Распределение осадков на поверхности земного шара. Атмосферные осадки. Схема и виды атмосферных осадков Что такое миллиметры осадков

Атмосферными осадками называют воду, которая из атмосферы выпадает на земную поверхность. Атмосферные осадки имеют и более научное название — гидрометеоры.

Измеряют их в миллиметрах. Для этого замеряют толщу воды, выпавшей на поверхность с помощью специальных приборов — осадкомеров. Если нужно измерить толщу воды на больших площадях, то используют метеорологические радиолокаторы.

В среднем наша Земля получает почти 1000 мм осадков ежегодно. Но вполне предсказуемо, что их количество выпавшей влаги зависит от многих условий: климата и режима погоды, рельефа местности и близости водоемов.

Виды атмосферных осадков

Вода из атмосферы выпадает на земную поверхность, находясь в двух своих состояниях — жидком и твердом. По этому принципу все атмосферные осадки принято делить на жидкие (дождь и роса) и твердые (град, иней и снег). Рассмотрим каждый из этих видов подробнее.

Жидкие атмосферные осадки

Жидкие атмосферные осадки попадают на землю в виде водяных капель.

Дождь

Испаряясь с поверхности земли, вода в атмосфере собирается в облака, которые состоят из мельчайших капель, размерами от 0,05 до 0,1 мм. Эти миниатюрные капельки в облаках с течением времени сливаются друг с другом, становясь все больше в размерах и заметно тяжелее. Визуально данный процесс можно наблюдать, когда белоснежное облако начинает темнеть и тяжелеть. Когда таких капель в туче становится слишком много, они проливаются на землю в виде дождя.

Летом дождь идет в виде крупных капель. Крупными они остаются потому, что нагретый воздух поднимается от земли. Вот эти восходящие струи и не дают каплям разбиваться в более мелкие.

Зато весной и осенью воздух намного прохладнее, поэтому в эти времена года дожди — моросящие. Причем, если дождь идет из слоистых облаков, его называют обложным, а если капли начинают падать из кунево-дождевых, то дождь превращается в ливень.

Ежегодно в виде дождя на нашу планету проливается почти 1 млрд. тонн воды.

В отдельную категорию стоит выделить морось . Этот вид осадков также выпадает из слоистых облаков, но капли ее настолько малы, а их скорость настолько ничтожна, что капельки воды кажутся подвешенными в воздухе.

Роса

Еще один вид жидких осадков, который выпадает в ночное время или рано утром. Капельки росы образуются из водяного пара. За ночь этот пар остывает, и вода из газообразного состояния превращается в жидкое.

Самые благоприятные условия для образования росы: ясная погода, теплый воздух и почти полное отсутствие ветра.

Твердые атмосферные осадки

Твердые осадки мы можем наблюдать в холодное время года, когда воздух охлаждается до такой степени, что капельки воды, находящиеся в воздухе, замерзают.

Снег

Снег также как и дождь, образуется в облаке. Затем, когда облако попадает в поток воздуха, в котором температура ниже 0°С, капельки воды в нем замерзают, становятся тяжелыми и выпадают на землю в виде снега. Каждая капелька застывает в виде своеобразного кристаллика. Ученые утверждают, что все снежинки имеют разную форму и найти одинаковые просто невозможно.

Кстати, снежинки падают очень медленно, так как почти на 95% состоят из воздуха. По этой же причине они белого цвета. А хрустит снег под ногами потому, что ломаются кристаллики. И наш слух способен уловить этот звук. Зато для рыб настоящее мучение, так как снежинки, падающие на воду, издают высокочастотный звук, который рыбы слышат.

Град

выпадает только в теплое время года, особенно, если накануне было очень жарко и душно. Прогретый воздух сильными потоками устремляется вверх, унося с собой испарившуюся воду. Образуются тяжелые кучевые облака. Затем, под воздействием восходящих потоков капельки воды в них тяжелеют, начинают замерзать и обрастать кристаллами. Вот эти комочки кристаллов и устремляются на землю, по пути увеличиваясь в размерах за счет слияния с каплями переохлажденной воды в атмосфере.

Нужно учитывать, что такие ледяные "снежки" устремляются на землю с невероятно быстротой, а потому град способен пробить шифер или стекло. Град наносит большой урон сельскому хозяйству, поэтому самые "опасные" тучи, которые готовы разразиться градом, разгоняют с помощью специальных пушек.

Иней

Иней, как и роса, образуется из водяного пара. Но в зимние и осенние месяцы, когда уже достаточно холодно, капельки воды замерзают и потому выпадают в виде тонкого слоя ледяных кристаллов. А не тают они потому, что земля остывает еще больше.

