Конденсаційні та сублімаційні процеси в атмосфері

дипломная работа

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 відємна, 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 повязані 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 повязані 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 повязують 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 зявляється 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 відємна. 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 відємної 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 зявляється 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 відємних температурах повітря сніг, що випав на земну поверхню, може утворювати сніговий покрив. Сніговий покрив характеризують висотою, густиною (відношення маси снігу до його обєму) 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].

У залежності від обсягу опадів, що випадають за визначений проміжок часу, по інтенсивності розрізняють слабкі, помірні і сильні (зливові) дощі. Інтенсивність слабкого дощу міняється від мізерно низкою до 2,5 мм/год, помірного дощу - від 2,8 до 8 мм/год і при сильному дощі - більш 8 мм/год, або більш 0,8 мм за 6 хв.

Делись добром ;)