Происхождение осадков

    Выпадение осадков происходит, когда давление водяного пара превышает некоторую максимальную величину, соответствующую данной температуре. Оно во всех случаях является следствием охлаждения воздуха, происходящего в результате смешения или подъема воздушных масс с различной температурой. В последнем случае охлаждение происходит вследствие того, что: а) с увеличением высоты температуры постепенно падают и б) давление, действующее на поднимающуюся воздушную массу, уменьшается, поэтому энергия, затрачиваемая на работу по расширению воздуха, должна компенсироваться за счет его тепловых ресурсов.
    Температурный градиент в зависимости от сезона изменяется от 0,4 до 0,5°С на 100 м; константа адиабатического охлаждения равна ГС на 100 м, но в случае образования облаков она составляет лишь половину этой величины.
    Теплые, влажные, застойные массы воздуха вытесняются вверх поступающим холодным воздухом, в то время как последний может подниматься по склонам гор или вытесняться более холодным воздухом, имеющим большую плотность.
    Капли водяного пара, конденсирующегося на больших высотах, образуют непрерывную массу воды - облако. Согласно теории Бержерона-Финдайзена дождь может возникать из облаков смешанной структуры, таких, как высокослоистые, слоисто-дождевые и дождевые. Такая структура возникает в результате того, что одна часть переохлажденных микроскопических водяных капель в облаке из-за избыточного охлаждения или механических процессов замерзает, а другая часть постепенно испаряется, вызывая дальнейшее увеличение массы ледяных градин.
    В самом начале все типы атмосферных осадков являются твердыми, и состояние, в котором они достигают поверхности земли, зависит от температуры воздуха или протяженности траектории движения.
Атмосферные явления, и осадки в том числе, контролируются энергетическими условиями. Большая часть энергии поступает к воздуху от солнца (инсоляции). Величина инсоляции, однако, представляет собой функцию географической широты, так как угол падения солнечных лучей и продолжительность дня значительно изменяются с изменением широты. Другой причиной неравномерности распределения энергии в воздухе является различие запасов энергии мирового океана и материков.
    Различия в энергии отдельных воздушных секторов выравниваются циркуляцией в атмосфере и океанах. Разность температур на экваторе и на полюсах вызывает циркуляцию с севера на юг (меридиональная циркуляция); она значительно усложняется вращением Земли, различиями энергии материков и океанов и геоморфологическими условиями. Обмен воздушными массами между экватором и тропиками обеспечивается пассатами, а в зонах умеренного климата, вдоль параллелей высоких широт - циклонами и антициклонами. В процессе движения воздушных масс показатели, характеризующие их энергию, т.е. температура, давление, влажность, постепенно изменяются с интенсивностью, определяемой скоростью движения.
    Поверхность раздела воздушных масс с различными свойствами называется фронтом. Фронты, играющие важную роль в формировании погоды, находятся в постоянном движении; застаивание на 2-3 дня происходит относительно редко. В зависимости от температуры переносимого воздуха с тыльной стороны, можно различать холодные и теплые фронты. Первые обычно сопровождаются сильными порывистыми ветрами; кучевыми, мигрирующими облаками; неравномерно распределенными во времени и в пространстве осадками и, летом - грозами.
    Перемещение теплых фронтов происходит медленнее, их облачный покров распространяется слоями, подобно пелене; интенсивность дождей меньше, и изменение температуры происходит постепенно. В годовом разрезе лето представляет собой период холодных фронтов, тогда как теплые фронты обычно проходят осенью и зимой.
    Существует тесная связь между движением фронтов и происхождением циклонов и антициклонов. Вследствие неравномерности распределения энергии могут возникать значительные различия в величине барометрического давления. Построение изобар по данным одновременных замеров давления на больших территориях показывает, что так называемая макроскопическая обстановка (или, пользуясь термином Бора "Grosswetterlage"), описанная таким образом и повторяющаяся время от времени, хорошо согласуется с изменениями температуры и выпадением осадков. Те или иные типы обстановок могут появляться в любой месяц года с различными вероятностью и последствиями.
    Семейство изобар с центром И, изображенное на этом рисунке, отражает часть антициклона, зародившегося над Атлантикой. Подобного рода образования характеризуются вращением воздушных масс вокруг области высокого давления по часовой стрелке с постепенным удалением от нее. Антициклон перемещается сравнительно медленно; в пределах области его развития погода контролируется в основном условиями радиации и местными особенностями. Циклон имеет область низкого давления, вращение его воздушных масс происходит против часовой
стрелки, и их движение направлено к области низкого давления (эффект всасывания). Большинство циклонов развивается вдоль поверхности контакта масс холодного полярного и теплого субтропического воздуха с продвижением ядра обычно с большой скоростью в восточном направлении. Перемещение циклона обычно сопровождается штормовыми ветрами и обильными осадками. Некоторые виды штормов (смерч, ураган) могут вызвать разрушения. В зоне умеренного климата довольно часто наблюдается явление, при котором с периодом 3-7 сут. вдоль одного и того же пути циклоны следуют один за другим (семейства циклонов).
