Образование крупы и града

Образование крупы и града происходит в кучево-дождевых облаках

(слайд 21)

Снежная крупа образуется в результате интенсивной сублимации водяного пара. Условия для этого процесса создаются в смешанных облаках, тогда, когда воздух насыщен водяным паром по отношению к поверхности воды, но значительно перенасыщен по отношению к поверхности льда.

Если кристаллики или снежинки, падающие из верхней части облака, попадают в зону с большим содержанием мелких переохлажденных капелек, то последние начинают беспорядочно нарастать на них и превращают их в сферокристалл в виде снежной крупы. В случае, когда частицы снежной крупы попадают в нижнюю часть облака с большим содержанием крупных переохлажденных капель, образуется ледяная крупа. Возникновение последней происходит в результате растекания и замерзания переохлажденных капель по поверхности сферокристалла. При этом снежная крупа покрывается прозрачной ледяной оболочкой. Образование ледяной крупы возможно также в результате интенсивной конденсации водяного пара и быстрого замерзания образовавшихся капелек на поверхности сферокристаллов. Ледяная крупа представляет собой переходную форму элемента облака от снежной крупы к граду.

Град (слайд22-23) образуется в наиболее мощных кучево-дождевых облаках при сильных восходящих токах воздуха в облаке. Ледяная крупинка, попадая в мощный восходящий поток, поднимается в верхнюю часть облака, где преобладают ледяные кристаллы и снежинки. Здесь поверхность ледяной крупы покрывается непрозрачной оболочкой из мельчайших ледяных кристаллов, что увеличивает ее размеры и превращает в градину. Падая снова вниз, градина попадает в зону крупных переохлажденных капель воды и покрывается прозрачной ледяной оболочкой. Затем она снова может быть поднята вверх, и процесс повторяется. Такие поднятия и опускания градины могут совершаться несколько раз в зависимости от скорости восходящих потоков и при этом градина может вырасти до больших размеров. Указанный процесс образования градины подтверждается ее строением. Если рассматривать градину в разрезе, то видно, что она состоит из матово-белого ядра, покрытого рядом прозрачных и непрозрачных оболочек. Форма градин чаще всего сферическая. Однако иногда встречаются градины неправильной формы. Размеры градин бывают различные. Чаще всего наблюдаются градины диаметром от 6 до 20 мм. Однако в некоторых случаях градины достигают значительно больших размеров. Так, например, 11 мая 1945 г. в Эмброзидене (Англия) выпали градины до 37 мм в диаметре, а отдельные из них имели диаметр до 75 мм. Интересно отметить случай сильного градобития в окрестностях Харькова 26 июля 1958 г. Град начался после сильного дождя при штормовом ветре 16—30 м/сек. Сначала он имел обычный вид, но затем посыпались куски льда, размеры которых достигали вначале лесного, затем грецкого ореха и, наконец, куриного яйца. Диаметр отдельных градин достигал 50—60 мм, а окружность — до 150—160 мм; большие градины смерзались из десятков более мелких. Выпадение града продолжалось около 15—20 мин. и за это время земная поверхность оказалась покрытой сплошным слоем битого льда. Град нанес большое повреждение зеленым насаждениям, особенно фруктовым садам. Величина градин зависит от скорости восходящих токов. Чем последняя больше, тем более значительного размера могут достичь градины в процессе своего образования, так как несколько раз проделывают путь в облаке по вертикали и все время увеличиваются в размерах. Град обычно наблюдается в теплое время года, когда наиболее сильно развита тепловая конвекция. Выпадение града обычно непродолжительно (15—30 мин.), но встречаются случаи сильных и длительных градобитий, наносящих значительный ущерб народному хозяйству.

2. Облачность над морскими акваториями. Бризовая циркуляция.

