6. Осадки и другие атмосферные явления

6.1 Атмосферные осадки

Атмосферные осадки разделяются на две группы:

- осадки, выпадающие из облаков: дождь, снег, град, крупа, морось и др.;

- осадки, образующиеся на поверхности земли и на предметах в результате непосредственной сублимации водяного пара из воздуха /горизонтальные осадки/: роса, жидкий налет, изморозь, гололед и т.п.

Количество осадков выражается толщиной слоя воды в мм, который образовался бы на горизонтальной поверхности при отсутствии стока и просачивания в почву.

Прибором, служащим для измерения количества осадков, выпавших между сроками наблюдений, является осадкомер. Приемным сосудом осадкомера служит цилиндрическое ведро с площадью приемной поверхности 200 см . Осадкомер устанавливается на специальной подставке таким образом, чтобы его приемная поверхность находилась на высоте 2 м и была горизонтальна.

Для уменьшения завихрений у краев ведра, которые могут привести к выносу из ведра осадков /особенно снега/, вокруг него устанавливается планочная защита.

В сроки наблюдений дождемерное ведро заменяют на новое, пустое. Осадки из снятого ведра сливают в мерный стакан и определяют их количество. Твердые осадки приводят в жидкое состояние путем добавления в ведро отмеренного количества теплой воды. Мерный стакан имеет цену деления, равную 0,1 мм слоя осадков.

Для непрерывной регистрации количества, интенсивности и продолжительности выпадения жидких осадков служит плювиограф. Он представляет собой шкаф цилиндрической формы, высотой 2,3 м. В верхней части шкафа расположен приемный сосуд, имеющий площадь приемной поверхности 500 см . Из него, через сливную трубку, осадки попадают в цилиндрическую камеру с поплавком. На верхней части стержня, соединенного с поплавком, установлено перо самописца. Рядом с поплавковой камерой установлен барабан самописца с заводным механизмом. При отсутствии осадков перо на ленте барабана пишет горизонтальную линию. При появлении осадков перо начинает подниматься на поплавке и линия на ленте барабана становится наклонной. По углу наклона определяется интенсивность осадков. При выпадении слоя осадков в 10 мм вода из поплавковой камеры автоматически сливается через сифон в контрольное ведро. При этом перо на ленте плювиографа вычерчивает вертикальную линию сверху вниз. В срок наблюдений измеряется количество выпавших осадков в контрольном ведре и делается отметка на плювиограмме.

По плювиограмме можно определить начало и конец, количество, продолжительность и интенсивность осадков. С помощью плювиографа можно измерять только жидкие осадки. Прибор включается в работу весной и консервируется осенью, с появлением твердых осадков.

6.2 Атмосферные явления

Атмосферные явления подразделяются на следующие группы:

- гидрометеоры, представляющие собой скопление жидких или твердых частиц воды, падающих в атмосфере /осадки, выпадающие на земную поверхность/, взвешенных в ней /туманы/, отлагающихся на предметах, на поверхности или в атмосфере /осадки, образующиеся на поверхности/ или поднятых ветром с поверхности земли /метели/;

- литометеоры, представляющие собой скопление твердых частиц /не водных/, которые поднимаются с поверхности земли ветром и переносятся на некоторое расстояние либо остаются в воздухе во взвешенном состоянии;

- электрические явления, к которым относятся видимые или слышимые /звуковые/ проявления атмосферного электричества;

- оптические явления в атмосфере, возникающие в результате отражения, преломления или дифракции солнечного или лунного света;

- неклассифицированные /различные/ явления в атмосфере, которые трудно отнести к определенному виду, указанному выше.

Знаки, которыми изображаются эти явления в наблюдательных книжках, и их краткие описания приводятся далее.

6.3 Гидрометеоры

6.3.1 Осадки, выпадающие на земную поверхность

6.3.1.1 Жидкие

- дождь - жидкие осадки, выпадающие из облаков на земную поверхность в виде капель. Отдельные капли дождя, падая в воду, оставляют след в виде расходящегося круга, а на сухой поверхности - след в виде мокрого пятна. Выпадение дождя происходит главным образом из слоисто-дождевых облаков /обложной дождь/. Дождь может выпадать также из высокослоистых, слоисто-кучевых и др. облаков.

