ОСАДКИ

ОСАДКИ атмосферные, разделяются на 2 группы: 1) образующиеся на земной поверхности - роса, иней, твёрдый и жидкий налёты, изморозь, гололедица, 2) образующиеся в свободной атмосфере и выпадающие на землю из облаков.

Первая группа осадков образуется путём конденсации находящегося в воздухе водяного пара при соприкосновении с охлаждёнными предметами. Охлаждение предметов может произойти вследствие излучения, длительной холодной погоды или их совокупного влияния. Так, в ночные часы, вследствие излучения, охлаждаются находящиеся на земной поверхности предметы. Охлаждается и соприкасающийся с ними воздух. Когда темп-pa поверхности предметов достигнет точки росы (относительная влажность около 100%), водяной пар начинает конденсироваться на этих поверхностях. При темп-ре выше 0° продуктом конденсации будут капли воды - роса, при темп-ре ниже 0° ледяные кристаллики - иней. Жидкий и твёрдый налёты образуются на земных предметах после длительной холодной погоды, когда предметы сильно охлаждены и дует тёплый влажный ветер. При соприкосновении его с холодными предметами начинается конденсация водяного пара. При темп-ре выше 0° образуется жидкий налёт, при темп-ре ниже 0° - твёрдый налёт в виде рыхлой щётки ледяных кристалликов. Налёт отлагается особенно сильно с наветренной стороны.

Зимой при тумане или сильных морозах на земных предметах часто оседают легко осыпающиеся кристаллики рыхлого льда. Особенно значительное осаждение наблюдается на тонких ветвях деревьев, телеграфных проводах. Это - изморозь. Количество её может достигать довольно значительных величин. По наблюдениям Н. П. Кобранова в Мариупольском лесничестве, количество осадков в виде изморози достигает 8% общегодовой суммы их. Гололёд образуется в виде сплошного прозрачного слоя льда, покрывающего поверхность почвы, деревья, телеграфные линии и т. п. Образуется гололёд при темп-ре немного ниже 0° и большой влажности воздуха или при холодном дожде. Количество образующегося льда м. б. настолько велико, что под его тяжестью рвутся провода, ломаются сучья деревьев. Гололёд наблюдается, гл. обр., в южных областях европ. части Союза ССР и зап. областях Казахстана.

Осадки второй группы - дождь, снег, крупа - образуются при конденсации водяного пара в высоких слоях атмосферы. Для этого также необходимо понижение темп-ры воздуха и новый фактор - ядра конденсации. Последними являются мельчайшие частички пыли, дыма, морских солей. При волнениях моря брызги морской воды быстро испаряются в воздухе и частицы морской соли далеко разносятся ветром. Хим. анализ осадков показывает наличие в 1 л дождевой воды до 6 мг морской соли. Без наличия ядер конденсации образование осадков может происходить только при большом перенасыщении воздуха водяным паром; при наличии же гигроскопических частиц конденсация может начинаться ещё до наступления 100%-ной относительной влажности.

В результате конденсации водяного пара при темп-ре выше 0° образуются мельчайшие капли воды диам. в несколько микронов (микрон = 0,001 мм). Вода в них может сильно переохлаждаться и не замерзать и при морозах в 10 - 20°. При наличии центров кристаллизации водяной пар при отрицательных темп-pax, минуя жидкую фазу, прямо конденсируется в виде ледяных кристалликов (явление сублимации). В зависимости от количества водяного пара и скорости процесса образуются различные формы снежинок.