Особенности формирования и развития: термовлажностные характеристики разных участков водной поверхности. Слоистые и слоисто-кучевые облака. Над холодными морскими водами, на которые поступает более теплый воздух, образуются низ­кие слоистые и слоисто-кучевые облака, занимающие значительные площади. При слабом ветре такие облака опускаются до нескольких десятков метров, а иногда и до поверхности воды. При воздушных потоках с моря слоистая облачность выносится на побережье и про­никает на 5–10 км в глубь суши. Кучевые и кучево-дождевые облака. В холодный период при переходе с поверхности суши на более теплую поверхность моря водность этих облаков увеличивается и происходит снижение высоты их нижней границы. Поскольку суточный ход температуры водной поверхности практически отсутствует, можно сделать за­ключение, что отмеченные формы облаков могут наблюдаться одинаково часто и днем и ночью. Бризовый пояс облаков. Ширина бризовой зоны в умеренных широ­тах около 10 км. Границей, отделяющей открытое море от бризовой зоны, является бризо­вый пояс облаков. В умеренной зоне этот пояс по наблюдениям с берега имеет вид узкой непрерывной цепи слоистых и/или кучевых облаков, тянущейся над морем на расстоянии 15–20 км от берега. Бризовый пояс возникает рано утром, вскоре после восхода солнца, как только над морским (дневным) бризом появляется антибризовый поток, направленный с суши на море. С усилением морского бриза начинается разрушение облаков бризового пояса и более активное образование облаков над бере­гом. Нередко, однако, пояс облаков сохраняется в течение всего дня..При отсутствии бризовой циркуляции, например при про­хождении фронта, различия в формах облаков над морем, при­брежной зоной и побережьем исчезают.

Экзаменационный билет № 11

1. Механизм образования конвективных облаков. Термическая конвекция. Динамическая конвекция.

2. Распределение капель облаков и осадков по размерам. Скорость падения твердых и жидких частиц в атмосфере.

Экзаменационный билет № 12

1. Основы теории образования кристаллов льда в атмосфере. Работа образования зародыша.

Критический радиус зародыша.

2. Инверсии в тропосфере. Уровень конвекции.

Экзаменационный билет № 13

1. Механизм образования волнистообразных облаков. Волны Гельмгольца. Ячейки Бенара.

Образуются за счёт: динамической турбулентности, волновых движений слоёв инверсии и изотермии, радиационного выхолаживания подстилающей поверхности. К ним относятся: слоистые, разорвано - слоистые, слоисто - кучевые, высоко - кучевые и перисто - кучевые облака. По внешнему виду они представляют собой, распространённый по горизонтали, слой облаков в виде гряд или отдельных валов, вертикальное развитие которых характеризуется многослойностью.

Слоистые облака- характерны для холодного времени года. Они образуются под слоем инверсии и имеют вид сплошной серой пелены или разорванных облачных масс. Нижнее основание находится на высоте 100…300 м. Облака могут опускаться до земли и переходить в туман. Из них выпадают моросящие осадки. Полёт в облаках и осадках сопровождается обледенением, интенсивность которого зависит от водности облака и температуры воздуха. Из-за малой высоты слоистые облака затрудняют или исключают взлёт, посадку и визуальные полёты.

Слоисто-кучевые облакаимеют вид волнистого тонкого либо плотного облачного слоя. Высота НГО 600…1000 м, а зимой - 300…600 м. Толщина - несколько сотен метров. В холодное время из них могут выпадать осадки в виде слабого снега. В облаках можно встретить слабое или умеренное обледенение и слабую болтанку, которая усиливается к ВГО.

Высоко-кучевые и перисто-кучевые облакарасполагаются, соответственно, в среднем и верхнем ярусах, особого влияния на полёты не оказывают.

Осадкаминазывают капли воды и кристаллы льда, выпадающие из облаков или оседающие из воздуха на земную поверхность. Основными формамиосадков являются: дождь, снег, морось, мокрый снег, снежная или ледяная крупа, снежные зерна, град, ледяной дождь, ледяные иглы. К осадкам, оседающим из воздуха, относятся: роса, иней, изморозь, твердый и жидкий налёт на наветренной стороне вертикально расположенных предметов.

По характеру выпаденияосадки делятся на: обложные, выпадающие из системы фронтальных слоисто - дождевых и высоко - слоистых облаков; ливневые, выпадающие из кучево-дождевой облачности; моросящие, выпадающие из слоистых и слоисто - кучевых облаков.

