Раздел 4 Вода в атмосфере (стр. 6 )

Как дождь, так и снег, выпадают в основном из облаков восходящего скольжения и облаков конвекции. В зависимости от типа облачности характер выпадения осадков будет разный.

Из облаков восходящего скольжения (слоисто-дождевых, иногда с участием высоко-слоистых) выпадают обложные осадки — длительные осадки средней интенсивности. Они выпадают на больших площадях, сравнительно равномерно и достаточно продолжительно (часами и десятками часов). В умеренных широтах наибольший процент в общем количестве осадков приходится на обложные осадки.

Из кучево-дождевых облаков, связанных с конвекцией выпадают ливневые осадки, интенсивные и малопродолжительные. Даже в одном и том же случае дождя, количество выпавших осадков может сильно различаться; на расстоянии 1-2 км эта разница может составлять 50 мм.

Из слоистых, слоисто-кучевых облаков, типичных для тёплых устойчивых воздушных масс (волнистые облака) могут выпадать моросящие осадки, состоящие из очень мелких капелек или снежных зёрен.

По форме различают следующие виды осадков: дождь, морось, снег, крупа, снежные зёрна, ледяные иглы, ледяной дождь, град.

Дождь состоит из капель диаметром 5 мм-0,5 мм. При более значительных размерах капель они при падении разбиваются на части. В ливневых дождях капли значительно крупнее, чем в обложных, особенно в начале дождя.

Морось состоит из капель диаметром порядка 0.5-0.05 мм с очень малой скоростью падения, они легко переносятся ветром в горизонтальном направлении.

Снег состоит из сложных ледяных кристаллов (снежинок). Основная их форма — шестилучевая звезда. Размеры различны, — чаще всего порядка нескольких миллиметров. Снежинки при выпадении часто слипаются в хлопья. При температурах близких к нулю выпадает мокрый снег или снег с дождём. Для него характерны крупные хлопья.

Снежная и ледяная крупа выпадает из слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков. Она имеет вид округлых ядрышек диаметром 1 мм и больше. Крупа чаще всего наблюдается при температурах близких к нулю.

Снежные зёрна выпадают из слоистых облаков зимой вместо мороси. Они имеют диаметр менее 1 мм и напоминают манную крупу.

Из облаков нижнего и среднего яруса при низких температурах выпадают ледяные иглы (кристаллы в виде шестиугольных призмочек) и ледяной дождь (прозрачные ледяные шарики от 1 до 3 мм в диаметре). При значительных морозах первые возникают у самой поверхности Земли и хорошо видны, когда, отражая солнечные лучи, сверкают своими гранями ледяной дождь свидетельствует о наличии инверсии температуры.

Летом, в достаточно жаркую погоду иногда выпадает град - крупные кусочки льда неправильной формы размером от горошины до 5-8 см в диаметре. Вес градин в отдельных случаях достигает 300 г. Для образования градин необходима большая водность облаков, поэтому град выпадает в теплое время года при высоких температурах у земной поверхности. Наиболее часты выпадения града в умеренных широтах, а наиболее интенсивны - в тропиках. Град выпадает из кучево-дождевых облаков при грозах, как правило, вместе с ливнем. Он часто вредит посевам, уничтожая (градобития), в отдельных случаях от него страдают постройки, животные и люди.

Осадки любых видов выпадают из облаков только в том случае, когда хотя бы часть элементов, составляющих облако, по каким-то причинам укрупняется. Тогда облачные элементы становятся настолько тяжелыми, что преодолевают сопротивление воздуха и выпадают в виде осадков. Укрупнение может происходить по следующим причинам: в результате слияния отдельных капель, в результате сублимации кристаллов за счет испарения водяных капель в облаках смешанного типа. Последний способ дает обильные осадки.

4.12Характеристики режима осадков.

Измерение количества осадков осуществляется дождемерами и самопищущими приборами - плювиографами.

Количество осадков, выпавшее в каком-либо месте за определенный период времени измеряется в мм слоя выпавшего осадка (на единицу площади, измеренную в см2). Твердые осадки выражают слой воды, который они бы образовали растаяв.

Для характеристики климата используют многолетные средние значения количества (суммы) по месяцам и за год. Кроме того, важным бывает знать среднее число дней с осадками за месяц, год и ряд других характеристик.

4.13.Основные типы годового хода осадков.

Экваториальный тип годового хода осадков наблюдается вблизи экватора (до 10° с и ю. ш.). Он имеет в году два дождливых сезона, разделенные сравнительно сухими периодами. Дождливые сезоны приходятся на время после равноденствия.

Тропический тип. По мере приближения к внешним границам тропического пояса два дождливых сезона сливаются в один - летный при наивысшем стоянии солнца. Вблизи тропика 4 месяца в году будут влажными, 8 - сухими.

Тип тропических муссонов. В районах, где выражена муссонная циркуляция, годовой ход осадков аналогичен тропическому типу, с максимумом летом, но с большой амплитудой.