Необходимое для конденсации понижение темп-ры воздуха может происходить трояким способом: при охлаждении самых воздушных масс вследствие излучения, при смешивании тёплых влажных и холодных более сухих масс воздуха, когда темп-pa смешанного воздуха будет ниже темп-ры тёплого воздуха, и при охлаждении воздуха в восходящем потоке (явление конвекции). В последнем случае тёплый влажный воздух, как более лёгкий, поднимается вверх и, попадая в более разреженные слои атмосферы, расширяется. На эту работу расширения он тратит часть своей внутренней энергии и охлаждается. На каждые 100 м подъёма ненасыщенного водяным паром воздуха темп-pa его понижается примерно на 1°. Это так наз. сухая стадия восходящего потока. При понижении темп-ры до точки росы (при наступлении 100%-ной относительной влажности) начинается конденсация водяного пара. Это дождевая стадия. Выделяющаяся при конденсации теплота парообразования несколько усиливает восходящий поток. Темп-pa воздуха при дальнейшем подъёме вверх будет понижаться медленнее, примерно на 0,5° при подъёме на 100 м. Дождевая стадия простирается до уровня отрицательных темп-р, когда начинается замерзание водяных капель. Это градовая стадия. Ещё выше при более низких темп-pax водяной пар непосредственно сублимируется в ледяные иглы, образующие перистые облака (рис. 1). Это снеговая стадия восходящего потока.

Рис. 1. Перистые облака

В результате конденсации водяного пара в атмосфере наблюдаются различные явления. При конденсации вследствие охлаждения при излучении в приземных слоях образуется туман, в более высоких слоях атмосферы - слоистые облака различной мощности. При охлаждении в результате смешения тёплых и холодных масс воздуха внизу - тот же туман, в верхних слоях - волнистые облака. При охлаждении в восходящем потоке образуются различной мощности кучевые облака (рис. 2 и 3) (см. Облачность).

Капельки воды и ледяные кристаллики, образующиеся при конденсации, настолько малы, что легко держатся в воздухе и очень медленно падают. Ветер свободно переносит их на большие расстояния. При встрече друг с другом капельки и кристаллики соединяются и укрупняются. Укрупнение происходит и за счёт дальнейшей конденсации водяного пара на образовавшихся капельках и кристалликах. Конденсация происходит тем легче, чем крупнее капли, и на ледяном кристаллике легче, чем на капельке воды. Становясь более тяжёлыми, они падают быстрее и достигают земли в виде дождя или снега. Крупа образуется при замерзании капелек воды и осаждении на них водяного пара. Она бывает снежная, состоящая из белых непрозрачных снежных шариков, ледяная - из полупрозрачных ледяных шариков диам. порядка 1 - 5 мм.

Рис. 2. Кучевые облака

Град достигает размеров лесного и даже грецкого орехов. Наблюдались градины весом до 0,5 кг. Градина имеет белую снежную малопрозрачную сердцевину, окружённую одним или несколькими слоями льда. Ледяные слои разделены малопрозрачными снежными образованиями. При формировании града, повидимому, первоначально образуются ядра из снежинок; падая вниз и попадая в темп-ру выше нуля, они обтаивают (первый ледяной слой) и на них конденсируется водяной пар. Попав в сильный восходящий поток, они поднимаются снова в слои с отрицательными темп-рами, где вода замерзает, а конденсация идёт в виде образования ледяных игл или снежинок (второй непрозрачный снежный слой). Становясь тяжелей, они при падении снова попадают в тёплый слой, где обтаивают. При новом поднятии замерзает и этот слой (второй ледяной слой). Процесс может повторяться несколько раз. В результате образуется неск. ледяных и снежных слоев градины. В конце концов, она становится настолько тяжёлой, что падает на землю. Указанный процесс требует особых условий погоды, могущих создать мощный восходящий поток и обильную конденсацию водяного пара. Это возможно только при очень жаркой погоде и большой абсолютной влажности воздуха. Такие условия бывают сравнительно редко, и выпадение града тоже явление нечастое.

Рис. 3. Сложнокучевые облака

Годовое количество осадков

Количество выпавших осадков измеряется толщиной слоя воды в мм (см. Дождемер). Твёрдые осадки сначала растапливают и затем уже измеряют толщину слоя талой воды. Интенсивность осадков характеризуется количеством их в мм, выпавших в 1 мин. Для измерения количества и интенсивности дождя служит прибор - плювиограф, для измерения количества и интенсивности дождя и твёрдых осадков - омброграф.

Для характеристики осадков, выпадающих в данной местности, обычно приводят след. данные: 1) количество осадков за отдельные месяцы, сезоны и за год; 2) наибольшее количество осадков за сутки, также по отдельным месяцам; 3) интенсивность осадков; 4) число дней с осадками (повторяемость).

