Конденсаційні та сублімаційні процеси в атмосфер

исококупчасті хмари білі або сіруваті, складаються із дрібненьких переохолоджених крапель, нагадують хвилі, купи, пластівці з просвітами блакитного неба, опадів не дають. Розрізняють хвилясті й купчастоподібні види.

Високошаруваті хмари складаються із суміші сніжинок та дрібних краплин, мають вигляд сірої або синюватої однорідної плівки, через яку Сонце і Місяць просвічуються, як крізь матове скло. Взимку спричиняють випадання снігу, а влітку опадів не спричиняють. Розрізняють туманоподібні та хвилясті види.

Шарувато-купчасті хмари складаються з однакових крапель, утворюють сірі великі пасма, хвилі, купи, пластини. Від висококупчастих відрізняються меншою висотою розміщення над землею, великими розмірами куп і більшою щільністю. Інколи з них випадає нетривалий дрібний дощ.

Шаруваті хмари -- це однорідний сірий шар повітря, схожий на туман, іноді розірваний знизу. Шаруваті хмари закривають все небо, розрізняють туманоподібні, хвилясті, розірвано-шаруваті їх види. З них може падати негустий сніг або дрібнесенький дощ (мряка).

Шарувато-дощові хмари складаються з великих крапель внизу і дрібних вгорі. Саме такі хмари вкривають небо в похмурні осінні дні. Часто з них мрячить дрібний і неприємний дощик. В таких випадках можна побачити розірвані, темні, брудні пластівці, що мчать під більш густим шаром суцільних шаруватих хмар. Ці пластівці називаються розірвано-дощовими хмарами. Вони виникають завдяки дощу і являють собою клоччя, шмаття туману. Схожі на темно-сірий суцільний шар, ніби освітлений зсередини, коли немає дощу. Спричиняють обложні дощі або сніг, іноді з перервами.

Хмарність - ступінь покриття неба хмарами. Визначається вона візуально в десятих частках неба (чи в інших одиницях, наприклад, у відсотках): 0 - чисте небо, 1 - одна десята частина неба покрита хмарами, 10 - суцільна хмарність. Окремо оцінюють загальну хмарність і хмарність нижнього ярусу На всіх широтах над океанами хмарність більша, ніж над сушею. У річному погодному циклі всюди, крім Європи і субтропічного поясу, максимум хмарності припадає на літо, а мінімум -- на зиму або інші пори року. У субтропіках і Європі максимальна хмарність взимку, а мінімальна -- влітку або навесні. Значною хмарністю характеризуються екваторіальні широти (5-6 балів), а незначною -- тропіки (3--4 бали) з поступовим збільшенням середньорічної хмарності від субтропіків (4--5,7 балів) до субполярних широт (6-7,6 балів) і зниженням до 6,3-6,4 бала в полярних областях [15].

Хмари нижнього ярусу (шаруваті, шарувато-купчасті і шарувато-дощові) складаються майже винятково з води, їхні основи розташовуються приблизно до висоти 2000 м. Хмари, що стеляться по земній поверхні, називаються туманом.

Основи хмар середнього ярусу (високо-купчастих і високо-шаруватих) знаходяться на висотах від 2000 до 7000 м. Ці хмари мають температуру від 0° С до -25° С и часто являють собою суміш крапель води і крижаних кристалів.

Хмари верхнього ярусу (пір'ясті, пір'ясто-купчасті і пір'ясто-шаруваті) звичайно мають нечіткі обриси, тому що складаються з крижаних кристалів. Їхні основи розташовуються на висотах більш 7000 м, а температура нижче -25°С.

Купчасті і купчасто-дощові хмари відносяться до хмар вертикального розвитку і можуть виходити за межі одного ярусу. Особливо це відноситься до купчасто-дощових хмар, основи яких знаходяться усього в декількох сотнях метрів від земної поверхні, а вершини можуть досягати висот 15-18 км. У нижній частині вони складаються з крапельок води, а у верхньої - із кристалів льоду.

3.3 Випадання опадів як наслідок протікання конденсаційних та сублімайних процесів в атмосфері

Атмосферні опади - це вода у рідкому (дощ, мряка) або твердому (сніг, град, снігова та льодяна крупа) стані, що випадає з хмар на поверхню Землі. Опади характеризують за товщиною шару (у мм), сезонним розподілом, тривалістю випадання, інтенсивністю, ймовірністю

Залежно від умов конденсації водяної пари розрізняють орографічні, конвективні та фронтальні опади. Орографічні опади утворюються при піднятті повітря навітряними гірськими схилами. Конвективні опади утворюються в потужних висхідних потоках повітря, вони мають локальне поширення, носять зливовий характер, починаються і закінчуються раптово. Фронтальні опади утворюються в циклонах на межі теплого і холодного повітря, при цьому дощ або сніг падає тривалий час більш-менш рівномірно.

Дощ складається із крапель діаметром понад 0,5 мм, а мряка -- із краплинок від 0,5 до 0,05 мм, отже, мряка падає повільно і переноситься вітром. Сніжинки складені зі скупчень кристалів, форма всіх сніжинок шестипроменева, діаметр кожної -- кілька міліметрів.

Мокрий сніг або сніг із дощем випадають із підвищенням температури, коли сніжинки злипаються в пластівці, а температура досягає 0 °С.