- ливневый дождь - жидкие осадки, отличающиеся внезапностью начала и конца выпадения и резким нарастанием интенсивности. Выпадает из кучево-дождевых облаков; может сопровождаться грозой, градом. Капли ливневого дождя обычно крупнее капель обложного дождя. При ливневом дожде обычно выпадает большое количество осадков, но может быть и незначительным.

- морось - жидкие осадки, выпадающие в виде очень мелких капелек; падение их почти незаметно для глаза. При оседании капель мороси сухая поверхность намокает медленно и равномерно, на воде кругов не наблюдается. Морось обычно выпадает из слоистых облаков или из тумана.

6.3.1.2 Твердые

- снег - твердые осадки в виде отдельных снежных кристаллов или хлопьев. Обычно выпадение снега происходит из слоисто-дождевых облаков, а также из высокослоистых, слоисто-кучевых и слоистых.

- ливневый снег - снег, отличающийся внезапностью начала и конца выпадения, резкими колебаниями интенсивности и кратковременностью периода наиболее сильного его выпадения. Ливневый снег выпадает из кучево-дождевых облаков.

- снежная крупа - осадки, выпадающие в виде непрозрачных снежных крупинок белого или матово-белого цвета шарообразной или конусообразной формы диаметром от 2 до 5 мм; они хрупки и легко раздавливаются пальцами. Снежная крупа выпадает из кучево-дождевых облаков при температуре воздуха около 0 С, часто перед ливневым снегом или одновременно с ним.

- снежные зерна - осадки, выпадающие в виде непрозрачных, матово-белого цвета палочек, столбиков и пластинок, образующих мелкие зерна диаметром меньше 2 мм, т.е. значительно мельче снежной крупы; обычно выпадают из кучево-дождевых облаков при низких температурах /ниже

-10 С/ из слоистых облаков.

- ледяная крупа - осадки, выпадающие в виде ледяных прозрачных крупинок шарообразной или неправильной формы; в центре крупинок имеется непрозрачное ядро. Диаметр крупинок - не более 3 мм. Крупинки довольно тверды, чтобы раздавить их, требуется некоторое усилие. При падении на твердую поверхность они отскакивают. Ледяная крупа обычно выпадает из кучево-дождевых облаков, часто вместе с дождем, главным образом весной или осенью.

- ледяной дождь - осадки, представляющие собой мелкие, твердые, совершенно прозрачные ледяные шарики диаметром от 1 до 3 мм /дождевые капли, которые при падении попадают из теплого слоя атмосферы в холодный, где замерзают/. Ледяной дождь отличается от ледяной крупы отсутствием непрозрачного белого ядра. Иногда внутри ледяного шарика остается незамерзающая вода. В этом случае шарики, падая на твердые предметы, разбиваются, оставляя ледяные скорлупки.

- град - осадки, выпадающие в виде кусочков льда разнообразных форм и размеров. Ядра градин обычно непрозрачны, иногда окружены прозрачным слоем или несколькими чередующимися прозрачными и непрозрачными слоями. Чаще всего диаметр градин небольшой /менее 0,5 см/, в редких случаях может достигать нескольких сантиметров. Масса крупных градин составляет несколько граммов, а в исключительных случаях - нескольких сотен граммов.

- ледяные иглы - осадки в виде мельчайших ледяных кристаллов, образуются при сильных морозах и чаще всего наблюдаются при безоблачном небе. Днем сверкают на солнце; их сверкание заметно ночью при луне или при свете фонаря. Ледяные иглы, как правило, находятся во взвешенном состоянии, однако могут давать измеримое количество осадков.

6.3.1.3 Смешанные осадки /твердые осадки мокрые/

- мокрый снег - осадки, выпадающие в виде тающего снега при положительной температуре воздуха. Иногда вместе с подтаявшими снежинками выпадают капли дождя.

- ливневый мокрый снег - осадки в виде тающего снега ливневого характера.

6.3.2 Осадки, образующиеся на поверхности земли и на

предметах

6.3.2.1 Жидкие

- роса - капельки воды, образующиеся на поверхности земли, на растениях и предметах в результате соприкосновения влажного воздуха с более холодной поверхностью при температуре воздуха выше 0 С, ясном небе и штиле или слабом ветре.

