Атмосферні опади. Схема та види атмосферних опадів

Атмосферні опади- Вода в рідкому або твердому стані, що випадає з хмар або осаджується з повітря на земну поверхню.

Дощ

За певних умов хмарні краплі починають зливатися у більші та важкі. Вони вже не можуть утримуватися в атмосфері та падають на землю у вигляді дощ.

Град

Буває, що влітку повітря швидко піднімається нагору, підхоплює дощові хмари і несе їх на висоту, де температура нижче 0°. Дощові краплі замерзають і випадають у вигляді града(Рис. 1).

Мал. 1. Походження граду

Сніг

У зимовий часу помірних та високих широтах опади випадають у вигляді снігу.Хмари в цей час складаються не з крапельок води, а з найдрібніших кристаликів — голочок, які, з'єднуючись разом, утворюють сніжинки.

Роса та іній

Опади, що випадають на земну поверхню не тільки з хмар, а й безпосередньо з повітря, це росаі іній.

Кількість опадів, що випали, вимірюється осадкомером або дощоміром (рис. 2).

Мал. 2. Будова дощоміру: 1 - зовнішній корпус; 2 - лійка; 3 - ємність для збору воли; 4 - мірний резервуар

Класифікація та види опадів

Опади розрізняють за характером випадання, за походженням, за фізичним станом, сезонами випадання тощо (рис. 3).

За характером випадання опади бувають зливовими, облоги і мряка. Зливи -інтенсивні, нетривалі, захоплюють невелику площу. Облогові опади -середньої інтенсивності, рівномірні, тривалі (можуть продовжуватися цілодобово, захоплюючи великі території). Опади, що мрячать -дрібнокапельні опади, що випадають на незначній території.

За походженням розрізняють опади:

конвективні -характерні для жаркого поясу, де інтенсивні нагрівання та випаровування, але нерідко бувають і в помірному поясі;
фронтальні -утворюються при зустрічі двох повітряних мас з різною температурою і випадають із теплішого повітря. Характерні для помірних та холодних поясів;
орографічні -випадають на навітряних схилах гір. Вони дуже рясні, якщо повітря йде з боку теплого моряі має велику абсолютну і відносну вологість.

Мал. 3. Види опадів

Порівнявши на кліматичній карті річну кількість атмосферних опадів на Амазонській низовині та в пустелі Сахара, можна переконатися у нерівномірному їх розподілі (рис. 4). Чим це пояснюється?

Опади приносять вологі повітряні маси, що формуються над океаном. Це добре видно на прикладі територій із мусонним кліматом. Літній мусонприносить із океану багато вологи. І над сушею йдуть тривалі дощі, як на Тихоокеанському узбережжі Євразії.

Постійні вітри також грають велику рольу розподілі опадів. Так, пасати, що дмуть з континенту, приносять сухе повітря північ Африки, де розташована найбільша пустеля світу — Сахара. Західні вітри приносять до Європи дощі з Атлантичного океану.

Мал. 4. Середньорічний розподіл опадів на суші Землі

Як ви вже знаєте, морські течії впливають на опади в прибережних частинах материків: теплі течії сприяють їх появі (Мозамбікська течія біля східних берегів Африки, Гольфстрім біля берегів Європи), холодні, навпаки, перешкоджають випаданню опадів (Перуанська течія у Західних берегів) .

Рельєф також впливає на розподіл опадів, наприклад Гімалайські гори не пропускають на північ вологі вітри, що дмуть з Індійського океану. Тому на них південних схилахіноді випадає протягом року до 20 000 мм опадів. Вологі повітряні маси, піднімаючись схилами гір (висхідні струми повітря), охолоджуються, насичуються, і їх випадають опади. Територія ж на північ від Гімалайських гір нагадує пустелю: там випадає всього 200 мм опадів на рік.

Існує залежність між поясами та кількістю опадів. У екватора - в поясі низького тиску- Постійно нагріте повітря; піднімаючись нагору, він охолоджується і насичується. Тому в області екватора утворюється багато хмар і йдуть рясні дощі. Багато опадів випадає і в інших областях земної кулі, де панує низький тиск. При цьому велике значеннямає температура повітря: що вона нижча, то менше випадає опадів.

У поясах високого тискупереважають низхідні повітряні струми. Повітря, опускаючись, нагрівається та втрачає властивості стану насичення. Тому на широтах 25-30 ° опади випадають рідко та в малій кількості. В областях високого тиску біля полюсів також мало опадів.

