2. Осадки, их классификация

Прежде все осадки называли гидрометеорами. Теперь этот термин применяется только к осадкам, выделяющимся из воздуха на поверхности предметов, т.е. к наземным гидрометеорам.

Осадки – вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на поверхности земли и на предметах.

Осадки могут выпадать в том случае, если часть элементов, составляющих облако, укрупнится и достигнет такой величины (массы), что сопротивление воздуха и восходящие движения не смогут их удерживать во взвешенном состоянии.

Укрупнение капель и кристаллов может идти путем:

1. конденсации (до размеров не менее 20 мкм);

2. таяния ледяных кристаллов;

3. коагуляция (слияние) мелких капель;

4. переконденсация (перекачка водяного пара с капель на кристаллы) теория Бержерона – Финдайзена;

5. кристаллизация (сублимация) плюс аккреция (примерзание капель) для твердых осадков

Осадки можно классифицировать по интенсивности, условиям образования и форме.

По условиям образования различают осадки:

1. Фронтальные

а) теплого фронта

б) холодного фронта

2. Внутримассовые

а) конвективные

б) устойчивых воздушных масс

в) орографические

Фронтальные осадки выпадают из фронтальных облаков. Могут быть как обложными, так и ливневыми в зависимости от характера восходящего скольжения на фронте. Различают осадки теплого фронта (обложные) и осадки холодного фронта (ливневые).

Внутримассовые осадки образуются во внутримассовых облаках.

Конвективные, или ливневые, осадки – наиболее распространены, выпадают из Сb, носят ливневый характер; летом могут иметь форму града, в переходные сезоны и зимой – снега, мокрого снега и ледяной крупы. В тропиках могут выпадать мелкокапельные и малозначительные осадки из кучевых облаков в результате коагуляции облачных капель.

В устойчивых воздушных массах выпадают моросящие осадки из слоистых и слоисто-кучевых облаков.

Орографические осадки выпадают под влиянием рельефа местности (при восхождении воздушного течения по горному склону и связанном с ним облакообразовании). Часто фронтальные или конвективные осадки могут усиливаться над возвышенностями.

По интенсивности различают осадки:

1. обложные

2. ливневые

3. моросящие

Обложные осадки – длительные, достаточно равномерной интенсивности в виде дождя или снега, выпадающие одновременно на большой площади (сотни тысяч км²). Выпадают из слоисто-дождевых и высокослоистых облаков. Обложной дождь состоит из капель средней величины. Выпадение обложных осадков продолжается несколько часов, значительную часть суток или даже несколько суток непрерывно или с короткими перерывами.

Ливневые осадки – осадки большой интенсивности, но мало продолжительные, выпадающие из кучево-дождевых облаков, как в жидком, так и твердом виде (снег, мокрый снег, крупа, град). Характеризуются быстрым нарастанием интенсивности в начале выпадения, резкими ее колебаниями, резким прекращением, быстрыми изменениями облачности. Сопровождаются усилением ветра с порывами и шквалами, нередко (не всегда) грозовыми явлениями. Наблюдаются в неустойчивых воздушных массах, холодных или местных (над сушей летом). Основной вид осадков в тропических и экваториальных широтах.

Моросящие осадки – малоинтенсивные осадки, состоящие из очень мелких капель или кристалликов льда. Выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков. К моросящим осадкам относятся морось, ее твердые аналоги (снежные зерна, мелкий снег), моросящий дождь, моросящий туман.

По форме различают осадки:

1. Жидкие:

а) дождь (диаметр капель 0,5–8 мм),

б) морось (диаметр капель 0,05–0,5 мм);

2. Твердые:

а) ледяные иглы,

б) снег,

в) снежная и ледяная крупа (диаметр более 1 мм),

г) снежные зерна (диаметр менее 1 мм),

д) ледяной дождь (диаметр 1–3 мм),

е) град (диаметр до 6 см и более).

Дождь – жидкие осадки, выпадающие из облаков (Ns, Сb) в виде капель диаметром от 0,5 мм и более. Является преобладающей формой осадков. Различают обложной дождь и ливневый. Мелкие дождевые капли имеют сферическую форму, более крупные во время падения сплющиваются в нижней части. Капли с диаметром более 7–8 мм разбиваются во время падения.

Морось – жидкие осадки, состоят из капель диаметром от 0,05 до 0,5 мм. Выпадает из внутримассовых облаков или из тумана. Иногда морось наблюдается одновременно с обложным дождем вблизи линии теплого фронта. Скорости падения капель мороси так малы, что капли длительно остаются взвешенными в воздухе. Количество осадков при мороси незначительное, но иногда в горах и на побережье может достигать 1 мм/час.

Снег – твердые осадки в виде кристаллов, выпадающие из облаков. Формы кристаллов разнообразны. Различают 9 основных форм: пластинка, звезда, столбик, игла, пушинка, еж, запонка, оледенелая снежинка, круповидная снежинка. В этих формах различают 48 видов. Зависит от условий образования (температуры воздуха и влажности). Основная форма – шестилучевая звезда. Размеры снежинок также различны (в среднем нескольких мм.). При падении слипаются в хлопья (диаметр до нескольких см) – мокрый снег.

Снежная и ледяная крупа – твердые осадки, выпадают из облаков в виде матово-белых снегоподобных (снежная) или покрытых ледяной оболочкой (ледяная) ядер неправильной округлой формы размером от 1 до 15 мм. При ударе о твердую поверхность крупинки отскакивают, а не разламываются. Выпадает чаще всего из Сb при температуре около 0°С. Частички снежной крупы отличаются от снежинок отсутствием различной кристаллической основы.

Снежные зерна – твердые осадки в виде мелких крупинок снежной структуры диаметром более 1 мм, похожих по внешнему виду на манную крупу. Выпадают из St и Sc при низких температурах.

Ледяной дождь – мелкие прозрачные шарики (ледяные), выпадающие из облаков, диаметром 1–3 мм. Образуются при замерзании при замерзании капель дождя, когда последние падают сквозь нижний слой воздуха с отрицательной температурой.

Град – осадки, выпадающие из мощных Сb в теплое время года, в виде частичек плотного льда различных, иногда очень крупных размеров. Градины неоднородны по строению, в них чередуются прозрачные и мутные слои льда. Диаметр градин может быть от 5 мм до 12–20 см. Более крупные градины обычно состоят из смерзшихся более мелких градин. Град наблюдается при грозах, обычно вместе с ливневыми осадками. Выпадение града может дать на поверхности земли покров высотой до 20–30 см (и даже более).

Для образования градин необходимы следующие условия:

• теплый влажный воздух в нижнем слое атмосферы;

• грозы с сильно развитой турбулентностью (до высоты 15 км.);

• высота изотермы 0°С 3–4 км;

• большая водность облаков.

Размеры отдельных градин могут быть очень большими. В США была зарегистрирована градина диаметром 12 см массой 700 г, во Франции – величиной с человеческую ладонь, массой 1200 г, в Китае в апреле 1971 г. отдельные градины имели массу до 7 кг.