Погода и атмосферные осадки

Погода — совокупность атмосферных явлений (дождя, тумана, метели, грозы и т. д.), наблюдающихся на конкретной территории в определенный момент времени. Для того чтобы описать погоду, нужно учитывать следующие показатели: температуру воздуха и его влажность, скорость и направление ветра, атмосферное давление, облачность, осадки и количество солнечной радиации. Они зависят от множества факторов: географического положения местности, времени года, перемещения воздушных масс и даже времени суток.

Температура и давление — основные определяемые параметры погоды. С помощью термометра (сверху) измеряют температуру. Барометр (снизу) служит для измерения давления

Изучение погоды

Наука, изучающая абсолютно все физические процессы, которые происходят в земной атмосфере, а также ее строение и свойства, называется метеорологией (физикой атмосферы). Именно от метеорологов по радио и телевидению мы слышим о капризах погоды и часто жалуемся на их неверные предсказания, однако мало кто знает, что это очень сложный процесс. Информацию о погоде получают с помощью метеорологических наблюдений и путем составления различных синоптических карт. Для оценки состояния атмосферы используются радио- и метеозонды, а также компьютерные и спутниковые технологии. Наблюдения проводятся ежедневно. По всему миру организованы сети метеорологических станций, которые в обязательном порядке постоянно обмениваются друг с другом информацией. Точные прогнозы в первую очередь важны для авиации и морского флота, водного транспорта и сельского хозяйства.

Для определения погоды используют метеозонды

Станция наблюдения за погодой в Гималаях

В местах, где разные по своим свойствам (температуре, плотности) воздушные массы соприкасаются друг с другом, образуются атмосферные фронты. Они простираются на многие километры в длину и высоту и иногда могут достигать стратосферы. Если большей силой при столкновении двух огромных воздушных масс обладает теплый воздух, то образуется теплый фронт, если же его вытесняют прохладные потоки — формируется холодный.

Схема образования атмосферных фронтов: а) теплого; б) холодного

Вода окружает нас повсюду. Она не только покрывает 70% площади планеты, но и проливается с неба в виде дождей и снегопадов, осаждается под видом росы и инея, окутывает туманами. Вода, которая в твердом или жидком состоянии выпадает на земную поверхность, называется атмосферными осадками.

Характер осадков

Осадки могут быть ливневыми и обложными. Первые характеризуются высокой интенсивностью — они внезапно начинаются и так же резко прекращаются, длятся не более 2-3 ч, всегда выпадают из кучево-дождевых облаков. Осадки второго типа всегда начинаются и заканчиваются постепенно, могут быть как кратковременными, так и продолжительными. К этому же типу относятся моросящие осадки — очень маленькие, выпадающие из низких слоистых облаков капли воды диаметром до 0,5 мм. Моросящие дожди характерны для весны и осени, поскольку температура поверхности земли невысокая и процессы испарения происходят не так интенсивно. Летом же, напротив, дожди обычно очень сильные, так как от земли исходит мощный поток нагретого воздуха, содержащего водяной пар.

Ливни и град

Как известно, облака представляют собой скопления воды или кристалликов льда. Когда температура воздуха в атмосфере понижается, количество капель воды в них постепенно нарастает, они увеличиваются в размерах и тяжелеют, пока в итоге не обрушивают на землю ливневые осадки. Если температура внутри облака падает еще ниже, то мельчайшие капли воды склеиваются и образуют льдинки. В таком случае осадки выпадают в виде града.

Ливневые дожди всегда отличаются высокой интенсивностью

Град размером с мяч для пинг-понга

Снег и иней

Снег — это кристаллики льда сложной формы. В начале пути с небес на землю их размер не превышает 0,1 мм, но затем на них наслаивается сконденсированный пар, который впоследствии образует призмы и шестиугольники. Геометрически правильная форма снежинок обусловлена химическим строением молекулы воды, которая не позволяет им иметь углы, отличающиеся от 60° и 120°.

«В природе не бывает двух одинаковых снежинок» — эти слова принадлежат У. Бентли, который за свою жизнь сделал более 5000 фотографий снежинок

Теплым ранним утром можно наблюдать выпадение росы — водяной пар в теплом воздухе в виде капелек воды осаждается на траве и листьях. По такой же причине, но уже при отрицательных температурах появляется иней. Только в этом случае пар, минуя жидкую фазу, сразу превращается в кристаллы.

Иногда масса ледяных камней, падающих с неба, может достигать нескольких килограммов. В этом случае град уже представляет серьезную опасность не только для сельского хозяйства, но и для человеческой жизни. Самые крупные небесные льдины были зафиксированы 3 сентября 1970 г. в штате Канзас (США): их размер составил 14 см. В индийском городе Хайдарабад в 1939 г. выпали градины массой 3,4 кг.