Как правило, роса образуется ночью, но возможно ее образование и в другую часть суток. В отдельных случаях роса может наблюдаться при дымке или тумане. Обильная роса может давать измеримое количество осадков /до 0,5 мм/.

6.3.2.2 Твердые

- иней - белый осадок кристаллического строения, появляющийся на поверхности земли и на предметах /преимущественно на горизонтальных и слабо наклонных поверхностях/. Иней появляется при охлаждении поверхности земли и предметов вследствие излучения при штиле или слабом ветре и незначительной облачности.

Кристаллы инея образуются путем сублимации /непосредственно перехода в лед/ водяного пара из соприкасающегося с предметом воздуха.

Обильное осаждение инея наблюдается на траве, поверхности листьев кустов и деревьев, открыто лежащих досках. Иней может образоваться на поверхности проводов. На нитях толщиной менее 1 мм иней не образуется, что позволяет различать иней и кристаллическую изморось, внешний вид которых сходен.

- гололед - слой льда, образующийся на предметах вследствие намерзания капель переохлажденного дождя, мороси или тумана, а также при соприкосновении капель осадков с предметами, температура которых равна или ниже 0 С. Гололед обычно покрывает все части поверхности, открытые осадкам, при замерзании которых образуется плотная, иногда стекловидная корка льда. Отложение гололеда может достигать толщины нескольких сантиметров и вызывает обламывание сучьев деревьев, обрыв проводов, поломку столбов и т.п.

- гололедица - лед или обледеневший снег на поверхности земли. Образуется вследствие замерзания жидких осадков - дождя, мороси, капель густого тумана, мокрого снега, а также вследствие замерзания талой воды на поверхности земли. К гололедице относится и снежный накат, т.е. уплотнение и обледенение снега в результате движения автомобильного транспорта.

Гололедица, в отличие от гололеда, наблюдается только на поверхности земли, чаще всего на дороге.

- зернистая изморозь - снеговидный рыхлый осадок, нарастающий на проводах, сучьях деревьев, отдельных травинках и т.п. в туманную ветреную погоду при температуре воздуха от -2 до -7 С, но бывает и при более низкой температуре.

Зернистая изморозь имеет аморфное /не кристаллическое/ строение. Иногда поверхность ее бывает бугристой и даже игольчатой, но иглы обычно матовые, шершавые, без кристаллических граней.

Зернистая изморозь образуется вследствие намерзания на предмете переохлажденных капель тумана. Капли тумана при соприкосновении с предметом замерзают настолько быстро, что не успевают потерять своей формы и дают снеговидное отложение, состоящее из ледяных зерен, не различимых глазом /ледяной налет/.

При повышении температуры воздуха и укрупнении капель тумана до размера мороси плотность образовавшейся зернистой изморози увеличивается, и она постепенно переходит в гололед.

С усилением мороза и ослаблением ветра плотность зернистой изморози уменьшается и она постепенно сменяется кристаллической изморозью.

Отложения зернистой изморози могут достигать опасных размеров.

- кристаллическая изморозь - белый осадок, состоящий из мелких кристаллов льда тонкой структуры. При оседании на сучьях деревьев, проволоке, волокнах и т.п. кристаллическая изморозь имеет вид пушистых гирлянд, легко осыпающихся при встряхивании.

Кристаллическая изморозь образуется преимущественно в ночные часы при безоблачном небе или тонких облаках при низкой температуре воздуха в тихую ночь, когда в воздухе наблюдается туман или дымка. При этих условиях кристаллы изморози образуются путем непосредственного перехода в лед /сублимации/ водяного пара, возникающего при испарении капель тумана или дымки. В некоторых случаях, преимущественно при очень сильных морозах, кристаллическая изморозь может образоваться без тумана или дымки за счет водяного пара, содержащегося в воздухе.

Отличить кристаллическую изморозь от зернистой иногда затруднительно, нужно иметь в виду, что на поверхности зернистой изморози даже при самом тщательном осмотре невозможно различить правильные ледяные кристаллы и блеск их граней; если видны хотя бы отдельные кристаллы, то изморозь следует отнести к кристаллической.