Средиземноморский тип. В западных частях материков максимум осадков приходится на зиму или осень, когда области оказываются под влиянием циклонов умеренных широт. Влажный и сухой периоды продолжаются примерно равное время - по полгода.

Внутриматериковый тип умеренных широт. Внутри материка умеренных широтах максимум осадков приходится на лето, минимум на зиму.

Морской тип умеренных широт. В западных частях материков в умеренных широтах циклоны чаще бывают зимой, чем летом, поэтому там преобладают зимние осадки, или распределение осадков по сезону равномерное.

Муссонный тип умеренных широт. В муссонных районах умеренных широт, преимущественно на востоке Азии, максимум осадков приходится на лето, как и внутри материка, а минимум - на зиму.

Полярный тип. Годовой ход этого типа над материками характеризуется летним максимумом осадков, так как летом влагосодержание воздуха выше, чем зимой, а интенсивность циклонической деятельности не очень сильно меняется в течение года.

4.14.Географическое распределение осадков.

Распределение осадков на Земле связано с распределением облачности и температуры и обладает зональностью. Однако эта зональность еще более чем у температуры и облачности, перекрывается незональными факторами, такими как распределение суши и моря и орографией.

Внутри тропиков, при высоких температурах, влагосодержание воздуха велико и здесь развивается сильная конвекция. Поэтому количество осадков велико, в среднем 1000 мм в год. На суши оно больше, на море меньше, так как в областях пассатов облака менее развиты по вертикали и реже достигают уровня оледенения, существенное влияние оказывает наличие слоя инверсии (запирающий слой). Наибольшее количество осадков в тропиках выпадает в сравнительно узкой полосе внутритропической зоны конвергенции, где сближаются линии тока пассатов двух полушарий. Осадки составляют здесь в среднем 2000-3000 мм. Особенно богаты осадками Центральная Америка, (5000-6000 мм), бассейн Амазонки (до 7000 мм), Западная Африка (4000-5000 мм), острова Индонезии (до 7000 мм).

Сильная муссонная циркуляция в бассейне Индийского океана приводит к перемещению зоны наибольших осадков в более высокие широты обоих полушарий, к Индии и Мадагаскару. В Индии расположен самый дождливый район Земли - Черрапунджи, расположенный на высоте 1300 м в предгорьях Гималаев, где выпадает в среднем 11000 мм в год. Наибольшая годовая сумма осадков, зафиксированная в Черрапунджи, составила 23 000 мм, наименьшая — 7000 мм

В субтропиках обоих полушарий, в областях высокого атмосферного давления, облачность мала и количество осадков резко убывает. В пустынях этой зоны среднее годовое количество осадков — меньше 250 мм, а во многих районах и менее 100 мм. В Асуане годовое количество равно нулю или нескольким мм.

Почти такое же малое количество осадков наблюдается во внутриматериковых пустынях на юге умеренной зоны северного полушария, где летом при высоких значениях температуры облачность мала, а зимой господствует режим высокого атмосферного давления. Так, в пустынях Средней Азии выпадает 80-120 мм осадков в год. Это зона недостаточного увлажнения.

В умеренных широтах хорошо развита циклоническая деятельность, облачность достаточно велика. облака обладают значительной мощностью и часто достигают уровня оледенения. В степной зоне, выпадает 300-500 мм, и осадков выпадает меньше, чем может испариться, это зона неустойчивого увлажнения.

В лесной зоне годовые суммы осадков составляют 500-1000 мм, испарение в целом меньше, чем осадки; это зона избыточного увлажнения. При этом количество осадков на материках убывает с запада на восток, по мере удаления от океанов. Так, в большей части Европы выпадает 500-1000 мм, в Восточной Сибири — менее 500 мм. Существенное влияние на количество осадков оказывает орография. Так, резкий контраст в осадках существует между Тихоокеанским побережьем Северной Америки и материком к востоку от Скалистых гор.

От умеренных широт к высоким количество осадков вновь убывает вследствие уменьшения влагосодержания атмосферы. В зоне тундры выпадает менее 300 мм в год, несмотря на большое количество дней с осадками. Тундра является зоной избыточного увлажнения, так как испарение здесь меньше осадков.

В южном полушарии осадки убывают примерно от 1000 мм на 40-й параллели до 250 мм на полярном круге. В глубине Антарктиды осадки измеряются десятками мм в год.

4.15.Характеристики влажности.

Количество выпадающих осадков само по себе ещё не определяет условий увлажнения почвы. Примерно одинаковые суммы осадков в полупустыне Прикаспийской низменности и в тундре дают совершенно разное увлажнение: в первом случае недостаток влаги приводит к развитию ксерофильной растительности, во втором — создаётся избыточное увлажнение и заболачивание.

Для оценки степени увлажнения территории широко используют разнообразные коэффициенты увлажнения, которые отражают зависимость между приходом атмосферной влаги и её возможным расходом (испаряемостью). Последний параметр (испаряемость) рассчитывается косвенно — по температурам воздуха, дефициту влажности или другим показателям. В общем виде коэффициент увлажнения выглядит следующим образом:

К=r/E,

где r — сумма осадков, Е — испаряемость.