Волна на внутренней поверхности разрыва плотности и скорости в жидкости (в атмосфере), являющаяся комбинацией волн гравитационной и сдвига. Скорость такой волны для горизонтальной поверхности разрыва двух бесконечно протяженных слоев счесжимаемой жидкости

где V и V', ρ и ρ' — скорости и плотности нижнего и верхнего слоев жидкости, λ — длина волны, g — ускорение силы тяжести. Волна неустойчива, если выражение в скобках отрицательно. Порядок длины таких волн—сотни метров; с ними связано образование волнистых облаков.

Особенность конвекции в тонком слое жидкости, имеющей свободную поверхность и нагреваемой снизу: когда разность температур на нижней и верхней поверхностях жидкости превысит определенный предел, жидкость разбивается в горизонтальном направлении на ячейки. В центре каждой из них конвекционное движение направлено вверх, а на периферии — вниз. Постепенно ячейки становятся правильными шестиугольниками. Такого рода характер может иметь и конвекция в атмосферных условиях.

Схема ячеек Бенара. 1 — восходящее движение, 2 — нисходящее движение.

2. Туманы, не связанные с охлаждением. Туманы испарения

Конденсация водяного пара может происходить не только в результате охлаждения, но и при перенасыщении воздуха водяным паром из-за испарения воды. Испаряющаяся вода должна быть теплой, а воздух холодным, разность температур — не менее 10°С, стратификация холодного воздуха — устойчивой. При этом в самом нижнем приводном слое устанавливается неустойчивая стратификация. Это вызывает поток большого количества водяного пара в атмосферу. Он тут же будет конденсироваться в холодном воздухе. Возникает туман испарения. Часто он невелик по вертикали, но его плотность очень большая и соответственно видимость очень плохая. Иной раз из тумана торчат только мачты судна. Такие туманы наблюдаются над теплыми течениями. Они свойственны району Ньюфаундленда, на стыке теплого течения Гольфстрим и холодного Лабрадорского течения. Это район интенсивного судоходства, что увеличивает опасность.

Туманы испарения могут быть и большими по вертикали. В Северном Ледовитом океане и в Северной Атлантике они наблюдаются над открытым морем в зимнее время. Сюда течение Гольфстрим приносит теплые воды из низких широт. В этих районах поток скрытого тепла от океана может быть единственной или почти единственной положительной составляющей теплового баланса. В результате, температура воздуха зимой здесь много выше среднеширотной и для нее характерна малая временная изменчивость. Так, в Исландии температура сохраняется около 0°С всю зиму.

У берегов Скандинавии, у Кольского полуострова и далее к северу туманы очень часты. При холодных ветрах с берега туманы становятся еще более плотными и более высокими.

В заливе Святого Лаврентия туман иногда простирается по вертикали до 1500 метров. При этом температура воздуха может быть ниже 9°С мороза и ветер почти штормовой силы. Туман в таких условиях состоит из ледяных кристаллов, он плотный с очень плохой видимостью. Такие плотные морские туманы получили название морозный дым или арктический морской дым и представляют серьезную опасность.

Вместе с тем при неустойчивой стратификации воздуха бывает небольшое локальное парение моря не представляющее опасности для навигации. Вода как бы кипит, над ней поднимаются струйки «пара» и тут же рассеиваются. Встречаются такие явления в Средиземном море, у Гонконга, в Мексиканском заливе (при относительно холодном северном ветре) и в других местах.

Туманы смешения

Образование тумана возможно еще при смешении двух воздушных масс, каждая из которых имеет высокую относительную влажность. Смесь может оказаться перенасыщенной водяным паром. Например, если холодный воздух встречается с теплым и влажным, то последний будет охлаждаться на границе смешения и там может возникнуть туман. Туман перед теплым фронтом или фронтом окклюзии обычен в умеренных и высоких широтах. Такой туман смешения известен как фронтальный. Впрочем, его можно рассматривать и как туман испарения, поскольку он возникает при испарении теплых капель в холодном воздухе.

Туманы смешения образуются у кромки льдов и над холодными течениями. Айсберг в океане может быть окружен туманом, если в воздухе достаточно много водяного пара.

Экзаменационный билет № 14

1. Классификация атмосферных осадков.

