира количество гидрометеоров отличается. Наибольшее количество выпадает у экватора и в умеренных поясах, на тропиках и полярных областях их меньше всего. Определяющими факторами являются атмосферное давление над поверхностью, рельеф, размещение местности, океанические течения. Как эти явления отвечают за распределение осадков на Земле?
Роль воздушных течений в формировании осадков
Во многом климат в различных районах определяют воздушные массы. Они бывают морские и континентальные и отличаются друг от друга температурой и влажностью. Морские потоки образуются над океаном, а континентальные над сушей, поэтому они более сухие и холодные.
Как происходит распределение осадков на Земле? Роль воздушных масс связана с действием атмосферного давления. По всей планете оно не одинаково, и размещается на её поверхности чередующимися поясами.
В умеренных широтах и на экваторе давление низкое, а Земля нагревается лучше. Теплый воздух поднимается вверх, и под влиянием холодных слоев атмосферы вновь опускается, но уже в виде осадков. Тропики и полярные широты обладают высоким давлением, воздух над ними сухой, поэтому осадков немного.
Кроме того, воздушные массы постоянно циркулируют между поясами, океаном и сушей в виде циклонов, антициклонов, ветров. Сильные дожди обеспечивает муссон с моря. Дуя со стороны суши, он приносит засуху. К экватору дожди приносят тропические пассаты и ветры, дующие с востока на запад.
Как влияет месторасположение?
Конкретное положение местности оказывает не меньшее влияние на распределение осадков на Земле, чем другие факторы. Важной является близость местности с океаном, так как здесь формируются некоторые воздушные массы, а также морские течения. Удаленность от океана может способствовать более сухому и суровому климату, по примеру Восточной Сибири. Хотя, иногда холодные течения, наоборот, провоцируют сухую погоду.
Географическая широта является немаловажным фактором. Особенности формы нашей планеты способствуют тому, что её участки нагреваются неравномерно. Это, в свою очередь, запускает механизмы атмосферного давления и циркуляции воздушных масс. Так, на экваторе Земля нагревается лучше всего, поэтому и осадки здесь обильнее, чем, например, в умеренных широтах.
Морские течения
Близкое расположение некоторых течений к материкам также отвечает за распределение осадков на Земле. В зависимости от разницы температуры с окружающими водами, течения в океане разделяют на теплые, холодные и нейтральные. Первые два вида оказывают влияние на климат и осадки.
Теплые течения переносят воды с низких широт к высоким. Над ними воздух нагревается и испаряется, неся на побережья осадки. Гольфстрим является самым мощным теплым течением в мире. Главным образом оно оказывает влияние на климат умеренных широт. Например, в Европе смягчает зиму и увеличивает количество осадков (в Дублине до 730 мм).
Холодные течения движутся с высоких географических широт в более низкие. Они приносят на побережьях суровый и сухой климат, не пропуская теплые и влажные верхние воздушные массы. Под влиянием холодных течений в умеренных широтах, на западной стороне материков, сформировались прибрежные пустыни. Так, Перуанское течение возле Чили поддерживает сухость пустыни Атакама, а Бенгальское течение – пустыни Намиб в Африке.
Влияние рельефа
Ни один климатообразующий фактор не действует изолировано. Распределение осадков на земной поверхности зависит от их совместной работы. Значение имеет и рельеф. Горы способны задерживать влажные воздушные массы, равнины, наоборот, способствуют равномерному распределению.
Морские ветры с океанов несут влажный воздух. Превращаясь в облака, он обрушивается дождем или снегом на склоны гор. Так, горные склоны, обращенные к влажным ветрам, получают осадки, но задерживают их для противоположных склонов и других территорий материков.
Скандинавские горя, Кордильеры, Анды служат барьером для западных ветров с океана, значительно иссушая климат материка и восточные склоны гор. Альпийско-Гималайский горный пояс получает осадки от экваториальных муссонов с юга, но не дает им пробиться дальше на материк.
Сухой климат центральных районов Австралии объясняется барьером, который создает Большой Водораздельный хребет. Его восточные склоны значительными осадками снабжают пассатные ветры. Переходя через хребет, они слишком перегреваются и не могут образовать осадков.
Распределение осадков по территории России
Для основной территории страны характерно умеренное количество осадков — до 500 миллиметров в год. Число увеличивается в некоторых южных областях, например, на Закавказье. Значительно уменьшается на дальнем Севере и в степях. Большая часть осадков выпадает в летний период. С запада на восток с удалением от Атлантического океана их обильность уменьшается.
Распределение осадков по территории России определяется действием температур, циркуляции воздуха и рельефом. Западные ветры в течение всего года приносят осадки на Русскую равнину, здесь их больше всего (до 900 мм/г). Действие летних муссонных ветров со стороны Тихого океана увеличивает размер осадков на Дальнем Востоке. Самой сухой зоной является Прикаспийская низменность.
Зимой на западных склонах Уральских гор повышенное выпадение снега, по сравнению с восточными частями. Это также связано с действием атлантических западных ветров. Летом, наоборот, осадками полны восточные склоны гор.
Сухие потоки с Арктики в северной полосе и сухие континентальные воздушные массы с юга способствуют тому, что большое количество осадков выпадает на территории между 55 и 65 широтами. По обе стороны этой области их значительно меньше.
Рекорды
- Распределение осадков на полушариях действует по одним и тем же принципам, но в Северном полушарии их выпадает чуть меньше. Виной тому океан, так как в Южном полушарии он занимает гораздо большую площадь.
- Обилие осадков отмечается на Гавайских островах в Тихом океане. Дождливых дней на горе Вай-али-али бывает до 350 в год.
- На чилийском побережье, недалеко от города Антофагаста, средний показатель осадков в год составляет меньше 0,1 мм.
- За звание самого сухого места на планете спорят Сухие Долины в Антарктиде и пустыня Атакама в Южной Америке. В Антарктиде, например, некоторые участки не увлажнялись более двух миллионов лет.
- Ежегодно на южные отроги Гималаев приходится больше 10 тысяч миллиметров осадков. Что в десять раз превышает средний показатель. Максимальная отметка зафиксирована в городке Черапунджи в 1861 году, дождей тогда «накапало» 26 461 мм.
Источник