|
При определенных условиях из облаков выпадают осадки, т.е. капли или
кристаллы достаточно крупных размеров, которые не могут удерживаться в
атмосфере во взвешенном состоянии. Наиболее типичны и важны дождь и
снег. Однако имеется еще несколько видов осадков, отличающихся от
типичных форм дождя и снега.
В зависимости от физических условий образования (по генетическому
признаку) осадки подразделяют на три вида.
Из облаков упорядоченного восходящего движения (слоисто-дождевых
и высокослоистых), связанных с фронтами, выпадают обложные
осадки. Это осадки средней интенсивности. Они выпадают сразу на
больших площадях (порядка сотен тысяч квадратных километров),
распространяются сравнительно равномерно и продолжаются достаточно
длительное время (порядка десятков часов). В области, захваченной
фронтальной облачной системой, осадки отмечаются на всех или на
большинстве станций и суммы осадков на отдельных станциях не слишком
сильно отличаются одна от другой. Наибольший процент в общем количестве
осадков в умеренных широтах составляют именно обложные осадки.
Из кучево-дождевых облаков, связанных с конвекцией,
выпадают интенсивные, но малопродолжительные ливневые осадки.
Сразу же после начала они могут иметь большую интенсивность, но вскоре
быстро обрываются. Их сравнительно небольшая продолжительность
объясняется тем, что они связаны с отдельными облаками или узкими зонами
облаков. В холодной воздушной массе, движущейся над теплой земной
поверхностью, ливневый дождь в каждом конкретном пункте иногда
продолжается всего несколько минут. При местной конвекции летом над
сушей, когда неустойчивость атмосферы существует в течение всего дня и
кучево-дождевые облака непрерывно образуются, или при прохождении
фронтов ливни иногда продолжаются часами. По наблюдениям в США, средняя
площадь, одновременно захватываемая одним и тем же ливневым дождем,
около 20 квадратных километров.
Интенсивность ливневых осадков сильно колеблется. Даже во время одного
дождя количество осадков, выпавшее на расстоянии всего 1-2 км, может
различаться на 50 мм. Ливневые осадки являются основным видом осадков в
низких тропических и экваториальных зонах.
Кроме обложных и ливневых осадков различают еще осадки моросящие.
Это внутримассовые осадки, выпадающие из слоистых
и слоисто-кучевых облаков, типичных для теплых или
местных устойчивых воздушных масс. Вертикальная протяженность этих
облаков невелика, поэтому в теплое время года осадки могут выпадать из
них только в результате взаимного слияния капель. Выпадающие жидкие
осадки - морось - состоят из очень мелких капелек. Зимой при
низких температурах такие облака могут содержать кристаллы. Тогда вместо
мороси из них выпадают мелкие снежинки и так называемые снежные
зерна.
Как правило, моросящие осадки не дают существенных суточных количеств
влаги. Зимой они не увеличивают заметно снежного покрова. Только в
особых условиях, например в горах, морось может быть более интенсивной и
обильной.
По форме различают следующие виды осадков.
Дождь - жидкие осадки, состоящие из капель диаметром 0,5-6 мм.
Капли более значительных размеров при падении разбиваются на части. В
ливневых дождях величина капель больше, чем в обложных, особенно в
начале дождя. При отрицательных температурах иногда могут выпадать
переохлажденные капли. Соприкасаясь с земной поверхностью, они замерзают
и покрывают ее ледяной коркой.
Морось - жидкие осадки, состоящие из капель диаметром порядка 0,5-0,05
мм с очень малой скоростью падения. Они легко переносятся ветром в
горизонтальном направлении.
Снег - твердые осадки, состоящие из сложных ледяных кристаллов
(снежинок). Формы их очень разнообразны и зависят от условий
образования. Основная форма снежных кристаллов - шестилучевая звезда.
Звезды получаются из шестиугольных пластинок, потому что сублимация
водяного пара наиболее быстро происходит на углах пластинок, где и
нарастают лучи. На этих лучах, в свою очередь, создаются разветвления.
Диаметры выпадающих снежинок могут быть очень различными (в среднем
порядка нескольких миллиметров). Снежинки при падении часто сливаются в
крупные хлопья. При температурах, близких к нулю и выше нуля, выпадает
мокрый снег или снег с дождем. Для него характерны крупные хлопья.
Из слоисто-дождевых и кучево-дождевых
облаков при отрицательных температурах выпадает еще крупа, снежная и
ледяная, - осадки, состоящие из ледяных и сильно озерненных
снежинок диаметром более 1 мм. Чаще всего крупа наблюдается при
температурах, близких к нулю, особенно осенью и весной. Снежная крупа
имеет снегоподобное строение: крупинки легко сжимаются пальцами. Ядрышки
ледяной крупы имеют оледеневшую поверхность. Раздавить их трудно, при
падении на землю они подскакивают.
Из слоистых облаков зимой вместо мороси выпадают снежные
зерна - маленькие крупинки диаметром менее 1 мм, напоминающие
манную крупу.
Зимой при низких температурах из облаков нижнего или среднего яруса
иногда выпадают снежные иглы - осадки, состоящие из ледяных
кристаллов в виде шестиугольных призм и пластин без разветвлений. При
значительных морозах такие кристаллы могут возникать в воздухе вблизи
земной поверхности. Они особенно хорошо видны в солнечный день, когда
сверкают своими гранями, отражая солнечные лучи. Из подобных ледяных игл
состоят облака верхнего яруса.
Особый характер имеет ледяной дождь - осадки, состоящие из
прозрачных ледяных шариков (замерзших в воздухе капель дождя) диаметром
1-3 мм. Их выпадение ясно говорит о наличии инверсии температуры. Где-то
в атмосфере есть слой воздуха с положительной температурой, в котором
выпадающие сверху кристаллы растаяли и превратились в капли, а под ним -
слой с отрицательной температурой, где капли замерзли.
Летом в достаточно жаркую погоду из кучево-дождевых
облаков иногда выпадает град - осадки в виде кусочков льда
шарообразной или неправильной формы (градин) диаметром от нескольких
миллиметров и более. Масса градин в отдельных случаях превышает 300 г.
Градины состоят из белого матового ядра и далее из последовательных
прозрачных и мутных слоев льда. Град выпадает из кучево-дождевых облаков
при грозах и, как правило, вместе с ливневым дождем.
Вид и размеры градин говорят о том, что они в течение своей "жизни"
многократно увлекаются то вверх, то вниз сильными токами конвекции. В
результате столкновения с переохлажденными каплями градины наращивают
свои размеры. В нисходящих токах градины опускаются в слои с
положительными температурами, где обтаивают сверху, затем в восходящих
потоках они снова поднимаются вверх и замерзают с поверхности и т.д.
Для образования градин необходима большая водность облаков, поэтому град
выпадает только в теплое время года при высоких температурах у земной
поверхности. Наиболее часто град выпадает в умеренных широтах, а с
наибольшей интенсивностью - в тропиках. В полярных широтах град не
наблюдается. Отмечены случаи, когда град долго лежал на земле слоем в несколько десятков сантиметров.
Град часто вредит посевам и уничтожает их (градобития). В отдельных
случаях от него могут пострадать животные и даже люди.
|