На прилагаемой карте показано среднее годовое количество осадков в СССР. Как видно, меньше всего (100 - 200 мм) их выпадает на побережье Ледовитого океана и в пустынях Ср. Азии. Большее количество выпадает в зап. области европ. части Союза ССР и на Дальнем Востоке, на побережье Японского моря и на Ю.-В. Камчатки. Но более всего выпадает осадков на Черноморском побережье Кавказа, между Новороссийском и Батуми: местами свыше 2000 мм за год. Разнообразие в количестве выпадающих осадков зависит в основном от трёх факторов: преобладающих ветров, близости моря и рельефа. Преобладающие ветры в европ. части СССР западные, приносящие влагу с Атлантического океана. Больше выпадает осадков в более близких к океану областях. Чем дальше на восток и от Атлантического океана, тем континентальнее становится климат и тем меньше выпадает осадков.

Влияние рельефа сказывается на возникновении более обильных осадков на наветренных склонах гор, чем на подветренных. Горы как бы перехватывают влагу, заставляя её больше конденсироваться на наветренных склонах. Это явление, например, наблюдается на Урале, где на западной наветренной стороне выпадает до 500 - 700 мм осадков, а восточная зауральская имеет всего 300 - 500 мм. Особенно это ярко проявляется в Закавказье, где на наветренных зап. склонах выпадает свыше 2000 мм, на подветренном вост. склоне 500 - 600 мм, а дальше от гор в степях всего 200 - 300 мм осадков.

Осадки на Дальнем Востоке вызываются муссонным характером климата. Летом здесь преобладает влажный ветер с моря и обусловливает обильные осадки 2-й половины лета. Зимой преобладает ветер с континента, что вызывает холодную малоснежную зиму.

Интенсивность осадков увеличивается в направлении с севера на юг. В ср. полосе наибольшая интенсивность дождя - порядка 3 мм/мин, на юге ок. 5. С увеличением продолжительности дождя ср. интенсивность его уменьшается. Интенсивность снега значительно меньше, чем дождя.

Наибольшее количество осадков за сутки также увеличивается к югу. Наибольшие суточные количества дождя в сев. областях европ. части СССР - порядка 90 - 100 мм за сутки, в ср. полосе и на Ю.-В. около 120 - 160 мм, на Ю-3. около 200 мм; на Черноморском побережье (Поти, Батуми) зарегистрировано более 300 мм осадков за сутки; снежные осадки дают за сутки значительно меньшие количества. Годовые осадки в европейской части СССР, как правило, имеют простой ход с максимумом в летние месяцы и минимумом в зимние (февраль-март).

Время наступления максимума осадков тем позже, чем севернее место их выпадения. Так, в Среднеазиатских республиках максимум приходится на весенние месяцы, на Сев. Кавказе ив юж. областях европ. части СССР на апрель-май, в ср. полосе на июль и в сев. полосе на август. С с.-х. точки зрения наиболее благоприятно распределение осадков в юж. областях, где наибольшее количество осадков выпадает в начале вегетации, а ко времени уборки (июль - сентябрь) устанавливается сухая погода. В ср. и сев. полосах весной дождя выпадает немного, и растительность существует в этот период за счёт зимних запасов воды в почве. Максимум осадков совпадает с уборкой. Повторяемость осадков наибольшая в сев. областях СССР (180 - 200 дней за год) и к югу и особенно Ю.-В. уменьшается. В ю.-з. областях она составляет ок. 110 - 120 дней, в Н. Поволжье 75 - 100, в Среднеазиатских республиках от 30 до 70 за год.

С. Небольсин

Литература: Кедроливанский В., Метеорологические приборы, Л., 1947; Климатологический справочник по СССР, вып. 1 - 9, Л., 1931 - 46; Мальченко Е., Общая метеорология, Л., 1947; Оболенский В., Курс метеорологии, М. - Свердловск, 1944.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 3 (Л - П)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1953, с. 613