Сезоны дождей

В тропиках и очень редко в умеренных широтах наступает такое время года, когда выпадает непомерно большое количество осадков. Этот период называют сезоном дождей.

В странах, которые расположены в этих широтах, не бывает суровых зим. Зато весна, лето и осень стоят неимоверно жаркие. За этот жаркий период накапливается огромное количество влаги в атмосфере, которая и выливается затем в виде затяжных дождей.

В зоне экватора сезон дождей наступает два раза в год. А в тропическом поясе, южнее и севернее экватора, такой сезон случается лишь один раз в году. Связано это с тем, что пояс дождей постепенно курсирует с юга на север и обратно.

Измерение осадков. Определение качества осадков.

Измерение осадков.

Количество атмосферных осадков, выпавших на поверхности Земли в данном месте за определенное время, оценивается толщиной слоя воды (в мм). Количество твердых осадков измеряется по толщине слоя воды, который бы образовали растаявшие твердые осадки. Одному миллиметру осадков соответствует слой выпавшей воды в количество 1 литр на 1 м2. Количество осадков измеряется специальными приборами – осадкомерами, которые обычно располагаются на расстоянии в несколько километров один от другого и фиксируют количество осадков за определенный промежуток времени, обычно за 24 часа. Простой осадкомер представляет собой цилиндрическое ведро строго определенного сечения с круглой воронкой, устанавливаемое на метеоплощадке. Дождевая вода попадает в него и стекает в специальный измерительный стакан. Площадь измерительного стакана также известна, поэтому слой воды толщиной 25 мм в измерительном стакане соответствует 2,5 мм выпавших осадков. Конструкция осадкомера предусматривает защиту от быстрого испарения осадков, от выдувания попавшего в ведро осадкомера снега. Более сложные измерительные приборы непрерывно регистрируют количество, интенсивность и время выпадающих атмосферных осадков (плювиографы). Среднее годовое количество осадков на всей поверхности Земли – около мм. В тропических широтах среднегодовое количество осадков не менее 2500 мм, в умеренных широтах – около 900 мм, а в приполярных районах – около 300 мм. Главными причинами различий в распределении осадков являются географическое положение данного региона, его высота над уровнем моря, удаленность от океана и направления преобладающих ветров. На горных склонах, обращенных в сторону дующих с океана ветров, количество выпадающих осадков обычно больше, чем в районах, защищенных от моря высокими горами.

Анализ выпавших осадков.

Время проведения исследования с 25.11.11 по 29.11.11

Место проведения исследования: г. Саранск, Юго-Западный район.

Погодные условия: выпадали кратковременные снеговые осадки, которые вследствие стали объектом исследования.

Проба воды отбиралась в течение недели, а точнее в течение указанного выше срока проведения исследования.

Определение качества выпавших осадков.

Органолептический метод определения запаха :

Характер запаха мы определяем ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и. т.д.).

Метод определения:

Из дождемера берем снег и ждем когда он растает. По данной таблице

Интенсивность запаха 0 баллов.

Органолептический метод определения вкуса :

Этим методом мы определяем характер и интенсивность вкуса и привкуса.

Четыре основные виды вкуса: солёный, кислый, сладкий, горький

Метод определения:

Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (солёный, щелочной, металлический и. т.д.)

Испытуемую воду мы набрали в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживаем на 3-5 с.

Интенсивность и характер вкуса и привкуса мы определяем при 20°С и оцениваем по пятибалльной системе (в таблице).

По таблице интенсивность вкуса равна 2 балла.

Фотометрический метод определения мутности:

Определение мутности мы производили сразу после отбора пробы. Вода не очень мутная с первого взгляда. Можно предположить, что она пригодна для питья.

Вывод: осадки выпавшие в данном районе не имеют примесей и других химических элементов. Но если провести более тщательное исследование в лаборатории я думаю, что обнаружится примеси или другие химические элементы.

Количество выпавших осадков – одна из важнейших характеристик погоды, наряду с температурой воздуха, и, конечно, зная её для определённой местности, можно прогнозировать погоду на будущее, можно даже отслеживать изменения климата, если таковые имеют место быть. Но как измерить осадки?

Со снегом всё более или менее просто: берём линейку, погружаем её в снег до земли – и получаем количество выпавших осадков в миллиметрах. А вот с дождём такой номер не проходит! Ведь вода сразу же впитывается в почву, а та, что не впиталась (скажем, попала на асфальт), сравнительно быстро испаряется, так что точных результатов мы таким образом не получим, даже если дело дошло до наводнения… как же измерить количество дождя?

Для этого существуют специальные приборы.