Атмосферными осадками называют капли воды и кристаллы льда, выпадающие из атмосферы на земную поверхность. Коли­чество осадков измеряют высотой слоя воды в миллиметрах, образовавшегося в результате выпадения осадков на горизон­тальной поверхности при отсутствии испарения, просачивания и стока, а также при условии, что осадки, выпавшие в твердом виде, полностью растаяли. Слой осадков 1 мм, выпавших на площадь 1 м², соответствует массе воды 1 кг.

Твердые осадки:

1. Снег– ледяные или снежные кристаллы (снежинки), чаще всего имеющие форму звездочек или хлопьев. Последние образуются из нескольких слипшихся между собой звездочек.

2. Снежная крупа – непрозрачные сферические снегоподоб­ные крупинки белого или матово-белого цвета диаметром от 2 до 5 мм.

3. Снежные зерна – непрозрачные матово-белые палочки или крупинки диаметром менее 1 мм.

4. Ледяная крупа – ледяные прозрачные крупинки, в цен­тре которых имеется непрозрачное ядро. Диаметр крупинок до 3 мм.

5. Ледяной дождь – прозрачные ледяные шарики размером от 1 до 3 мм. Иногда внутри твердой ледяной оболочки оста­ется незамерзшая (переохлажденная) вода.

6. Град – кусочки льда различных форм и размеров. Гра­дина состоит из непрозрачного ядра, окруженного несколькими чередующимися прозрачными и непрозрачными слоями льда. Чаще всего их диаметр составляет 1–3 см, но в отдельных случаях может превышать 10 см.

Жидкие осадки:

7. Дождь – капли диаметром от 0.5 до 7.0 мм.

8. Морось – капли диаметром 0.05–0.5 мм, находящиеся как бы во взвешенном состоянии, так что падение их почти не­заметно.

Смешанные осадки:

9. Мокрый снег – тающий снег или смесь снега с дождем.
По физическим условиям образования и по характеру выпа­дения различают осадки обложные, ливневые и моросящие.

Обложные осадки выпадают обычно из системы фрон­тальных слоисто-дождевых и высокослоистых облаков, а иногда и из слоисто-кучевых облаков. Они характеризуются умеренной, мало меняющейся интенсивностью, охватывают одновре­менно большие площади и могут непрерывно или с короткими перерывами продолжаться в течение нескольких часов и даже десятков часов.

Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых облаков. Они отличаются внезапностью начала и конца выпадения, резкими колебаниями интенсивности и сравнительно малой про­должительностью. Обычно они охватывают небольшую пло­щадь. Летом так выпадает крупнокапельный дождь, иногда вместе с градом. Летние ливневые осадки часто сопутствуют грозе. Зимой ливневым бывает обильный снегопад, состоящий из крупных хлопьев снега. В переходное время года может на­блюдаться ливневое выпадение снежной или ледяной крупы одновременно со снегом или дождем. Ливневые осадки часто отличаются большой интенсивностью, но могут быть и мало­интенсивными, например, состоять из небольшого количества крупных капель, выпадающих из отдельного кучево-дождевого облака.

Моросящие осадки выпадают из слоистых и изредка из слоисто-кучевых облаков. Это может быть морось, мельчайшие снежинки пли снежные зерна. Интенсивность моросящих осадков очень мала.

По синоптическим условиям образования различают осадки внутримассовые и фронтальные.

Внутримассовые осадки образуются внутри однородных воздушных масс. Для устойчивой теплой воздушной массы ха­рактерны осадки в виде мороси из слоистых облаков или в виде слабого обложного дождя из плотных слоисто-кучевых облаков. В неустойчивой холодной воздушной массе выпадают ливневые осадки.

Фронтальные осадки связаны с прохождением фронтов. Для теплого фронта типичны обложные осадки, для холодного фронта – ливневые, но при прохождении холодного фронта первого рода осадки, имеющие вначале ливневой характер, переходят в обложные.

Наименьшей интенсивностью обладают моросящие осадки, наибольшей – ливневые. Но отдельные ливневые осадки мо­гут быть менее интенсивными, чем обложные. Изучение интен­сивности осадков, особенно ливневых, имеет большое практи­ческое значение. Дождь, интенсивность которого превышает 1 мм/мин, принято называть ливнем. Ливень может выпадать, не только из Сb, но и из Си cong. и Ns. Ливневой дождь и другие ливневые осадки, в от­личие от ливня, выпадает только из Сb и может иметь интен­сивность меньше 1 мм/мин. Чем больше интенсивность ливня, тем меньше его продолжитель­ность.

