Тарасов Л.В. - Ветры и грозы в атмосфере Земли (1109048), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Атмосферные осадки 179 ной массы. Это как раз и есть третья из групп лавин. Возникновение снежной лавины от не слишком сильных звуков возможно, очевидно, только при условии, что снежная масса, что называется, «висит на волоске», т. е. когда сила Мя гйп а всего лишь на какую-то ничтожную величину меньше по сравнению с предельным значением удерживающей силы г Нетрудно объяснить и четвертую группу лавин. Оттепель приводит к таянию, снег насышается водой, вода опускается вниз и течет по склону горы, образуя прослойку между снегом и грунтом. Прослойка действует как смазка — она уменьшает сцепление снега с горным склоном.
И хотя по мере таяния снега скатываюшая сила Млзша постепенно уменьшается, однако предельное значение силы удержания уменьшается еще быстрее. В итоге возникает возможность образования лавины. Итак, фазовые переходы, происходящие с течением времени внутри снежной массы, лежашей на горном склоне, могут приводить к нарушению механического равновесия для этой массы. И тогда устойчивость снежного покрова нарушается и рождается снежная лавина. Образование градин Как уже отмечалось, чаше всего грал выпадает их кучево-дождевых облаков летом, когда температура приповерхностного воздуха достигает 20 — 25 С и возникают мощные восходящие конвективные потоки воздуха.
Обычно градина состоит из нескольких чередуюшихся слоев прозрачного и непрозрачного (белого) льда; толши на отдельного слоя несколько миллиметров. Вид градины в разрезе дан на рис. 2.26. Ледяные кристаллы — зародыши градин образуются на высотах 9 — 12 км, где температура воздуха понижается до — 60 С. Падая вниз и сталкиваясь с переохлаж- Рис. 2.26 денными водяными каплями, зародыши обрастают льдом, укрупняются. В нижней части облака они подтаивают; там возникают крупные капли воды и относительно мел- 180 Глава 2 Фазовые переходи в атмосфере кие градииы. Восходящие воздушные потоки забрасывают мелкие градины в верхнюю часть облака, где те повторно обрастают льдом. Затем градины снова падают вниз и снова могут быть возвращены наверх восходящими потоками. Так повторяется несколько раз, пока градины не станут достаточно тяжелыми.
Чередующиеся процессы нарастания льда и подтаиваиия приводят к возникновению образующих градииу слоев льда разной степени прозрачности. Ранее отмечалось выпадение особенно крупных градин (радиусом до 10 — 15 см) из кучево-дождевых облаков, в которых рохсдаются смерчи. В этом случае сильное укрупнение градин является результатом особенно мощного восходящего воздушного потока внутри смерча, способного долго удерживать формирующими градины в верхней части облака. Напомним, что этот восходящий поток, способный поднимать вверх воду, камни, различные предметы, пронизывает фактически все облако от его нижней части до вершины. Наземные гидрометеоры Конденсация пара может происходить ие только в атмосфере (в облаке или тумане), ио также непосредственно на земной поверхности и наземных обьектах. Когда влажный воздух соприкасается с холодной поверхностью, на ней в результате конденсации пара образуется вода или лед.
Продукты конденсации такого типа называют наземными гидрометеорами. К жидким наземным гидрометеорам относятся роса и жидкий налет, а к твердым — иней, твердый налет, изморозь. Росой называют маленькие капли воды, выделяющиеся из воздуха на земной поверхности, особенно иа траве, вечером и ночью в теплое время года. Обратим внимание иа то, что при этом над поверхностью иет никакого тумана. Роса возникает непосредственно иа самой поверхности и ее объектах. На листьях с иесмачиваемой поверхностью (иапример, листьях ландыша) капельки росы сливаются, и возникают крупные росинки.
Причина выделения росы (имеиио выделения, а ие выпадения, как часто неправильно говорят) состоит в том, что поверхность почвы, особенно трава, ночью охлаждаются. Соответственно охлаждается и воздух, непосредственно 2.1 Атме«4«рные осадки 181 примыкающий к такой поверхности. Если температура воздуха понизится до точки росы, соответствующей упругости водяного пара в данном воздухе, то произойдет выделение воды (росы) на поверхности и траве. Жидкий налет, по сути дела, аналогичен росе, но имеет несколько иное происхождение.
Жидкий налет — это пленка из мельчайших водяных капелек, возникающая на холодных поверхностях (преимущественно вертикальных) в пасмурную и ветреную погоду. Причина осаждения налета — адвекция (перемещение) сравнительно теплого и влажного воздуха, приводящая к соприкосновению его с холодной поверхностью. Представим себе стену забора или ствол дерева, охлажденные во время предшествующей холодной погоды.
Подгоняемый ветром влажный и относительно теплый воздух соприкасается с ними, и часть содержащегося в воздухе водяного пара конденсируется. Понятно, что конденсация будет происходить преимущественно на наветренных поверхностях. Они покрываются мельчайшими каплями, как принято говорить, «запотевают», Всем приходилось наблюдать жидкий налет в домашних условиях, когда в отапливаемом помещении в холодное время года запотевают изнутри оконные стекла.