Крупинки снігу й льоду випадають із шарувато-дощових або купчасто-дощових хмар, якщо температура від'ємна, і мають діаметр близько 1 мм. Під час сильного морозу із хмар нижнього ярусу можуть випадати голки льоду -- кристали у вигляді шестикутних призм. Якщо відбувається інверсія температури, краплі дощу замерзають у повітрі й на земну поверхню падають кульки льоду діаметром 1-3 мм (льодяний дощ) [21].

Обложні опади пов'язані з атмосферними фронтами і хмарами висхідного ковзання (шарувато-дощовими і високошаруватими). Це тривалі опади середньої інтенсивності, вони випадають на великій площі порівняно рівномірно і переважають у помірному поясі.

Зливові опади короткочасні, але інтенсивні, випадають на порівняно меншій площі з купчасто-дощових хмар конвективного походження. Зливи -- це основний вид опадів у тропічних та екваторіальних широтах.

Мряка -- це опади малої інтенсивності, з дуже дрібненьких краплин або дрібнесеньких сніжинок. Вони випадають із шаруватих і шарувато-купчастих хмар, зокрема хвилястих, і утворюються в межах однієї стійкої повітряної маси.

Із хмарами й опадами пов'язані різноманітні електричні процеси й оптичні явища, більшість яких ще недостатньо вивчена. Під час грози злива супроводжується електричними розрядами (блискавками), громом і шквалами вітру. З атмосферною електрикою пов'язують появу кулястої блискавки діаметром кілька десятків сантиметрів, яка рухається в повітрі й може вибухати або спокійно зникати.

Вогнями Святого Ельма називають явище стікання розрядів із загострених предметів в атмосферу. У перисто-шаруватих, перисто-купчастих, високо-купчастих і високо-шаруватих хмарах навколо Місяця й Сонця можуть виникати кольорові, жовті або білі круги чи стовпи.

Веселка з'являється на фоні купчасто-дощових хмар, з яких йде дощ, якщо вони освітлені сонцем.

Конденсація і сублімація можливі й на земній поверхні, внаслідок чого утворюються гідрометеори: роса, іній, твердий і рідкий наліт, паморозь (наземні опади).

Роса та іній виникають в ясну й тиху погоду вночі внаслідок зниження температури до точки роси і вихолодження поверхні (випромінювання теплоти).

Рідкий наліт утворюється, якщо температура охолодженої поверхні додатна, а твердий наліт, якщо від'ємна. Наліт формується на навітряному боці холодних предметів за умови адвекції теплого повітря.

Паморозь -- це пухкі білі кристали, які осідають на деревах, дротах тощо в морозну, тиху погоду, коли в повітрі утворюються кристалики льоду, котрі, доторкаючись предметів, примерзають до їх поверхні [18].

Ожеледь -- це наліт льоду на земній поверхні та предметах, який утворюється під час випадання мряки, дощу або осідання густого туману. Необхідною умовою утворення ожеледі є випадання переохолоджених крапель за від'ємної температури (від 0 до -15 °С). Товстий шар ожеледі може ламати гілля і обривати дроти ліній електромережі. Небезпечним є намерзання льоду на літаках, яке відбувається в шарувато-дощових хмарах, складених із крапель, охолоджених до --10 °С. Це явище називають обледенінням літаків.

З повітря на поверхню осідають гідрометеори - роса, іній, рідкий наліт, твердий наліт, паморозь, ожеледь.

Роса - найдрібніші краплинки води, які часто зливаються. Вона з'являється вночі на поверхні, яка охолола в результаті випромінювання тепла.

Іній - твердий білий осад, який утворюється за таких умов, як і роса, але при температурі нижче 0?С.

Рідкий і твердий наліт - тонка водяна чи льодяна плівка на вертикальних поверхнях стін, стовпів і т. д., яка виникає при зміні холодної погоди теплою в результаті стикання вологого і теплого повітря з охолодженою поверхнею.

Паморозь - льодяні кристали (кристалічна паморозь) чи пухкий лід (зерниста паморозь), яка наростає з навітряної сторони предметів (На гілках дерев, проводах тощо).

Ожеледь - суцільний шар щільного льоду на земній поверхні і на різних предметах.

При стійких від'ємних температурах повітря сніг, що випав на земну поверхню, може утворювати сніговий покрив. Сніговий покрив характеризують висотою, густиною (відношення маси снігу до його об'єму) та запасом води в снігу, що утворюється при таненні снігу (шар води в мм): Значення снігового покриву зумовлене його властивостями. Сніговий покрив впливає на клімат, оскільки у снігу дуже велике альбедо (80-90%). Але теплопровідність снігу мізерна, тому під ним достатньо висока температура, яка захищає рослини від вимерзання. Від товщини снігового покриву залежить глибина промерзання ґрунту. Танення снігового покриву забезпечує живлення річок, весняну повінь, а також поповнює запас ґрунтових вод

Дощ - вода, яка утворюється при конденсації водяної пари, що випадає з хмар і досягає земної поверхні у виді крапель рідини. Діаметр дощових крапель коливається від 0,5 до 6 мм. Краплі дрібніше 0,5 мм називаються мрякою. Краплі крупніше 6 мм сильно деформуються і розбиваються при падінні на землю. Дощ звичайно йде з «теплих» хмар, тобто з хмар з температурою вище крапки замерзання. Тут дрібні крапельки, що несуть заряди протилежного знаку, притягаються і зливаються в більш великі краплі. Вони можуть збільшитися настільки, що стануть занадто важкими, перестануть утримуватися в хмарі висхідними потоками повітря і проллються дощем [6].

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9