Абсолютний максимум опадівзареєстровано на о. Гаваї (Тихий океан) - 11 684 мм/рік і в Черапунджі (Індія) - 11 600 мм/рік. Абсолютний мінімум -у пустелі Атакама та в Лівійській пустелі — менше 50 мм/рік; іноді опади роками взагалі не випадають.

Характеристикою зволоження території є коефіцієнт зволоження- Відношенням річної кількості опадів і випаровування за той же період. Коефіцієнт зволоження позначають буквою К, річна кількість опадів - буквою О, а випаровування - І; тоді К = Про: І.

Чим менший коефіцієнт зволоження, тим сухіший клімат. Якщо річна кількість опадів приблизно дорівнює випаровуваності, коефіцієнт зволоження близький до одиниці. У цьому випадку зволоження вважається достатнім. Якщо показник зволоження більше одиниці, то зволоження надмірне, менше одиниці -недостатнє.При коефіцієнті зволоження менше 0,3 зволоження вважається мізерним. До зон з достатнім зволоженням відносяться лісостепи та степи, до зон з недостатнім зволоженням - пустелі.

Не кожна хмара несе у собі опади, адже для утворення обоків обов'язковою умовоює наявність води у трьох станах: газоподібному, рідкому та твердому, характерних для змішаних хмар. Випадання опадіввідбувається лише тоді, коли хмара почне підніматися вище та охолоджуватися. За походженням, опади поділяють такі види: конвективні, фронтальні і орографічні.

Конвективний тип опадівхарактерний для спекотних кліматичних зон, в яких протягом року відбувається інтенсивне нагрівання, внаслідок чого вода випаровується. У цей час переважає висхідний рух вологого та теплого повітря. Такі процеси можна спостерігати влітку у помірних поясах.

Фронтальні опадиутворюються у разі зустрічі двох повітряних мас різних температурта інших факторів. Фронтальні опади спостерігаються в помірному та холодному поясах.

Орографічні опадихарактерні для навітряних гірських схилів, які змушують повітря підніматися вище. При втраті вологи повітря опускається, минаючи гірський ланцюг, але після прогрівається, а відносна вологістьвіддаляється від стану насичення.

За характером випадання опади поділяють на зливові (нетривалі, але інтенсивні опади на невеликій області), облогові (тривалі та рівномірні опади середньої інтенсивності, що охоплюють досить велику область) і мряка (їм характерні дрібні та невелике) кількість опадів).

Вимірювання кількості опадів.

Кількість опадіввизначають шляхом вимірювання товщини міліметрового шару води, що утворюється в результаті їх випадання на горизонтальну поверхню та подальшого просочування в ґрунт. Для того, щоб виміряти кількість опадів задіють металевий циліндр із встановленою діафрагмою - дощомір, а також осадомір, що має спеціальний захист. Осади твердого типу попередньо розтоплюються, а отриману кількість води вимірюють циліндричною судиною, площа дна якої в десять разів менша за дно дощоміру. Коли шар води в посудині досягає цифри в 20 мм, це означатиме те, що шар, що випав на Землю, становить 2 м 2 мм у висоту.

1 - Дощомір, що встановлюється на метеплощадці для вимірювання рідких опадів;
2 - Ґрунтовий дощомір, що вкопується врівень із ґрунтом, там також усередині встановлено відро для збору опадів;
3 - Польовий дощомір - скляна висока склянка з поділками, для оцінки опадів на с/г полях;
4 - Осадкомір - для збирання рідких та твердих опадів (сніг, крупа…);
5 - Плювіограф - самописець кількості рідких опадів;
6 - Сумарний Осадкомір - для збирання опадів за великий період (тиждень, 10 днів,...) у важкодоступних місцях;
7 - Радіоосадкомір.

Усі виміри враховуються за конкретний місяць для виведення місячних показників, а згодом і річних. Чим триваліше спостереження, тим точніше буде розраховано кількість опадівза різні проміжки часу конкретного місця спостережень. Ті лінії на карті, точки яких з'єднують з однаковою кількістю опадів у міліметрах, називаються ізогієтами і вказують кількість опадів за певний проміжок часу (наприклад, за рік).

Розподіл опадів лежить на поверхні Землі.

на географічне розташуванняопадів по земній поверхні впливає безліч факторів: температура, випаровування, вологість, хмарність, атмосферний тиск, океанічні течії, вітер і розташування суші та моря. Температура є головним чинником, оскільки впливає інтенсивність випаровування та кількість вологи.