4. Внутримассовые системы облаков. Стратосферные и мезосферные облака.

Внутримассовые системы облаков не связаны с атмосферными фронтами и с восходящим движением воздуха над какой-либо поверхностью раздела. Они образуются в результате взаимодействия воздушной массы непосредственно с подстилаю­щей поверхностью или в результате адвекции облачных систем из таких барических образований, как циклоны и ложбины.

По признаку температурной стратификации среды различа­ют системы устойчивых и неустойчивых воздушных масс.

Для устойчивых воздушных масс характерны волнистообразные (слоистые и слоисто-кучевые) облака, горизонтальная протяженность которых может достигать нескольких сотен, а иногда и тысяч километров.

Для неустойчивых воздушных масс характерны конвектив­ные (кучевые и кучево-дождевые) облака. Конвективные облака неустойчивой воздушной мас­сы имеют достаточно четкий суточный ход: минимальное коли­чество облаков наблюдается ночью, максимальное – днем, в 15–16 ч.

Экзаменационный билет № 15

1. 1. Туманы охлаждения. . Водяной пар конденсируется в результате охлаждения воздуха до точки росы. Так образуются туманы охлаждения — наибольшая группа туманов. Они могут быть:

· радиационными

· адвективными

· орографическими.

Радиационные туманы. Поверхность Земли излучает радиацию. Днем потери энергии перекрываются приходом солнечной радиации. Ночью радиационное излучение приводит к понижению температуры поверхности Земли. В ясные ночи охлаждение подстилающей поверхности происходит интенсивнее, чем в пасмурную погоду. Охлаждается и прилегающий к поверхности воздух. Если охлаждение будет до точки росы и ниже, то в безветренную погоду образуется роса. Для образования тумана необходим слабый ветер. В этом случае, в результате турбулентного перемешивания, охлаждается некий объем (слой) воздуха и в этом слое образуется конденсат, т.е. туман. Сильный ветер приводит к перемешиванию больших объемов воздуха, рассеянию конденсата и его испарению, то есть к исчезновению тумана.

Радиационный туман может простираться до высоты 150 м. Он достигает максимальной интенсивности перед, или вскоре после восхода Солнца, к моменту наступления минимальной температуры воздуха. Условия, необходимые для образования радиационного тумана:

— большая влажность воздуха в нижних слоях атмосферы;

— устойчивая стратификация атмосферы;

— малооблачная или ясная погода;

— слабый ветер.

Исчезает туман с прогреванием земной поверхности после восхода Солнца. Температура воздуха растет и капли испаряются.

Над водной поверхностью такие туманы не образуются. Суточные колебания температуры поверхности воды, а соответственно и воздуха, очень малы. Температура ночью почти такая же, как и днем. Радиационного выхолаживания не происходит, нет и конденсации водяного пара. Тем не менее, радиационные туманы могут создавать проблемы в мореплавании. В прибрежных районах туман, как единое целое, стекает с холодным, а значит тяжелым, воздухом на водную поверхность. Это может усиливаться еще и ночным бризом с суши. Даже облака, образовавшиеся ночью над возвышенными побережьями, могут переноситься ночным бризом на поверхность воды, что наблюдается на многих побережьях умеренных широт.

Адвективные туманы возникают в результате адвекции (горизонтального переноса) теплого влажного воздуха на холодную подстилающую поверхность.

Адвективные туманы могут одновременно охватывать огромные пространства по горизонтали (многие сотни километров), а по вертикали простираться до 2 км. Они не имеют суточного хода и могут существовать длительное время.

Эти туманы наблюдаются над сушей в холодное время года при затоках на нее относительно теплого и влажного воздуха с водной поверхности. Такое происходит в Туманном Альбионе, Западной Европе, прибрежных районах. В последнем случае, если туманы охватывают сравнительно небольшие территории, они называются приморскими

Адвективные туманы — наиболее частые туманы в океане, бывают у побережий и в глубине океанов. Они всегда стоят над холодными течениями. В открытом море их можно встретить также в теплых секторах циклонов, в которых наблюдается перенос воздуха из более теплых районов океана.