    Долгоживущие циклоны и антициклоны, возникающие ежегодно, называются центрами влияния. В Евразии наиболее примечательными точками являются минимум в Исландии, максимум на Азорских островах, максимум в Сибири, образующийся в результате зимней радиации, а также минимум, преобладающий летом в Персидском заливе (один из факторов, контролирующих муссоны Азии). Интенсивность и продолжительность их действия различны. В этом заключается одна из причин того, почему наш климат, включая выпадение осадков, так сильно меняется от года к году.
    Экстремальные величины барометрического давления, наблюдавшиеся в районах соответствующих центров влияния следующие: максимум был зафиксирован в Западной Сибири (809 мм), минимальные значения наблюдались в Исландии (692 мм), в Шотландии (694 мм) и над Китайским морем (686-688 мм) (Köppen, 1931).
    Свойства воздуха, переносимого адвекцией, определяются положением начала, длиной пути и скоростью движения. Воздушные массы, проходящие над Европой, могут быть классифицированы следующим образом (Linke-Baur, 1962):
    континентальные (обозначаемые буквой с) или морские (т);
    полярные (Р) с выделением в рамках этого типа арктических (РА), азиатских океанических тропических (Т) или африканских тропических (Ts);
    смягченные полярные (Pj) и смягченные тропические (Тр).
    На рис. 5.3 показаны направления перемещения воздушных масс над Европой" и средние температуры января и июля в местах их зарождения. Классификация учитывает также некоторые метеорологические следствия адвекции (например, тип с обычно сопровождается сухой погодой, тогда как тип m вызывает осадки). Ценные выводы можно сделать, изучая справочники, включающие ежемесячные отчеты о движении воздушных масс по отдельным странам и районам.
    Следует учитывать, что не только адвекция вызывает изменение запасов энергии, но и перенос скрытой теплоты, вызываемой циркуляцией пара, и расширение облаков. Например, зимой все три процесса действуют совместно, смягчая климатические условия.
    Характерной особенностью погодных условий Европы являются летние муссоны. Они определяются различиями в энергетических системах моря и материка, которые обнаруживаются прежде всего в том, что появляется фазовый сдвиг в распределении температур океанических и континентальных воздушных масс.
    В начале июня различие температур воздуха над Атлантическим океаном и европейским континентом достигает критической величины, необходимой для того, чтобы влажные, насыщенные паром, массы океанического воздуха пришли в движение. Различия температур в конце июля и начале августа относительно невелики, однако к этому времени активность циклонов повышается, так как меридиональный температурный градиент уменьшается вследствие увеличения продолжительности дня на высоких широтах. По этой причине, главным образом в Западной Европе, муссонные дожди часто выпадают даже в августе.
    Зимой сибирский максимум давления становится значительнее, и холодные сухие массы воздуха перемещаются в направлении Европы. В литературе этот антициклон называют зимним муссоном. Когда сибирский и азорский максимумы соединяются, то на большей части территории Европы преобладает очень холодная, относительно сухая погода.
    Влияние топографических условий на вероятность и пространственное распределение осадков можно кратко охарактеризовать следующим образом:
    на равнинных территориях благодаря сравнительно меньшему поверхностному трению, скорость перемещения циклонов выше, чем над территориями с пересеченным рельефом;
    горы вынуждают движущиеся вдоль склонов воздушные массы подниматься вверх, увеличивая таким образом, вероятность выпадения осадков;
    вдоль противоположных склонов гор часть воздушных масс спускается вниз, вызывая адиабатическое потепление (феновый эффект);
    в долинах и бассейнах, окруженных горами, местные метеорологические условия играют более важную роль, чем на равнинах.
    Влияние горных хребтов на распределение осадков хорошо иллюстрируются наблюдениями вблизи гор Брокен в ФРГ (рис. 5.4). Воздушные массы, поступающие с юго-запада, по мере подъема по склону вызывают все больше и больше дождей. После того, как воздух переваливает через хребет, количество осадков внезапно падает. Из рисунка ясно видно, что феновый эффект зимой проявляется сильнее, чем летом. Карта осадков Европы позволяет убедиться в большом влиянии гор на их распределение (см. разд. 5.1.4).
    Согласно Флону (Flohn, 1954), влияние горы высотой 1600 м можно обнаружить даже на высоте 8000 м. В горизонтальном направлении дальность действия равна примерно 50-кратной высоте. Этим можно объяснить тот факт, что распределение осадков в холмистых районах не столь равномерно, как в равнинных.
    В котловинах могут развиваться, главным образом, антициклонические обстановки, не зависящие от циркуляционных систем. Воздушные массы, приближающиеся к котловине, разрываются окружающими ее горами, вследствие чего они могут не проникнуть в котловину. Влияние солнечного излучения здесь проявляется сильнее, и формирующиеся на территории котловин осадки выпадают чаще.

Л.Ретхати Грунтовые воды в строительстве

Что можно построить без геодезии?...
Сколько это простоит без геологии?...
И как это будет выглядеть без проектирования?...

"Вольтаж" всегда работает с гарантией
для иномарок здесь найдёте вы запчасти:
стартёры, генераторы, быстро и недорого
ремонт стартёра или ремонт генератора.

	Регистрация прав собственности, сделок с недвижимостью, регистрация прав на недвижимость.
	Георгий Алексеевич Ушаков. Биография. "По нехоженной земле" - об арктической экспедиции первых изыскателей.
	Музыкальная инфотека.