6.3.3 Туманы

- туман - скопление в воздухе очень мелких капель воды, образующихся в результате охлаждения влажного воздуха; вызывает помутнение белесоватого цвета, снижающее прозрачность атмосферы у поверхности земли до величины, соответствующей метеорологической дальности видимости менее 1000 м. Снижение видимости зависит от структуры тумана /числа капель в единице объема и размера капель/ и определяется характером атмосферных примесей, способом образования тумана и его продолжительностью. В зависимости от фазового состояния капель воды, образующих туман, различают туман, состоящий из капель жидкой воды, и туман, состоящий из замерзших капель или кристаллов льда /ледяной туман/. Иногда наблюдается смешанный туман, т.е. туман, содержащий капли воды и ледяные частицы.

В зависимости от вертикального распространения различают туман сплошной, просвечивающий и поземный.

- ледяной туман - туман, состоящий из ледяных кристаллов; образуется при сильных морозах и большой влажности воздуха. Днем на солнце и ночью при луне или при свете фонаря ледяной туман распознается по свечению граней ледяных кристалликов.

- просвечивающий туман - туман, при котором наблюдатель может видеть облака или ясное небо, диск солнца или луны.

- просвечивающий ледяной туман - ледяной туман, при котором наблюдатель, находясь в тумане, может видеть ясное небо, диск солнца или луны.

- поземный туман - туман, располагающийся невысоким слоем, преимущественно над низкими местами и над водой /морем, озером, рекой, болотом, лугом и т.п./. Высота поземного тумана не более 2 м над сушей и 10 м над морем.

Поземные туманы возникают главным образом в ясную погоду в течение ночи и обычно рассеиваются после восхода солнца.

- поземный ледяной туман - ледяной туман, высота которого не более 2 м. Как правило, наблюдается только над поверхностью суши.

- туман в окрестностях - туман, наблюдаемый только в окрестностях станции /в низинах, на перевалах, на склонах гор и т.п./. Вид тумана может быть любой из перечисленных выше.

- парение моря - туман, иногда довольно густой, над незамерзающим морем, озером или рекой при больших разностях температур воды и воздуха в виде клубов пара /разновидность тумана в окрестностях/. При сильном ветре может распространяться и над сушей.

- дымка - сильно разреженный туман; возникает в результате конденсации водяного пара с образованием мельчайших капелек воды /значительно мельче капелек тумана/, создающих слабое помутнение атмосферы.

Метеорологическая дальность видимости изменяется в пределах от 1 до 10 км. Относительная влажность воздуха при дымке обычно составляет 85-97%.

Не следует путать дымку /разреженный туман/ с помутнением атмосферы, вызванным загрязнением ее промышленными выбросами, лесными пожарами и т.п.

6.3.4 Метели

- метель - перенос снега с поверхности снежного покрова под влиянием сильного порывистого ветра, в результате чего происходит перераспределение высоты снежного покрова /выдувание и наметание снега около препятствий/, а также изменение структуры снега /уплотнение снега вследствие измельчения снежных кристаллов/. В зависимости от высоты, на которую ветер поднимает снег с поверхности, различают метель общую, низовую и поземок.

Метель общая , когда неба не видно и нельзя разобрать, выпадает ли снег из облаков или переносится только снег, поднятый с поверхности. Движение частиц снега хаотическое. Видимость значительно уменьшена как по горизонтали, так и по вертикали.

При слабой общей метели, обычно в начале ее, можно установить, что происходит выпадение снега из облаков.

- метель низовая - отмечается, если происходит перенос снега ветром у поверхности земли до высоты 2-3 м, при этом горизонтальная видимость значительно хуже вертикальной и можно определить состояние неба.

- поземок - перенос снега ветром у поверхности земли до высоты 1,5-2 м, движение частиц снега более или менее параллельно земле; часто наблюдается при безоблачном небе, но может наблюдаться одновременно с выпадением осадков. Видимость уменьшается незначительно.

- снежная мгла - помутнение воздуха от взвешенных частиц снега, обычно до или после метели. Видимость при снежной мгле снижается до 50 м. Чаще всего снежная мгла наблюдается в арктических районах.

6.4. Литометеоры

- пыль, взвешенная в воздухе - мельчайшие твердые частицы сухой почвы, песка, а также сухие частицы биологического происхождения, поднятые с земли в результате пыльного ветра или пыльной бури. Наблюдаются при резком ослаблении ветра, часто при высокой температуре воздуха. На станциях отмечается в тех случаях, когда пыль уменьшает метеорологическую дальность видимости до 6 км и менее /промышленная дымка/.