Один из них – дождемер. По сути дела, это нечто вроде ведра, только очень большое – площадью 5 квадратных метров. Дождевая вода поступает в такой сосуд через конусообразную воронку – чтобы ветер не искажал результаты измерения, надувая в сосуд дополнительную воду, или наоборот – выдувая её оттуда. Такая конструкция устанавливается на метеоплощадке на высоте 2 метра. Раз в день собранную дождевую воду из дождемера сливают в градуированный сосуд и измеряют в миллиметрах. Каждый миллиметр – это литр осадков на квадратный метр.

Дождемеры ещё бывают почвенные, которые закапываются в грунт вровень с ним, а также полевые – это градуированные стеклянные сосуды, которые ставят на сельскохозяйственных полях.

Но не всегда и не везде можно проверить результаты раз в сутки! В тайге, в тундре, в горах и прочих труднодоступных местах приходится проверять результаты раз в неделю, а то и в десять дней – за это время вода может испариться – и результат окажется искажённым. Для работы в таких экстремальных условиях существуют суммарные осадкомеры. По конструкции он мало отличается от обычного дождемера, но когда его устанавливают, в него заливают вазелиновое масло. В результате, когда в сосуд набирается вода, вазелиновое масло всплывает, покрывая её поверхность тонким слоем, который не даёт воде испаряться, сохраняя её для измерения.

Впрочем, определить количество осадков можно и не приближаясь непосредственно к прибору, если это радиоосадкомер. Его ёмкость для сбора осадков установлена таким образом, что заполняясь, она переворачивается, вода из неё сливается, и это приводит в действие механизм, включающий радиопередатчик. Его радиосигнал регистрируют на ближайшей метеостанции, или же он поступает на метеорологический спутник.

Ещё один прибор, используемый метеорологами для измерения количества дождя – это плювиограф. Дождевая вода набирается в сосуд площадью 5 квадратных метров. Дно у сосуда конусообразное, и в неё имеются отверстия, в которые вода сливается и через трубу попадает в камеру. В камере находится полый поплавок, соединённый с металлическим стержнем. В верхней части стержня укреплена стрелка, на которую насажено перо, а рядом с камерой расположен барабан с бумажной лентой. Вода, накапливающаяся в камере, поднимает поплавок, он приводит в движении стержень со стрелкой, и перо чертит на ленте кривую, по которой и определяют уровень осадков.

Среднегодовое количество осадков составляет важную часть климатических данных — тех, которые записаны с помощью различных методов.

Осадки (чаще всего включают в себя снег, град, дождь со снегом, и другие виды воды, падающие на землю) измеряются в единицах в течение определенного периода времени.

В Соединенных Штатах, осадки обычно представлены в дюймах в 24-часовой период. Это означает, что если выпадает один дюйм дождя в 24-часовой период, и вода не впитывается в землю и не течёт вниз, после шторма, то был бы слой в один дюйм воды, покрывающий землю.

Для Низкотехнологичных методов измерения осадков используется контейнер с плоским дном и прямыми сторонами (например, цилиндр кофе). В то время как цилиндр может помочь вам определить, является ли выпавший осадок в один или два дюйма дождя, им трудно измерить небольшое количество осадков.

Наблюдатели погоды используют более сложные инструменты, известные как датчики дождя и чаевые ведра для более точного измерения осадков. Дождь датчики имеют широкие отверстия в верхней части для осадков. Дождь направляется в узкую трубку, в одну десятую диаметра верхней части горловины. Поскольку труба тоньше, чем верхняя часть воронки, единицы измерения дальше друг от друга, чем они были бы на линейке и возможны точные измерения на одну сотую (1/100 или 0,01) дюйма. Когда показатель менее чем 0,01 дюйма дождя, эта сумма называется «след» дождя.

Снабжённое датчиком ведро, записывает показания осадков на вращающемся барабане или в электронном виде. Она имеет воронку, как простой дождемер, но воронки приводят к двум крошечным «вёдрам». Два ведра сбалансированы, и каждый имеет 0,01 дюймовый объем воды. Когда ведро заполняется, его дно опорожняется, в то время как другое ведро наполняется дождевой водой. Каждый кончик ведра вызывает устройство для записи увеличения 0,01 дюйма дождя.

Снегопад измеряется двумя способами. Во-первых, это простое измерение слоя снега на земле палкой, отмеченной единицами измерения. Вторым измерением определяет эквивалентное количество воды на единицу снега. Чтобы получить этот коэффициент, снег должен быть собран и растоплен в воду. Как правило, 10 дюймов снега производит один дюйм воды. Однако, это может относится к свободному, пушистому снегу, хотя всего 2-4 дюйма влажного, уплотненного снега может дать дюйм воды.

Ветер, здания, деревья, рельеф и другие факторы могут изменять количество выпадающих осадков, и такой снегопад, как правило, измеряется от препятствий. Тридцатилетнее среднее годовое количество осадков используется для определения среднегодового количества осадков для конкретного места.