У берегов они могут встретиться в любое время года. Зимой они, образуясь над сушей, могут частично сползать на водную поверхность. Летом адвективные туманы бывают у берегов в тех случаях, когда теплый влажный воздух с континента в процессе циркуляции переходит на относительно холодную водную поверхность.

Признаки скорого исчезновения адвективного тумана:

а) изменение направления ветра;

б) исчезновение теплого сектора циклона;

в) начавшийся дождь.

Орографические туманы или туманы склонов образуются в горной местности при малоградиентном барическом поле. Они связаны с долинным ветром и наблюдаются только днем. Воздух долинным ветром поднимается вверх по склону и адиабатически охлаждается. Как только температура достигнет точки росы, начинается конденсация и образуется облако. Для жителей склона это будет туман. Такие туманы мореплаватели могут встретить у гористых берегов островов и континентов. Туманы могут закрывать на склонах важные ориентиры.

2. Облачность горных территорий.

Особенности облачности горных территорий обусловлены влиянием рельефа:

• в горах образуются особые, присущие только горным стра­нам формы орографических облаков, а вид и строение других из­вестных форм существенно меняются;

• облака в горных странах (областях) располагаются нередко ниже наблюдателя или на одном с ним уровне. Во влажной воздушной массе облачность чаще наблюдается над более высокими горными областями, над хребтами и вершина­ми, чем над пониженными областями. Однако в сухой воздушной массе облачность над более высо­кими горными областями располагается примерно на такой же высоте над земной поверхностью, что и в долинах, и даже не­сколько выше. Довольно часто облачный массив с подветренной стороны приобретает вид длинного, вытянутого вдоль хребта вала, именуемого фёновым валом, или фёновой стеной. Типичные для теплого сезона года кучевые облака располага­ются обычно над склонами, обращенными к солнцу. При больших скоростях ветра, направленного перпендику­лярно к горному хребту или к цепи холмов. Кучевые облака, возникающие над вершинами, также сохраняются достаточно долго. Особенно типичны орог­рафические слоистые облака, возникающие на наветренных склонах гор или холмов на отдельных островах. Они имеют иног­да вид двух-, трех- и четырехслойного „пирога", кажущегося по­чти неподвижным.Типичными для горных районов облаками являются так на­зываемые облачные флаги – туманные массы, как бы прикреп­ленные к вершинам гор или к краям утесов.

Экзаменационный билет № 16

1. Понятие о равновесном и метастабильном состоянии. Термодинамическая система.

Параметры состояния. Термодинамический потенциал.

2. Химический состав, электропроводность и радиоактивность осадков.

Химический состав осадков. Изучение примесей, содержащихся в атмосферных осадках, ведется еще с середины XVIII в. Но детальные исследования химического состава осад­ков, проводимые по единой программе, получили развитие лишь в последние 20–30 лет. Изучение химического состава осадков необходимо для решения многих практических вопросов и в пер­вую очередь для исследования круговорота веществ в природе.

Содержание различных примесей в осадках нужно знать агро­химикам, гидрохимикам, гидрогеологам и геохимикам для изу­чения формирования состава природных вод и поверхностных слоев почвы; техникам, разрабатывающим меры предохранения различных сооружений от коррозии и изоляционные устройства на линиях электропередачи; а также медикам и многим другим специалистам. Поэтому химические анализы атмосферной воды – частиц туманов и облаков, осадков, росы, изморози – ведутся различными специалистами.

Для метеорологов изучение химического состава осадков и воды, собранной непосредственно в облаках, представляет ин­терес с точки зрения изучения природы ядер конденсации и процессов образования и роста облачных элементов. В России систематическое и повсеместное изучение химического состава осадков осуществляется на широкой сети станций.

Химический состав осадков формируется с момента обра­зования зародышевых облачных капель. На этой стадии будущий состав капель определяется химической природой ядер конденсации. Последующее укрупнение облачных элементов и прохождение их через облачные и подоблачные слои атмо­сферы, всегда содержащие как газообразные, так и твердые растворимые и нерастворимые примеси, приводит к дальней­шему изменению их состава.

