25. Образование осадков. Характеристика режима осадков.

Атмосферные осадки — вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность.

Дождь

При определенных условиях облачные капли начинают сливаться в более крупные и тяжелые. Они уже не могут удерживаться в атмосфере и падают на землю в виде дождя.

Град

Бывает, что летом воздух быстро поднимается вверх, подхватывает дождевые тучи и несет их на высоту, где температура ниже 0°. Дождевые капли замерзают и выпадают в виде града (рис. 1).

Рис. 1. Происхождение града

Снег

В зимнее время в умеренных и высоких широтах осадки выпадают в виде снега. Облака в это время состоят не из капелек воды, а из мельчайших кристалликов — иголочек, которые, соединяясь вместе, образуют снежинки.

Роса и иней

Осадки, выпадающие на земную поверхность не только из облаков, но и непосредственно из воздуха, — это роса и иней.

Количество выпавших осадков измеряется осадкомером или дождемером (рис. 2).

Рис. 2. Строение дождемера: 1 — наружный корпус; 2 — воронка; 3 — емкость для сбора волы; 4 — мерный резервуар

Характеристика режима осадков

Количество осадков, выпавших в том или ином месте за определенное время, выражается в миллиметрах слоя выпавшей воды. Утверждение, что выпало 68 мм осадков, означает, что если бы вода осадков не стекала, не испарялась и не впитывалась почвой, она покрыла бы подстилающую поверхность слоем толщиной 68 мм. Твердые осадки (снег и др.) также выражаются толщиной слоя воды, который они образовали бы, растаяв.

Один миллиметр осадков на площади 1 м² соответствует 1 кг выпавшей воды (или 10³ т на 1 км², или 10 т на 1 га).

Для характеристики климата подсчитывают многолетние средние количества (суммы) осадков по месяцам и за год. Иногда подсчитывают осадки по десятидневкам и пятидневкам. Для выяснения суточного хода осадков определяют их средние часовые суммы по записям самописцев. По много-летним средним месячным суммам осадков определяют их годовой ход.

Большой интерес представляет изменчивость осадков. По отклонениям месячных и годовых сумм в отдельные годы от многолетних средних величин вычисляют средние квадратические отклонения, характеризующие изменчивость осадков и крайние отклонения.

В дополнение к средним суммам осадков подсчитывают еще среднее число дней с осадками за месяц и за год, среднюю месячную и годовую продолжительность осадков в часах, общую продолжительность в течение дня с осадками, а также вероятность осадков, т.е. отношение числа часов с осадками к общему числу часов в месяце или в году и вероятность осадков для различных градаций их количества.

Определяют среднюю интенсивность осадков в миллиметрах за сутки с осадками, а также интенсивность осадков в миллиметрах за минуту или за час для осадков различной продолжительности.

При всех подсчетах за день с осадками принимают день, когда выпало измеримое количество осадков, т.е. по крайней мере 0,1 мм. Отдельно подсчитывается число дней с осадками больше или меньше 1 мм.

Например, С.П. Хромов и М.А. Петросянц (2004) приводят для Парижа следующие значения характеристик осадков:

сумма, мм……………………………………..574

число дней с осадками ………………………169,5

интенсивность осадков, мм/сут……………...3,4

число часов с осадками………………………654

средняя интенсивность, мм/ч………………...0,9

число часов с осадками в дождливый день…3,8

вероятность осадков за год……………………0,075

Для определения суточного хода количества осадков выбирают осадки, выпавшие за опреде-ленный часовой интервал суток, в процентах общего суточного количества. При этом исключаются абсолютные значения осадков, сильно варьирующие от одного места к другому и затрудняющие сравнение.

Суточный ход осадков очень сложен; даже в многолетних средних величинах в нем часто нельзя обнаружить какие-либо закономерности.

На суше различают два основных типа суточного хода осадков – континентальный и береговой, которыми, однако, не ограничивается все разнообразие явлений. В связи с местными условиями наблюдаются многочисленные отступления от этих типов и их усложнения.

В континентальном типе главный максимум осадков приходится после полудня и слабый вторичный максимум – рано утром. Главный минимум отмечается после полуночи и вторичный минимум – перед полуднем. Главный максимум связан с дневным возрастанием конвекции, вторичный – с ночным образованием слоистых облаков. Летом главный максимум выражен резче, чем зимой, что объясняется годовым ходом конвекции. Этот тип суточного хода наиболее характерен для тропиков, так как здесь дневная конвекция развивается сильнее, а повторяемость фронтальных облаков (не имеющих существенного суточного хода) меньше.

В береговом типе единственный максимум осадков приходится на ночь и утро, а минимум – на послеполуденные часы. Этот тип суточного хода выражен лучше летом, чем зимой. Некоторые плоские побережья в дневные часы летом отличаются особенно малой облачностью и, следовательно, уменьшенными осадками. Дело в том, что при переходе воздуха с моря на нагретую сушу в дневные часы относительная влажность в нем падает, и развитие облаков затрудняется. Но дальше в глубь материка облачность и осадки возрастают вследствие увеличения неустойчивости стратификации.

В некоторых районах суточный ход осадков зимой относится к береговому типу, а летом – к континентальному (например, в Париже).

Суточный ход повторяемости осадков над сушей совпадает с суточным ходом количества осадков. Интенсивность осадков на суше наименьшая до полудня, наибольшая – после полудня и вечером. Так, летом в Потсдаме в дни с осадками утром выпадает в среднем 1,13 мм/ч, а после полудня – 2,54 мм/ч. Зимой различие гораздо меньше. В средних широтах максимальная интенсивность осадков приходится на 14–16 ч, минимум – на 4–6 ч.