Водяной пар и облака
Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. Если воздух не способен удерживать бóльшее количество водяного пара, он переходит в состояние насыщения, и тогда вода с открытой поверхности перестает испаряться. Содержание водяного пара в насыщенном воздухе находится в тесной зависимости от температуры и при ее повышении на 10 С может увеличиться не более, чем вдвое.
Относительная влажность – это отношение фактически содержащегося в воздухе водяного пара к количеству водяного пара, соответствующему состоянию насыщения. Относительная влажность воздуха вблизи земной поверхности часто велика утром, когда прохладно. С повышением температуры относительная влажность обычно уменьшается, даже если количество водяного пара в воздухе мало изменяется. Предположим, что утром при температуре 10 С относительная влажность была близка к 100%. Если в течение дня температура понизится, начнется конденсация воды и выпадет роса. Если же температура повысится, например до 20 С, роса испарится, но относительная влажность составит лишь ок. 50%.
Облака возникают при конденсации водяного пара в атмосфере, когда образуются либо капельки воды, либо кристаллы льда. Формирование облаков происходит, когда при подъеме и охлаждении водяной пар переходит через точку насыщения. При подъеме воздух попадает в слои все более низкого давления. Ненасыщенный воздух с подъемом на каждый километр охлаждается примерно на 10 С. Если воздух с относительной влажностью ок. 50% поднимется более чем на 1 км, начнется образование облака. Конденсация сначала происходит у основания облака, которое растет вверх до тех пор, пока воздух не перестанет подниматься и, следовательно, охлаждаться. Летом этот процесс легко увидеть на примере пышных кучевых облаков с плоским основанием и воздымающейся и опускающейся вместе с перемещением воздуха вершиной. Облака формируются также в фронтальных зонах, когда теплый воздух скользит вверх, надвигаясь на холодный, и при этом охлаждается до состояния насыщения. Облачность возникает и в областях низкого давления с восходящими потоками воздуха.
Туман представляет собой облако, расположенное у самой земной поверхности. Он часто опускается на землю в тихие, ясные ночи, когда воздух влажный, а земная поверхность охлаждается, излучая в пространство тепло. Туман также может образоваться при прохождении теплого влажного воздуха над холодной поверхностью суши или воды. Если холодный воздух оказывается над поверхностью теплой воды, прямо на глазах возникает туман испарения. Он часто образуется по утрам поздней осенью над озерами, и тогда кажется, что вода кипит.
Конденсация является сложным процессом, при котором микроскопические частицы содержащихся в воздухе примесей (сажи, пыли, морской соли) служат ядрами конденсации, вокруг которых формируются капельки воды. Такие же ядра необходимы для замерзания воды в атмосфере, так как в очень чистом воздухе при их отсутствии капельки воды не замерзают до температур ок. –40 С. Ядро льдообразования представляет собой маленькую частицу, похожую по структуре на кристалл льда, вокруг которой и формируется кусочек льда. Вполне естественно, что находящиеся в воздухе ледяные частицы являются лучшими ядрами льдообразования. В роли таких ядер выступают также мельчайшие глинистые частички, они приобретают особенное значение при температурах ниже –10–15 С. Таким образом, создается странная ситуация: капельки воды в атмосфере почти никогда не замерзают при переходе температуры через 0 С. Для их замерзания требуются существенно более низкие температуры, особенно если в воздухе содержится мало ядер льдообразования. Одним из способов стимулирования выпадения осадков является распыление в облаках частичек йодистого серебра – искусственных ядер конденсации. Они способствуют смерзанию крошечных капелек воды в ледяные кристаллы, достаточно тяжелые, чтобы выпадать в форме снега.
Формирование дождя или снега – довольно сложный процесс. Если ледяные кристаллы внутри облака слишком тяжелы, чтобы оставаться взвешенными в восходящем потоке воздуха, они выпадают в виде снега. Если нижние слои атмосферы достаточно теплые, снежинки тают и выпадают на землю дождевыми каплями. Даже летом в умеренных широтах дожди обычно зарождаются в форме льдинок. И даже в тропиках дожди, выпадающие из кучево-дождевых облаков, начинаются с ледяных частичек. Убедительным доказательством того, что лед в облаках существует даже летом, служит град.
Дождь обычно идет из «теплых» облаков, т.е. из облаков с температурой выше точки замерзания. Здесь мелкие капельки, несущие заряды противоположного знака, притягиваются и сливаются в более крупные капли. Они могут увеличиться настолько, что станут слишком тяжелыми, перестанут удерживаться в облаке восходящими потоками воздуха и прольются дождем. См. также ДОЖДЬ.
Поделиться…
Содержание статьи
ПРИНЦИПЫ ИЗУЧЕНИЯ ПОГОДЫ
ВОДЯНОЙ ПАР И ОБЛАКА
КЛИМАТ И КЛИМАТООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ
РАДИАЦИЯ
Угол инсоляции.
Обращение Земли вокруг Солнца
Вращение Земли вокруг своей оси.
Альбедо
Поглощение атмосферой.
Поглощение поверхностью Земли.
Излучение Земли.
Тепловой баланс.
ОБЩАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ АТМОСФЕРЫ
Основные особенности циркуляции.
Ветровые поясы.
Экваториальная штилевая зона,
Конские широты
Субполярная зона циклонов
ВЛИЯНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СУШИ И МОРЯ
Солнечная радиация.
Температура воздуха.
Муссоны.
ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА
Термический режим.
Облачность и осадки.
СИНОПТИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ
Воздушные массы.
Фронты
Циклоны и антициклоны.
Грозы,
Струйные воздушные течения
Приземные синоптические карты.
Высотные синоптические карты.
ПРОГНОЗ ПОГОДЫ
ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯПОГОДЫ И КЛИМАТА
Загрязнение воздуха.
Глобальное потепление.
Озон,
Эль Ниньо.
Засухи в Африке.
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Термометры.
Жидкостные стеклянные термометры.
Минимальный термометр
Максимальный термометр
Биметаллический термометр
Электрические термометры.
Барометры.
Ртутный барометр
Барометр-анероид
Приборы для измерения влажности.
Психрометр
Волосной гигрометр
Электролитические гигрометры.
Приборы для измерения скорости ветра.
Чашечные анемометры.
Анемометр
Шкала Бофорта.
Приборы для измерения осадков.
АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ
Приборы для измерения высоты облаков.
Метеорологические шары-зонды.
Спутники.
Метеорологические радиолокаторы.
Scroll upScroll down
Также по теме
КЛИМАТ
ПОГОДА И КЛИМАТ ЗЕМЛИ