Дождь и его характеристики

Дождь – это такие атмосферные осадки, которые выпадают из облаков в виде капель воды. При этом диаметр одной капли может варьироваться в пределах от 0,5 до 7 мм. Дождь с каплями малого диаметра называется моросью, а большие капли, как правило, выпадают при ливнях. Важными характеристиками данных атмосферных осадков являются интенсивность, продолжительность и повторяемость.

Интенсивность дождя представляет собой слой или объем дождевых осадков, которые выпадают за определенную единицу времени. Данный показатель может иметь значение в пределах от 0,25 мм/ч до 100 мм/ч.

Стоит отметить, что интенсивность дождя – важный показатель атмосферных осадков. Регистрация и расчет показателя необходим для проектирования множества различных систем и сооружений. От среднемесячного уровня дождей зависит проектирование канализационных систем, многих инженерных сооружений, дренаж сельхозугодий. Даже устройство крыши, угол ее ската во многом определяется атмосферными осадками.

Виды дождя

Дождь по его характеру можно подразделить на следующие основные виды:

1. Моросящий дождь

При таких атмосферных осадках количество выпавшего дождя минимально, капли имеют наименьший диаметр. А интенсивность дождя не превышает 0,01 мм/мин. Морось не приносит каких-либо особых воздействий на природу, сельское хозяйство. Больше она вызывает определенное настроение у человека, вызывая желание сидеть дома под теплым одеялом.

2. Обложной дождь

В такой ситуации темные облака с дождем закрывают небо, причем распространиться они могут на многие километры. Осадки выпадают несколько часов, дней, а то и недель. Интенсивность таких дождей не велика, превышает морось примерно в 4-6 раз, однако затяжной характер позволяет насытить воздух влагой, увеличивая общую влажность. Продолжительный характер обложного дождя приносит негативное воздействие на сельское хозяйство. Из-за перенасыщения влагой растения начинают загнивать, урожай может быть загублен.

3. Ливень

Это сильный дождь, который начинается внезапно. Довольно часто его сопровождают шквалистый ветер и грозы. Диаметр капель при таких атмосферных осадках имеет максимальное значение, а интенсивность превышает 1 мм/мин. , продолжающихся в течение нескольких часов, может быть нанесен серьезный урон всей местности, а не только сельскохозяйственным угодьям.

Ливень может стать причиной таких явлений, как наводнение, оползни, эрозия почвы. При этом стоит учесть, что именно интенсивность дождя, а не его продолжительность имеет более важное значение. Большое количество дождя, упавшее за небольшой промежуток времени, наносит большее последствие, чем затяжные, но менее интенсивные осадки.

Определение интенсивности дождя

Для определения интенсивности дождя существуют различные методы ее расчета. Одним из наиболее известных способов является использование записей плювиографов, который был разработан в стенах Академии коммунального хозяйства К.Д. Памфилова. Плювиограф представляет собой самопишущий прибор, который состоит из трех основных узлов: механизма для измерения дождя, система для сбора осадков и регистратор сумм осадков во времени.

Также для измерения непосредственно самой интенсивности дождя используются приборы интенсиметры.

Самые интенсивные дожди

Наибольшая наблюдается в летний сезон, вблизи океанов и наветренных сторон горных хребтов. Наиболее часто сильные ливни проливаются в странах тропических и экваториальных поясов. Рекордные интенсивности присущи конвективным (или грозовым) ливням, проливающимся на тропической части Центральной Америки.

Такие осадки отличаются непродолжительностью, каплями большого диаметра, небольшой зоной охвата, резко начинаются и заканчиваются. Более обширный захват территории присущ фронтальным ливням. Длятся они от нескольких часов до нескольких дней, но они менее интенсивны.

Самый сильный ливень был зафиксирован в ноябре 1970 года, когда на станции Баро в Гваделупе обрушились потоки воды с интенсивностью 38 мм/мин. До этого рекорд принадлежал ливню, который прошел в Юнионвиль в США в июле 1956 года. Тогда интенсивность дождя составила 31 мм/мин. Больше таких сильных атмосферных осадков не наблюдалось, и на сегодня эти два рекорда так и остаются единственными и исключительными.

Для этого можно сравнить с другими показателями параметра. Так, самый сильный дождь в Европе наблюдался в 1920 году в Германии, когда его значение составило 15,5 мм/мин. На территории Российской Федерации таких ливней не наблюдается. Чаще всего интенсивность дождя не превышает 5 мм/мин.

Дожди сильной интенсивности, как правило, непродолжительны. Однако даже нескольких минут иногда бывает достаточно, чтобы нанести существенный урон для жителей населенных пунктов. Если же ливень продолжается в течение нескольких часов, то последствия уже становятся более серьезными.