4.5. Осадки

В зависимости от условий образования атмосферные осадки подразделяются на три вида.

Обложные осадки, выпадающие из слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаков. Они имеют среднюю интенсивность, но охватывают большие территории и продолжаются длительное время. В умеренных широтах они составляют наибольшую долю осадков.

Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых облаков. Эти осадки характеризуются большой интенсивностью и малой продолжительностью.

Моросящие осадки выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков. Зимой вместо мороси из этих облаков выпадает мелкий снег.

Выпадающие на земную поверхность осадки имеют разнообразные формы, зависящие от времени года и условий их образования.

Дождь представляет собой жидкие капли воды диаметром 0,5–8 мм. При отрицательных температурах воздуха могут выпадать капли переохлажденной воды, которые замерзают на земной поверхности и покрывают ее ледяной коркой.

Жидкие осадки, состоящие из капель диаметром 0,05–0,5 мм, называются моросью. Скорость падения этих капель очень мала.

Снег относится к твердым осадкам. Он состоит из ледяных кристаллов, имеющих сложную форму. При температурах, близких к нулю, выпадает мокрый снег. Его характерным признаком являются крупные влажные хлопья.

При отрицательных температурах из слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков выпадает снежная и ледяная крупа, состоящая из ледяных зерен и сильно обзерненных снежинок диаметром более 1 мм.

Из слоистых облаков зимой вместо мороси нередко выпадают снежные зерна диаметром менее 1 мм.

Зимой при низких температурах иногда выпадают ледяные иглы, имеющие форму шестиугольных призм без разветвлений. При определенных условиях возможно выпадение ледяного дождя, состоящего из замерзших в воздухе капель воды диаметром 1–3 мм.

Град представляет собой кусочки льда шарообразной формы. Диаметр отдельных градин достигает 6 см. Градины обычно имеют многослойное строение, т.к. до своего выпадения они неоднократно поднимались и опускались внутри облака, наращивая свою внешнюю оболочку.

Выпадение осадков начинается только тогда, когда капли или кристаллы достигают достаточно крупных размеров. Однако в процессе конденсации происходит образование только мелких капель. При слиянии капли укрупняются. Причиной слияния капель может служить наличие у них разноименных электрических зарядов. Капли, имеющие различные размеры, выпадают с разной скоростью и поэтому часто сливаются. Турбулентность также увеличивает вероятность столкновения капель. Тем не менее, все перечисленные процессы могут вызвать только моросящие дожди.

Для выпадения обильных осадков необходимо, чтобы в облаках находились одновременно и переохлажденные капли воды и ледяные кристаллы. Эти кристаллы будут выпадать из верхней части облака и укрупняться за счет сублимации и столкновения с переохлажденными каплями. В результате в нижней части облака будут накапливаться очень крупные кристаллы. При положительной температуре воздуха эти кристаллы растают и выпадут на земную поверхность в виде дождя. Если же температура воздуха атмосферного столба между нижней кромкой облака и земной поверхностью имеет отрицательное значение, осадки выпадут в форме снега или крупы. Отсюда вытекает, что для интенсивного выпадения осадков необходимо, чтобы верхняя часть облака достигла уровня оледенения.

Конденсация влаги происходит не только в атмосфере, но и на земной поверхности и предметах, расположенных на ней. Водяной пар конденсируется на холодной поверхности и покрывает ее водой или льдом. Такие продукты конденсации называются наземными гидрометеорами. К жидким продуктам конденсации относятся роса и жидкий налет. Твердыми наземными гидрометеорами являются иней, твердый налет и изморозь. Кроме перечисленных явлений, наблюдается еще обледенение самолетов и гололед. Эти два вида гидрометеоров образуются как следствие замерзания переохлажденной воды.

Роса является наиболее часто встречающимся видом гидрометеоров. Она представляет собой мельчайшие капли воды, образующиеся на траве или других горизонтальных поверхностях, как правило, вечером или ночью в теплое время года. Причиной образования росы является охлаждение земной поверхности или листьев растений при ночном излучении. Воздух в приземном слое, соприкасаясь с такой поверхностью, охлаждается ниже точки росы. Росы чаще всего наблюдаются в тихую безоблачную погоду, когда возрастает эффективное излучение.

Жидким налетом называется пленка воды, возникающая на холодных вертикальных поверхностях в пасмурную и ветреную погоду. Причиной появления жидкого налета является адвекция теплого и влажного воздуха после холодной погоды, когда стены, заборы, столбы, стволы деревьев и т.п. еще не нагрелись. Примером жидкого налета может служить появление влаги на внутренней стороне окон в холодную погоду.

Инеем называются кристаллы льда, возникающие на горизонтальных плоскостях при тех же условиях, что и роса, но при отрицательной температуре на почве.

Изморозь представляет собой рыхлые белые кристаллы льда, вырастающие на тонких ветвях деревьев, проводах, тросах и других тонких предметах. Изморозь образуется при сильных морозах и, как правило, при туманах. Капли тумана, замерзшие на охлажденной поверхности, служит основой для дальнейшего роста кристаллов.

Явления типа твердого налета, инея или изморози наблюдаются на оконных стеклах при отрицательных температурах и называются морозными узорами.

Образование слоя плотного слоя льда в результате намерзания капель мороси или дождя на земной поверхности называется гололедом. Разновидностью гололеда является обледенение самолетов.