Инеем называют ледяные кристаллы различной формы; это обычно иглы длиной, измеряемой миллиметрами. Они возникают на ветках деревьев, траве, почве, различных поверхностях при тех же условиях, что и роса, но только при отрицательной температуре поверхности (рис. 2.27). Водяной пар из воздуха, соприкасающегося с холодной поверхностью, конденсируется на ней в виде кристаллов, минуя жидкое состояние. Заметим, что иней возникает также на поверхности снежного покрова. Второй вид твердых наземных гидрометеоров — твердый яааепе. Он возникает обычно на вертикальных плоскостях, особенно каменных (например, на стенах зданий), с наветреной стороны при тех же условиях, что и жидкий налет, но при температуре поверхности ниже О С. Чаще всего твердый налет представляет собой совокупность мелких кристаллов, густо сидящих на поверхности.
Но он может иметь также вид тонкого слоя гладкого прозрачного льда. Всем известен твердый налет в виде ледяных узоров, возникающих в морозную зиму на внутренней стороне оконных стекол в жилых помещениях (рис. 2.28). 182 Глава 2 Фагооме мореходы о атмосфере Рис.
2.27 Рис. 2.28 Третий вид твердых наземных гидрометеоров — изморозь. Так называют рыхлые белые кристаллы, нарастающие на ветвях деревьев, проводах, проволочных изгородях. Эти кристаллы образуют длинные, легко осыпающиеся нити (рис. 2.29). Изморозь нарастает при значительных морозах и, как правило, при тумане. Переохлажденные капли тумана, замерзая при соприкосновении с уже образовавшимися на поверхности ледяными кристаллами, обеспечивают дальнейшее дб. »Ге»и«ы 183 образование кристаллов, порождающее нить изморози.
Относительно сильный ветер легко сдувает образовавшиеся нити изморози. Осаждение изморози может быть очень значительным, в особенности в горных лесах. Заметим, что изморозь часто называют инеем. Однако эти два вида осадков характеризуются различной формой и, как правило, различными условиями образования (хотя могут осаждаться вместе).
Рис. 2.29 2.б. МЕТЕЛИ Метель, вьюга, буран, лурга... Все эти понятия относятся, по сути дела, к одному и тому же явлению природы. В словах «метель» и «вьюга» нашли отражение глаголы «мести» и «виться»вЂ” ведь сильный ветер метет снег, наметает сугробы. Поднятый ветром снег кружится, «завивается в круги», Слово «буран» тюркского происхождения. Так обычно называют метель жители степей за Волгой. В северных землях чаще используется термин «пурга», Оба термина — «буран» и «пурга» обычно используются для обозначения особо сильных метелей. Виды метелей Короткий зимний день клонится к закату. Над заснеженным полем возникает легкий ветер. Его скорость всего 6 — 8 м/с (сила ветра 3 — 4 балла).
Под действием ветра над поверхностью снега появляются тонкие, почти прозрачные, непрерывно меняющиеся 184 Глава 2 Фазаеые аерекады е атмосфере снежные струйки. Они стелются, струятся над самой поверхностью снежного покрова — до высоты 20 — 30 см. Это лоземак — самая слабая метель.
Рис. 2.20 Но вот ветер усиливается, его скорость возрастает до 1Π— 15 м/с, что соответствует силе 5 — 7 баллов, Теперь снег поднимается до высоты в несколько метров — начинается так называемая низовая мемель (рис. 2.30). При сильных низовых метелях, когда скорость ветра достигает 20 м/с и более, снежные массы поднимаются в воздух до высот, измеряемых десятками метров.
Обратим внимание на то, что низовые метели происходят в отсутствие снегопада; небо может быть даже безоблачным. Плотные снежные вихри, заполняющие, по представлениям застигнутого метелью путника, все окружающее пространство — это снег, который еще недавно мирно покоился на земной поверхности, а теперь оказался поднятым вверх под действием ветра.
Низовые метели и поземки часто возникают, когда над данной местностью проходит периферия антициклона. Д 6. ЬГетелы 185 Особенно сильные снежные заносы образуются во время общей метели. В этом случае одновременно наблюдаются и сильный ветер, и сильный снегопад. В приземных слоях воздуха происходит активное перемешивание снега, падающего сверху, и снега, поднятого ветром с поверхности земли.
Как писал П.А. Вяземский, Снег сверху бьет, снег веет снизу, Нет воздуха, небес, земли, На землю облака сошли, На день насунув ночи ризу! Общие метели возникают при прохождении атмосферных фронтов. Они являются следствием активной деятельности циклонов. Низовые метели различаются по степени насыщенности снегом ветрового потока. Дело в том, что ветер может поднять в воздух и временно удерживать во взвешенном состоянии не более определенного количества снега. Чем больше скорость ветра„тем больше это количество, тем выше «грузоподъемность» метели или, лучше сказать, тем выше транспортирующая способность ветрового потока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