- пыльный поземок - перенос пыли, частиц почвы или песка у поверхности земли до высоты 1,5-2 м. Может наблюдаться даже при очень слабом ветре.

- пыльная буря - перенос больших количеств пыли или песка сильным ветром в приземном слое воздуха, при этом может наблюдаться подъем песка и частиц почвы в воздух и одновременно оседание пыли на большой территории. Видимость значительно ухудшается.

- мгла - сплошное помутнение воздуха, обусловленное наличием в нем взвешенных частичек пыли, промышленного дыма, гари от лесных и торфяных пожаров и т.п. При мгле отдаленные предметы часто принимают сероватый оттенок, а солнце, в особенности когда оно находится низко у горизонта, - красновато-желтый. Этим и обычно малой влажностью мгла отличается от дымки. Иногда при мгле относительная влажность достигает довольно высоких значений /до 50%/. Такие случаи нередко отмечаются в районах Средней Азии при фронтальных вторжениях с юга.

При мгле видимость менее 10 км, в зависимости от интенсивности мглы она иногда может снижаться до 1000 м и менее.

6.5 Электрические явления

- гроза - электрические разряды в атмосфере, сопровождаемые вспышкой света /молнией/ и резкими звуковыми раскатами /громом/. Промежуток времени между молнией и последующим громом зависит от расстояния грозы от места наблюдения. При расстоянии до 3 км этот промежуток меньше 10 с. Гром может быть слышен на расстоянии 15-20 км, при этом молния может быть не замечена.

Гроза обычно сопровождается сильным ветром, ливневыми осадками, нередко градом.

- зарница - световое явление; наблюдается при отдаленной грозе, когда не слышно грома и видно лишь освещение молнией облаков и горизонта.

- полярное сияние - свечение верхних разреженных слоев атмосферы /ионосферы/ на высотах нескольких десятков километров, возникающее при внедрении в них электрически заряженных частиц /протонов и электронов/ при колебаниях интенсивности земного магнитного поля.

Полярные сияния различны по форме, окраске и яркости, могут быть статичными или подвижными. Изменение положения, яркости и окраски происходит довольно быстро. Чаще всего полярные сияния похожи на прозрачную, слегка колеблющуюся вуаль или занавес; могут напоминать по виду дуги, полосы, ленты, отдаленные лучи или пучки лучей.

Окраска полярных сияний голубовато-белая, изумрудно-зеленая, реже красноватая и фиолетовая.

Наблюдаются полярные сияния преимущественно в высоких арктических широтах, но могут отмечаться и в умеренных широтах.

6.6 Оптические явления

- мираж - оптическое явление, при котором в воздухе в результате рефракции у горизонта появляется изображение реально существующего предмета, обычно в более или менее искаженном, иногда в перевернутом виде. Изображение может располагаться над действительным предметом /верхний мираж/, под ним /нижний мираж/ и сравнительно реже справа или слева от него /боковой мираж/.

Верхний мираж обычно наблюдается в полярных районах, нижний - в пустынях.

6.7 Неклассифицированные явления

- шквал - внезапное резкое усиление ветра на 8 м/с и более за короткий промежуток времени, не более 2 мин. Скорость ветра при шквале больше 10 м/с нередко превосходит 25 м/с. Продолжительность шквала 1 мин. и более наблюдается при кучево-дождевых облаках, грозах и ливнях.

- вихрь - вихревое движение воздуха, возникающее у поверхности земли в малооблачную погоду при сильном перегреве подстилающей поверхности. Это движение высоко вверх не распространяется и сравнительно быстро затухает. Вихрь поднимает с поверхности пыль, песок и мелкие предметы иногда на значительные расстояния.

- смерч - сильный вихрь, образующийся под хорошо развитым кучево-дождевым облаком и распространяющийся в виде гигантского темного облачного столба или воронки по направлению к поверхности моря или земли. Приблизившись к поверхности земли или моря, смерч втягивает и поднимает иногда до большой высоты воду, песок, пыль, а нередко и весьма тяжелые предметы /бревна, крыши/; обладает большой разрушительной силой. Обычно он наблюдается одновременно с грозой, ливнем, иногда с градом. Смерч, образующийся на море, обозначается знаком (м), а на суше (с).