У холодних широтах рівень випаровування незначний, оскільки повітря цих широтах містить дуже мало водяної пари. Незважаючи на те, що відносна вологість може бути досить високою, при конденсації пари у будь-якому випадку буде мало опадів. У теплих краях спостерігається протилежна ситуація, в якій при великому рівнівипаровування спостерігається величезне кількість опадів. Саме тому атмосферні опади заведено розподіляти зонально.

Найбільша кількість опадів (1000-2000 мм і більше) спостерігається у екваторіальний пояс, де цілий рік високі температури, велике випаровування та переважання висхідних потоків повітря.

У тропічних широтах кількість опадівменше – від 300 до 500 мм, а у пустельних материкових областях менше 100 мм. Причиною цього стало панування високого тиску у поєднанні з низхідними потоками. Для східних узбереж, які омиваються теплими течіями, характерно велика кількістьопадів, особливо влітку.

У помірних широтах кількість опадів зростає до 500-1000 мм. найбільша кількістьопадів припадає на західні узбережжя, з переважаючими західними вітрами з боку океанів. Величезна кількість опадівтакож викликано теплою течією та присутністю гірського рельєфу.

У полярних зонах кількість опадів досить низька – від 100 до 200 мм. Це зумовлено зниженою вологістю повітря, але з великою хмарністю.

Кількість опадів, що випадаютьякий завжди визначає умови зволоження. Характер зволоження виражається за допомогою коефіцієнта зволоження – співвідношення кількості опадів до випаровування за однаковий період – К = О/В, де – коефіцієнт зволоження, О – річна кількість опадів, а B є величиною випаровуваності. Якщо K=1, то зволоження достатнє, якщо більше - надлишкове, а якщо менше - недостатнє. Зволоження має на увазі той чи інший тип природних зон: при надмірному і достатньому зволоженні можуть рости ліси, недостатнє і близьке до одиниці зволоження характерне для лісостепів і саван, низькі та ближчі до нуля показники мають на увазі степи, пустелі та напівпустелі.

Середньорічна кількість опадів складає важливу частину кліматичних даних - тих, що записані за допомогою різних методів.

Опади (найчастіше включають сніг, град, дощ зі снігом, та інші види води, що падають на землю) вимірюються в одиницях протягом певного періоду часу.

У Сполучених Штатах, опади зазвичай представлені у дюймах у 24-годинний період. Це означає, що якщо випадає один дюйм дощу в 24-годинний період, вода не вбирається в землю і не тече вниз, після шторму, то був би шар в один дюйм води, що покриває землю.

Для Низькотехнологічних методів вимірювання опадів використовується контейнер із плоским дном та прямими сторонами (наприклад, циліндр кави). У той час як циліндр може допомогти вам визначити, чи випав осад в один або два дюйми дощу, їм важко виміряти невелику кількість опадів.

Спостерігачі погоди використовують складніші інструменти, відомі як датчики дощу та чайові відра для більш точного вимірювання опадів. Дощ датчики мають широкі отвори у верхній частині опадів. Дощ прямує у вузьку трубку, в одну десяту діаметра верхньої частини горловини. Оскільки труба тонша, ніж верхня частина вирви, одиниці виміру далі один від одного, ніж вони були б на лінійці і можливі точні виміри на одну соту (1/100 або 0,01) дюйма. Коли показник менше 0,01 дюйма дощу, ця сума називається «слід» дощу.

Забезпечене датчиком відро, записує показання опадів на барабані, що обертається, або в електронному вигляді. Вона має лійку, як простий дощомір, але лійки призводять до двох крихітних «відр». Два відра збалансовані, і кожен має 0,01 дюймовий об'єм води. Коли цебро заповнюється, його дно спорожняється, тоді як інше відро наповнюється дощовою водою. Кожен кінчик відра викликає пристрій для збільшення 0,01 дюйма дощу.

Снігопад вимірюється двома способами. По-перше, це простий вимір шару снігу землі палицею, позначеної одиницями виміру. Другим виміром визначає еквівалентну кількість води на одиницю снігу. Щоб отримати цей коефіцієнт, сніг має бути зібраний та розтоплений у воду. Як правило, 10 дюймів снігу виробляє один дюйм води. Однак, це може стосуватися вільного, пухнастого снігу, хоча всього 2-4 дюйми вологого, ущільненого снігу може дати дюйм води.

Вітер, будівлі, дерева, рельєф та інші фактори можуть змінювати кількість опадів, що випадають, і такий снігопад, як правило, вимірюється від перешкод. Тридцятирічна середня річна кількість опадів використовується для визначення середньорічної кількості опадів для конкретного місця.

Можливо, буде корисно почитати: