40. Осадки, их классификация, образование осадков, типы годового хода осадков.?
Осадки выпадают в том случае, если хотя бы часть элементов, составляющих облако (капель или кристаллов), по каким либо причинам укрупняется. Когда облачные элементы становятся настолько тяжелыми, что сопротивление и восходящие движения воздуха больше не могут удерживать их во взвешенном состоянии, они выпадают из облаков в виде осадков.
При конденсации образуются только очень мелкие капли. Капли могут укрупняться путем слияния. Слиянию благоприятствует наличие у двух капель разных зарядов, различие их размеров (они двигаются с разными скоростями), турбулентность. В результате такого укрупнения капель выпадает морось (слоистые облака) или мелкий малоинтенсивный дождь (мощные кучевые облака).
Для выпадения обильных осадков необходимо, чтобы облака были смешанными, т.е. чтобы в них находились переохлажденные капли (из-за низкого давления это возможно) и кристаллы. Именно такими являются As, Ns и Cb. Условия влажности для капель и кристаллов разные: для капель имеет место насыщение, для кристаллов пересыщение, т.е. для состояния насыщения кристаллов необходимо меньшее содержание влаги в воздухе, чем есть в облаке. В этом случае кристаллы будут быстро расти путем сублимации (чтобы достичь состояния равновесия с водяным паром), количество водяного пара уменьшиться, для капель водяной пар станет ненасыщенным. Поэтому будет происходить одновременно и испарение капель, и переход пара на кристаллы, т.е. фактически идет перегонка водяного пара с капель на кристаллы.
Укрупнившиеся таким образом кристаллы, будут выпадать из верхней части облака, присоединяя к себе по пути новые молекулы водяного пара путем сублимации. Если в нижней части облака температура выше нуля, кристаллы тают и выпадают из облака в виде дождя. Образующиеся капли имеют разную скорость падения и могут при столкновении сливаться (коагулировать). Иногда кристаллы тают только под основанием облака и также выпадают в виде дождя. Если температура под облаками отрицательная до самой земной поверхности, осадки выпадают в виде снега или крупы.
Из облаков упорядоченного восходящего движения (Ns, As), связанных с фронтами, выпадают обложные осадки. Они имеют среднюю интенсивность. Из облаков Cb, связанных с конвекцией, выпадают интенсивные, но малопродолжительные ливневые осадки. Внутримассовые осадки, выпадающие из облаков St и Sc выпадают моросящие осадки.
По форме различают дождь, морось (мелкие капли), снег (сложные ледяные кристаллы), крупа снежная и ледяная (ледяные, сильно озерненные снежинки), снежные зерна (мелкие снежинки), ледяные иглы (тонкие ледяные кристаллы в виде шестиугольных призм и пластин без разветвлений), ледяной дождь (прозрачные ледяные шарики), град (кусочки льда шарообразной и неправильной формы).
Град выпадает летом из кучево-дождевых Cb облаков. Градины многократно увлекаются то вверх то вниз течениями конвекции. В результате столкновения с переохлажденными каплями градины наращивают свои размеры. Для образования градин необходима большая водность облаков.
Годовой ход осадков зависит от общей циркуляции атмосферы и от местных физико-географических условий. Выделяют следующие основные типы осадков на земном шаре:
Экваториальный тип. Есть два дождливых сезона – во время после равноденствий, когда ВЗК наиболее близка к экватору, особенно хорошо развита конвекция. Главный минимум приходится на лето Северного полушария, когда ВЗК наиболее удалена от экватора.
Тропический тип. Существует один летний дождливый сезон при наивысшем стоянии Солнца. Он длится четыре месяца.
Тип тропических муссонов. Максимум также приходится на лето, минимум на зиму, но амплитуда и суммы осадков значительно больше.
Средиземноморский тип. Максимум осадков – дождливый сезон, приходится на зиму или осень. Сухое лето объясняется влиянием субтропических антициклонов, создающих сухую малооблачную погоду. Зимой антициклоны смещаются в более низкие широты и субтропики оказываются захвачены циклонической деятельностью умеренных широт.
Внутриматериковый тип умеренных широт. Максимум осадков приходится на лето, минимум на зиму при преобладании антициклонов.
Морской тип климата умеренных широт. Циклоны здесь бывают чаще, чем летом. Поэтому преобладают зимние осадки, однако распределение осадков в течение года достаточно равномерно.
Муссонный тип умеренных широт. Максимум осадков приходится на лето, минимум на зиму, но амплитуда больше, чем во внутриматериковом типе.
Полярный тип. Летом влажность воздуха больше, поэтому на этот сезон приходится максимум. Интенсивность циклонической деятельности меняется мало в течение года.
Степень неравномерности в годовом распределении осадков характеризуется показателем неравномерности (периодичности):
,
где в числителе стоит сумма абсолютных величин разностей между количеством осадков каждого месяца и 1/12 годовой суммы осадков. Чем больше отличаются друг от друга месячные суммы, тем больше w.