5.3. Конденсація водяної пари в атмосфері. Хмари, їх класифікація по будові і формі

Конденсація  це перехід води із газоподібного стану в рідкий. При цьому утворюються найдрібніші краплі води діаметром декілька мікрометрів. Конденсація починається тоді, коли повітря досягає стану насичення, а це частіше всього відбувається при зниженні температури до точки роси. Виникають початкові комплекси молекул води, які далі ростуть до розмірів хмарних крапель. Якщо точка роси значно нижче 0°С, то утворюються льодяні кристали. Перехід водяної пари в твердий стан називається сублімацією. Охолодження повітря в атмосфері відбувається частіше адіабатично, внаслідок його розширення без теплообміну. Це відбувається при підйомі повітря.

Утворення крапель при конденсації відбувається на деяких центрах які називаються ядрами конденсації. Це частинки гігроскопічних солей, тверді частинки, які є продуктами згорання або органічного розпаду. Розміри ядер конденсації змінюються від сотих часток мікрометра до 1 мікрометра.

В результаті конденсації водяної пари в атмосфері виникають скупчення продуктів конденсації (краплин і кристалів), які називають хмарами.

По своїй будові хмари поділяються на три класи:

водяні;

кристалічні (льодяні);

змішані.

Водністю хмар називають вміст у них води у рідкому та твердому стані. В водяних хмарах на кожний м^З хмарного повітря приходиться від 0,2 до 5г води. В кристалічних хмарах водність ще менша.

Форма хмар в тропосфері дуже різноманітна, але їх можна звести до основних типів в залежності від форми і висоти. В кінці 19 ст. була прийнята міжнародна класифікація хмар, яка в сучасному варіанті виділяє 10 основних типів за їх зовнішнім виглядом.

Хмари верхнього ярусу (Н  6 км):

1. перисті  білі, тонкі, волоконні, без полів, нитковидні;

2. перисто-шаруваті  тонка прозора білувата пелена;

3. перисто-купчасті  дрібні напівпрозорі шарики або складки, розміщені групами або рядками.

Хмари середнього ярусу (2  Н 6 км):

4. висококупчасті  смуги або шари з просвітами білого або сірого кольору;

5. високошаруваті  суцільний рівний або волоконний покрив сірого чи синюватого кольору.

Хмари нижнього ярусу (Н  2 км):

6. шаруваті  однорядний шар сірого кольору (схожий на туман);

7. шарувато-купчасті  крупні, низько розміщені хвилі або глиби сіруватого кольору;

8. шарувато-дощові  безформний суцільний сірий покрив.

Хмари вертикального розвитку (1км  Н  6км):

9. купчасті  щільні, окремо розміщені, розбиті за вертикаллю, з білими куполоподібними вершинами й плоскою сіруватою основою;

10. купчасто-дощові  потужні утворення у вигляді гір та башт, верхня частка яких іноді нагадує ковадло.

5.4. Опади. Види опадів

При визначених умовах із хмар випадають опади, тобто краплі або кристали настільки великих розмірів, що вони вже не в змозі утримуватися в атмосфері в зваженому стані. Найбільш відомі опади – це дощ і сніг.

З шарувато – дощових й високо – шаруватих хмар випадають обложні опади.

З купчасто – дощових хмар випадають ливневі опади.

Крім обложних та ливневих опадів, розрізняють ще й опади мрячні, які складаються із дуже маленьких крапель.

Дощ складається із крапель діаметром від 0,5мм до 8мм.

Мряка складається із крапель діаметром 0,5…5мм з дуже малою швидкістю випадання. Вони легко переносяться вітром в горизонтальному напрямку.

Сніг складається з складних льодових кристалів (сніжинок). Форми їх дуже різноманітні, в залежності від умов утворення. Діаметр сніжинок – біля 1мм.

З шарувато-дощових й купчасто-дощових хмар при негативних температурах випадає ще й крупа, снігова або льодова. Її діаметр теж біля 1мм.

Із шаруватих хмар зимою, замість мряки, випадають ще й сніжні зерна – дрібні крупинки діаметром менш за 1мм, які нагадують манну крупу.

Літом, в досить жарку погоду, іноді випадає град у вигляді шматочків льоду неправильної форми, розміром від горошини до 5…8см, а іноді й більше. Вага градин в окремих випадках досягає 300гр.