Атмосферные осадки представляют собой слабые растворы солей. Общая минерализация осадков изменяется в среднем от 10 до 30 мг/л. Крайние ее значения составляют 3–4 и 50– 60 мг/л. Тем не менее осадки приносят в почву значительное количество различных примешанных к ним веществ, а именно от 5 до 15 т/км² за год. Концентрация примесей в осадках зи­мой больше, чем летом. Это объясняется тем, что вследствие большей площади захвата и меньшей скорости падения сне­жинки на пути своего падения могут захватывать гораздо больше взвешенных в воздухе частиц примесей, чем капли. Наиболее высокая минерализация осадков в северном полу­шарии наблюдается в южных частях континентов, тогда как на севере атмосфера более чистая и потому осадки тоже содер­жат меньше примесей. На побережьях минерализация осадков меньше, чем в глубине континентов, хотя на побережьях уве­личено содержание хлоридов. Наиболее чистые осадки выпа­дают в тундре и тайге, тогда как в степях и пустынях минера­лизация осадков резко возрастает. Это показывает, что есте­ственные источники являются определяющими в общем загрязнении атмосферы.

Одной из основных примесей в осадках континентального происхождения являются сульфаты, в основном SO₄, а в осадках морского происхождения хлориды (Cl). В связи с этим показательно отношение SO₄/C1: у морских берегов оно состав­ляет около 1–2, а в континентальных районах превышает 5, что объясняется уменьшением морской составляющей (Сl) и особенно значительным увеличением континентальной состав­ляющей (SO₄).

Для изучения состава атмосферных осадков ГГО проводит исследова­ния проб воды из облаков и аэрозолей свободной атмосферы. Многочисленные анализы, проведенные в разных районах и в разных облаках, показывают, что всюду облачная вода чище, чем вода осадков. На крайнем севере ЕТС в воде облаков содержится в среднем 13 мг/л минераль­ных примесей, а в осадках 16.5 мг/л; в южных районах в обла­ках содержится 16 мг/л, а в осадках 30 мг/л. Из этого следует, что осадки дополнительно набирают примеси в подоблачных слоях атмосферы. Отсюда ясно, как велика роль осадков в очи­щении атмосферы.

Электропроводность является важной характеристи­кой атмосферных осадков. Единица электропроводности – сименс (См). Данные об электропроводности туманов, облаков и осадков имеют большое практическое значение. Они должны учитываться, например, при изготовлении изоляционных уст­ройств для электросиловых установок и линий электропередачи. Однако эти данные еще очень немногочисленны.

Средняя электропроводность разных осадков различается мало и лежит в интервале 20∙10^-4–30∙10^{-4 См. Выделяются большой электропроводностью (70∙10-4 См) только грозовые осадки. Наименьшая электропроводность осадков, как и их ми­нерализация, наблюдается летом.}

Радиоактивность осадков. Одним из процессов, спо­собствующих удалению радиоактивных веществ из атмосферы, является вымывание их осадками. Систематические измерения радиоактивности осадков проводятся сравнительно недавно, но некоторые выводы из них уже можно сделать. Единица радио­активности – беккерель (Бк), 1Бк = 1 распад/с. Радиоактив­ность осадков связана с их типом и интенсивностью и колеб­лется в широких пределах. Твердые осадки более радиоак­тивны, чем жидкие. Средняя радиоактивность составляет 0.85 Бк для снега, 0.27 Бк для дождя, абсолютный максимум равен 5.96 Бк для снега и 1.64 Бк для дождя. Большая радиоактивность снега объ­ясняется тем, что часть радиоактивных веществ осадки захва­тывают при своем падении, а у снежинок захватывающая по­верхность больше, чем у капель. Чем больше интенсивность осадков, тем меньше их радио­активность. Это можно объяснить тем, что суммарная поверх­ность мелких капель и снежинок, выпадающих при слабых дождях и снегопадах, больше поверхности крупных элементов, выпадающих при сильных осадках.

Экзаменационный билет № 17

1. Особенности спонтанного образования ледяных зародышей в переохлажденной воде. Формула Мейсона.

2. Процессы, приводящие к электризации облачных элементов и осадков. Распределение зарядов в облаках.

Электрические заряды осадков.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: