Атмосферные осадки и явления. Классификация, типы и виды климатических осадков
Атмосферные осадки — вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся непосредственно из воздуха на поверхность Земли. К ним относятся:
Дождь . Мельчайшие капельки воды, диаметром от 0,05 до 0,1 мм, из которых состоят облака, сливаясь друг с другом, постепенно увеличиваются, становятся тяжелыми и падают на землю в виде дождя. Чем сильнее восходящие струи воздуха от нагретой солнцем поверхности, тем крупнее должны быть падающие капли. Поэтому летом, когда приземный воздух нагрет землей и стремительно поднимаются вверх, выпадает обычно дождь в виде крупных капель, а весной и осенью - моросящие дожди. Если дождь выпадает из слоистых облаков, то такой дождь является обложным, а если из кунево-дождевых - ливневым. От дождя необходимо отличать морось. Этот вид осадков обычно выпадает из слоистых облаков. Размер капель значительно меньше дождевых. Скорость их падения столь мала, что они кажутся взвешенными в воздухе.
Снег . Он образуется в том случае, когда облако находится в воздухе с температурой ниже 0°. Снег состоит из кристалликов различных форм. Больше всего снега выпадает на склонах Рейнир (штат , ) - в среднем ежегодно 14,6 м. Этого достаточно, чтобы засыпать 6-этажный дом.
Град . Он возникает при сильных восходящих потоках воздуха в теплое время года. Капельки воды, попадая на большую высоту с потоками воздуха, замерзают, и на них слоями начинают нарастать ледяные кристаллики. Капли тяжелеют и начинают опускаться вниз. При падении они увеличиваются в размерах от слияния с каплями переохлажденной воды. Иногда град достигает размера куриного яйца, обычно с различными слоями по плотности. Как правило, град выпадает из мощных кучево-дождевых облаков при или ливне. Частота выпадения града различна: в он бывает 10-15 раз в год, на суше, где значительно более мощные восходящие потоки, - 80-160 раз в год. Над океанами град выпадает реже. Град приносит большой материальный ущерб: уничтожает посевы, виноградники, а если градины отличаются крупным размером, то он может вызвать и разрушение домов, гибель людей. В нашей стране были разработаны методы определения градоопасных облаков и созданы службы борьбы с градом. Опасные облака «расстреливают» специальными химическими веществами.
Дождь, снег, град называют гидрометеоритами. Кроме них к атмосферным осадкам относятся и такие, которые осаждаются непосредственно из воздуха. К ним относятся роса, туман, иней и др.
Роса (лат. ros - влага, жидкость) - атмосферный осадок в виде капелек воды, осаждающихся на поверхности земли и наземных предметах при охлаждении воздуха. В этом случае водяной пар, охлаждаясь, переходит из состояния в жидкое и оседает. Чаще всего роса наблюдается ночью, вечером или рано утром.
Туман (тюрк, мрак) - это скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов в нижней части тропосферы, как правило, у поверхности земли. снижают видимость иногда до нескольких метров. Различают по происхождению туманы адвективные (в связи с охлаждением теплого влажного воздуха над более холодной поверхностью суши или воды) и радиационные (образующиеся в результате охлаждения земной поверхности). В ряде районов Земли часто бывают туманы на побережьях в местах прохождения холодных течений. Например, в на побережье располагается Атакама. Вдоль побережья проходит холодное . Его холодные глубинные воды способствуют образованию туманов, из которых на побережье оседает морось - единственный источник влаги в пустыне Атакама.
В понимании обычного человека, атмосферные осадки – это дождь или снег. На самом деле, видов гораздо больше и все они, так или иначе, встречаются на протяжении года. Среди них есть весьма необычные явления, которые приводят к красивым эффектам. Какие же осадки бывают?
Дождь
Дождь – это падение капель воды с неба на землю в результате ее конденсации из воздуха. В процессе испарения вода собирается в облака, которые позже превращаются в тучи. В определенный момент мельчайшие капельки пара увеличиваются, переходя в размеры дождевых капель. Под собственным весом, они падают на поверхность земли.
Дожди бывают обложными, ливневыми и моросящими. Обложной дождь наблюдается в течение длительного времени, отличается плавным началом и окончанием. Интенсивность падения капель на протяжении дождя практически не меняется.
Ливневым дождям свойственна кратковременность и большой размер капель. Они могут достигать пяти миллиметров в диаметре. Моросящий дождик имеет капли, диаметром менее 1 мм. Это практически туман, который висит над поверхностью земли.
Снег
Снег – это выпадение замерзшей воды, в виде хлопьев или смерзшихся кристаллов. По-другому, снег именуется сухими остатками, так как падая на холодную поверхность снежинки не оставляют влажных следов.
В большинстве случаев сильные снегопады развиваются постепенно. Им присущи плавность и отсутствие резкого изменения интенсивности выпадения. В сильный мороз возможна ситуация появления снега из, казалось бы, чистого неба. В таком случае, снежинки образуются в тончайшем облачном слое, который практически не виден глазу. Такой снегопад всегда очень легкий, так как для большого снежного заряда требуются соответствующие тучи.
Дождь со снегом
Это классический вид осадков в осеннее и весеннее время. Характеризуется одновременным выпадением, как капель дождя, так и снежинок. Происходит это из-за небольших колебаний температуры воздуха в районе 0 градусов. В разных слоях тучи получается различная температура, отличается она и на пути к земле. В результате, часть капель смерзается в снеговые хлопья, а часть долетает в жидком состоянии.
Град
Градом называют кусочки льда, в который, при определенных условиях, превращается вода, перед падением на землю. Размер градин колеблется в диапазоне от 2 до 50 миллиметров. Данное явление возникает летом, при температуре воздуха выше +10 градусов и сопровождается сильным дождем с грозой. Выпадение крупных градин может нанести урон транспорту, растительности, зданиям и человеку.
Снежная крупа
Снежной крупой называют сухие осадки в виде плотных смерзшихся снеговых крупинок. От обычного снега они отличаются высокой плотностью, маленькими размерами (до 4 миллиметров) и практически круглой формой. Подобная крупа появляется при температурах около 0 градусов, при этом может сопровождаться дождем или настоящим снегом.
Роса
Капельки росы, также считаются осадками, однако они не падают с неба, а появляются на различных поверхностях в результате конденсации из воздуха. Для появления росы требуется положительная температура, повышенная влажность, отсутствие сильного ветра. Обильная роса может приводить к потекам воды по поверхностям зданий, сооружений, кузовам транспорта.
Иней
Это «зимняя роса». Иней представляет собой воду, конденсировавшуюся из воздуха, но при этом минувшую стадию жидкого состояния. Выглядит как множество белых кристаллов, покрывающих, как правило, горизонтальные поверхности.
Изморозь
Представляет собой вид инея, но появляется не на горизонтальных поверхностях, а тонких и длинных предметах. Как правило, изморозью во влажную и морозную погоду покрываются зонтичные растения, провода линий электропередач, ветви деревьев.
Гололед
Гололедом называют слой льда на любых горизонтальных поверхностях, который появляется в результате охлаждения тумана, мороси, выпадения дождя или мокрого снега при последующем опускании температуры в диапазон ниже 0 градусов. В результате нарастания льда могут обрушаться слабые конструкции, рваться провода линий электропередач.
Гололедица — частный случай гололеда, образующийся только на поверхности земли. Чаще всего, образуется после оттепели и последующего понижения температуры.
Ледяные иглы
Это еще один вид осадков, который представляет собой мельчайшие кристаллы, парящие в воздухе. Ледяные иглы являются, пожалуй, одним из самых красивых зимних атмосферных явлений, так как часто приводят к различным световым эффектам. Они образуются при температуре воздуха ниже -15 градусов и преломляют в своей структуре проходящий свет. Результатом этого становятся гало вокруг солнца или красивые световые «столбы», простирающиеся от уличных фонарей в ясное морозное небо.
Муниципальное образовательное учреждение
основная общеобразовательная школа поселка Северный.
Открытый урок по теме:
«Атмосферные осадки»
6 класс
Учитель географии
Зиновьева Ю. А.
Тема урока: «Атмосферные осадки»
Цель: сформировать у учащихся понятие «атмосферные осадки».
Задачи: Образовательная: расширить знания об атмосферных осадках, выявить причины образования различных видов атмосферных осадков и их значение.
Развивающая: продолжать формировать приемы чтения климатических диаграмм. Развивать умение работать с географическими картами, таблицами, анализировать, обобщать и делать выводы.
Воспитательная: способствовать повышению интереса к предмету.
Ход урока.
Организационный момент
Повторение изученного материала (опрос по карточкам)
Карточка № 1 .
(твердое, жидкое, газообразное) .
Какие виды облаков вы знаете? (кучевые, слоистые, перистые) .
(4: 9*100 = 44,4%) .
Карточка № 2
(облака – это туман, поднявшийся на высоту) .
Как образуется туман? (насыщенный водяным паром воздух соприкасается с охлажденной земной поверхностью) .
(14: 17*100 = 82,4%) .
Карточка № 3
(кучевые)
Как образуются облака? (облака образуются при охлаждении поднимающегося воздуха).
(2: 5*100 = 40%).
Изучение нового материала .
Атмосферные осадки - вода в жидком или твёрдом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность и находящиеся на ней предметы.
Виды атмосферных осадков:
А) выпадающие из облаков:
дождь – 0,5-7 мм (среднее 1,5 мм),
снег – шестигранные кристаллики льда,
град – крупные кусочки льда от 7 мм до 8 см, выпадает из кучево-дождевых облаков. Самая крупная градина - Индия – 1кг, 13см
крупа – ледяная, снежная – округлые ядрышки 1 мм и более,
морось – маленькие капли до 0,5 мм.
Б) выделяющиеся из воздуха:
туман - скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше −10° это мельчайшие капельки воды, при −10…-15° - смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже −15° - кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей),
иней - белый кристаллический осадок, образующийся на поверхности земли, в результате перехода из газообразного состояния в твердое,содержащегося в воздухе водяного пара при отрицательной температуре почвы (толщиной до 3 мм).
роса - капельки воды, образующиеся на поверхности земли, в результате конденсации водяного пара при положительной температуре воздуха и почвы, малооблачном небе и слабом ветре.
гололед -слой плотного стекловидного льда, образующийся на растениях, проводах, предметах, поверхности земли в результате намерзания частиц осадков при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Наблюдается при температуре воздуха чаще всего от нуля до −10°,
изморозь - вид , представляет собой кристаллические или зернистые отложения на тонких и длинных предметах (ветвях деревьев, проводах) при влажной, морозной погоде.
Причины образования осадков:
Как вы думаете, осадки выпадают из каждого облака? А как образуются осадки?
Давайте рассмотрим рис. 80 на стр. 25 и попробуем ответить на эти вопросы.
А теперь заполним таблицу:
ВИД ОСАДКОВ
ДОЖДЬ
СНЕГ
ГРАД
При какой t воздуха образуются
У поверхности земли – положительная, в облаках – ниже 0°С
В какое время года выпадают
Весной, летом, осенью, иногда зимой (при оттепелях)
Зимой, поздней осенью, ранней весной
Из каких облаков выпадают
Кучево-дождевых, слоисто-дождевых
Слоистых
Кучево-дождевых
Вывод: Осадки выпадают из облаков, находящихся на разной высоте и содержащих различное количество влаги.
Физминутка
Различие осадков (составление кластера).
По характеру возникновения:
А) жидкие - дождь, роса, морось
Б) твёрдые - снег, крупа, град, иней, изморозь, гололёд.
По характеру выпадения различают осадки
А) ливневые – быстрое изменение интенсивности, непродолжительны (кучево-дождевые облака, часто с градом)
Б) обложные – равномерные, длительные (слоисто-дождевые облака)
В) моросящие – в виде мороси (слоистые, слоисто-кучевые облака)
Различие осадков по происхождению.
А) конвективные осадки – интенсивный нагрев и испарение (жаркий пояс)
Б) фронтальные осадки – встреча двух различных воздушных масс (умеренный и холодный пояса)
В) орографические–выпадают на наветренных склонах гор
Атмосферные осадки
По характеру выпадения
По происхождению
По характеру возникновения
Измерение количества атмосферных осадков.
Существуют специальные приборы для измерения количества выпадающих осадков
осадкомер – прибор для измерения жидких атмосферных осадков
снегомерная рейка предназначена для измерения высоты и плотности снегового покрова.
Количество осадков
Количество осадков за сутки вычисляется путем сложения результатов двух измерений.
Количество осадков за месяц равно сумме осадков, выпавших за все дни этого месяца.
Годовое количество осадков – сумма осадков за все месяцы года.
Работа с климатограммой
Осадки нашего региона.
Какие виды осадков характерны для нашей местности?
Предполагаемый ответ: весной, летом и осенью в Саратовской области выпадают осадки в виде дождя, града, зимой - в виде снега. Иногда зимой могут выпадать осадки в виде дождя.
Итог урока.
Изучив материал сегодняшнего урока, мы определили виды осадков, причины их выпадения, научились читать диаграммы выпадения осадков, выяснили, какие осадки характерны для нашей местности.
В результате нашей работы мы составили схему (кластер) «Виды атмосферных осадков».
Карточка № 1 .
Какие агрегатные состояния воды вы знаете?
Какие виды облаков вы знаете?
Абсолютная влажность при температуре +10 о С составляет 4 г водяного пара. Определите относительную влажность этого воздуха.
Карточка № 2
Что общего между облаками и туманом?
Как образуется туман?
Абсолютная влажность при температуре +20 о С составляет 14 г водяного пара. Определите относительную влажность этого воздуха.
Карточка № 3
Какие облака похожи на разбросанные по небу белые кучки ваты?
Как образуются облака?
Абсолютная влажность при температуре 0 о С составляет 2 г водяного пара. Определите относительную влажность этого воздуха.
Вода, выпавшая на поверхность Земли в форме дождя, снега, града или осаждающаяся на предметы в виде конденсата как иней или роса, называется атмосферными осадками. Осадки могут быть обложными, связанными с теплыми фронтами, или ливневыми, связанными с холодными фронтами.
Появление дождя обусловлено слиянием мелких капелек воды в облаке в более крупные, которые превозмогая силу тяжести, падают на Землю. В том случае, если в облаке содержатся мелкие частицы твердых тел (пылинки), процесс конденсации протекает быстрее, так как они выступают ядрами конденсации.При отрицательных температурах конденсация водяного пара в облаке приводит к выпадению снега. Если снежинки из верхних пластов облака попадают в нижние с более высокой температурой, где содержится большое количество холодных капель воды, то снежинки соединяются с водой, теряя форму и превращаясь в снежные комочки диаметром до 3 мм.
Образование осадков
Град образуется в облаках вертикального развития, характерными чертами которых является наличие положительных температур в нижнем слое и отрицательных – в верхнем. В данном случае шаровидные снежные комочки с восходящими воздушными потоками поднимаются в верхние участки облака с более низкими температурами и застывают с образованием шаровидных льдинок – градин. Затем под действием силы тяжести градины падают на Землю. Они обычно неодинаковы по размеру и могут быть величиной диаметра от горошины до яйца курицы.
Виды атмосферных осадков
Такие виды осадков, как роса, иней, изморозь, гололед, туман, образуются в приземных слоях атмосферы за счет конденсации водяного пара на предметах. Роса появляется при более высоких температурах, иней и изморозь – при отрицательных. При чрезмерной концентрации водяных паров в приземном атмосферном слое появляется туман. Если туман смешивается с пылью и грязью в промышленных городах, он называется смогом.
Измерение осадков производят по толщине слоя воды в миллиметрах. На нашей планете, в среднем, выпадает примерно 1000 мм осадков в год. Для измерения количества осадков используют такой прибор, как осадкомер. В течение многих лет ведутся наблюдения за количеством выпадающих осадков в разных регионах планеты, благодаря чему были установлены общие закономерности распределения их по земной поверхности.
Максимальное количество осадков наблюдается в экваториальном поясе (до 2000 мм в год), минимальное – в тропиках и полярных областях (200-250 мм в год). В умеренном поясе среднегодовое количество осадков составляет 500-600 мм в год.
В каждом климатическом поясе также отмечается неравномерность в выпадении осадков. Это объясняется особенностями рельефа определенной местности и преобладающим направлением ветра. К примеру, на западных окраинах Скандинавского горного массива выпадает 1000 мм в год, а на восточных – более чем в два раза меньше. Выявлены участки суши, на которых почти полностью отсутствуют осадки. Это пустыни Атакама, центральные области Сахары. В этих регионах среднегодовой уровень осадков составляет менее 50 мм. Огромное количество осадков отмечается в южных районах Гималаев, в Центральной Африке (до 10000 мм в год).
Таким образом, определяющими чертами климата данной местности являются среднемесячное, сезонное, среднегодовое количество осадков, их распределение по поверхности Земли, интенсивность. Эти особенности климата оказывают существенное влияние на многие отрасли хозяйства человека, в том числе сельское.
Похожие материалы:
Основным фактором, который оказывает существенное влияние на прогресс флоры и фауны планеты Земля, является наличие благоприятного для развития жизни климата (температура, влажность, различные виды осадков).
Из этого списка именно атмосферные явления создают многочисленные климатические зоны, которые, в свою очередь, отличаются многообразием форм жизни.
Все осадки неразрывно связаны с круговоротом воды в природе – сюда относятся все явления, которые формируются на основе физико-химических свойств воды и ее способности находиться в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и парообразном (3 вида осадков).
В школе данную тему проходят во 2 классе по предмету «Окружающий мир».
Что такое осадки
Строгое определение атмосферным осадкам в географии принято давать следующим образом. Этим термином называются такие явления, возникающие в атмосфере Земли, которые основаны на концентрации воды в воздушном слое, а также связаны с переходом водяной дисперсии в различные агрегатные состояния и выпадением на поверхность планеты.
Основной классификацией осадков является разделение по температуре атмосферных фронтов:
- обложные – ассоциированные с теплыми потоками воздуха;
- ливневые – связаны с холодными воздушными массами.
Для учета количества осадков, которые выпадают на поверхность Земли в определенном регионе, метеорологами используется специально оборудование – осадкомеры, которые выдают данные, измеряемые в толщине слоя жидкой воды, попавшей на твердую поверхность. Единицы измерения – миллиметры в год.
Природные осадки играют ключевую роль в образовании земного климата и формируют оборот воды в природе.
Виды атмосферных осадков
Условно разделить виды осадков можно на основании агрегатного состояния воды, в котором она попадает на Землю. Принципиально это возможно всего в двух вариантах – твердой и жидкой форме.
Исходя из этого, классификация выглядит следующим образом:
- жидкие — (дождь и роса);
- твердые — (снег, град и иней).
Разберемся, что представляет собой каждый из видов таких осадков.
Самый распространенный вид осадков – дождь (относится к конвективным осадкам). Это явление формируется под воздействием лучистой энергии Солнца, которое нагревает влагу, находящуюся на поверхности Земли, и испаряет ее.
Попадая в верхние слои атмосферы, которые заметно холоднее, вода конденсируется, образуя скопление мельчайших капель. Как только количество конденсата достигает большой массы, то вода проливается на землю в виде обильного дождя.
Виды дождя разделяются в зависимости от размера капель, что, в свою очередь, связано с потоками и температурой воздуха.
Разновидность дождей формируется так — если воздух теплый, то он формирует более крупные капли, а если холодный, то можно наблюдать моросящий слабый дождь (переохлажденный дождь). При понижении температуры выпадает дождь со снегом.
Другой, связанный с конденсацией процесс, – это выпадение росы. Это физическое явление основано на том, что в определенном объеме воздуха может находиться строго определенное количество пара при данной температуре.
Пока предельный объем пара не достигнут, конденсация не происходит, но как только количество превышает нужное значение, происходит выпадение в жидкое состояние излишков. Это мы можем наблюдать ранним утром на улице, взглянув на росу, цветы и другие твердые предметы.
Другой распространенный вид осадков – это снег. Принципиально, его формирование похоже на формирование дождя, однако отличается дождь от снега тем, что при выпадении на землю, капли значительно охлаждаются воздушными струями, которые имеют отрицательную температуру, и происходит формирование микроскопических ледяных кристаллов.
Поскольку процесс формирования снежинок происходит в воздухе и под воздействием различной температуры, то это обуславливает большое количество форм и кристаллов снежинок.
Если температура очень низкая, то формируется обложной снег, если ближе к нулю, то ливневой снег. Мокрый снег формируется при температуре чуть выше нуля.
Одно из опасных атмосферных явлений – это град. Его образование происходит преимущественно летом, когда разогретые потоки воздуха уносят парообразную влагу в верхние слои атмосферы, где, переохлаждаясь, вода замерзает, образуя ледяные кусочки.
Они не успевают растаять при полете до земной поверхности и часто являются причиной уничтожения урожая или повреждения строений.
Конденсация воды из пара возможна и зимой. В основном, это происходит из-за очень низкого показателя относительной влажности воздуха.
При этом, учитывая отрицательную температуру, сконденсировавшаяся влага тут же замерзает на твердых поверхностях, образуя иней.
Виды осадков по сезонам года
Часто применяют характеристику, основанную на сезонности выпадения осадков.
Итак, бывают:
- осадки, выпадающие преимущественно в теплое время сезона – дождь, морось (подтип дождя), роса, град;
- осадки, выпадение которых происходит в холодный сезон – снег, крупа (подвид снега), иней, изморозь, гололед.
Виды осадков по высоте образования
Более точной является классификация, которая учитывает, на какой высоте происходило превращение конденсата в один из видов осадков:
- к осадкам, которые образуются в верхних и средних слоях атмосферы, относят дождь, морось, град, крупу и снег – выпадающие из облаков;
- к осадкам, которые формируются в непосредственной близости от земной поверхности (орографические осадки), относятся преимущественно конденсационные явления (примеры — роса, иней, изморозь и гололед) – выпадающие из воздуха.
Как измеряются осадки
Часто в прогнозе погоды можно слышать, что за сутки выпало 2 миллиметра осадков. Такие данные метеорологи и синоптики определяют на метеостанциях при помощи специального оборудования – осадкомеров.
Это градуированные ведра (на которые нанесены условные знаки), выполненные в определенном типоразмере, которые установлены на улице.
Ежедневно, в промежутке времени от 9-00 до 21-00 (время берется по часовому поясу GMT 0), метеоролог собирает всю влагу, которая накапливается в ведре, и переливает в мерный цилиндр (деления цилиндра выполнены в мм).
Полученные значения заносят в журнал учета, формируя таблицу осадков. Если выпавшие осадки были твердыми, то допускается их растопить.
Для построения визуальной картины, на карте обозначаются точки с измеренным количеством осадков. Эти точки соединяют в схему линиями – изогиетами, а пространство закрашивают цветами осадков с возрастающей интенсивностью.
Как осадки влияют на работу авиации
Существуют целый ряд очень важных атмосферных факторов, которые затрудняют работу авиации. В первую очередь, это связано с обеспечением безопасности полетов.
Основные из них:
- В первую очередь, это ухудшение видимости для пилотов воздушных судов. Снижение видимости в сильный дождь или снежную бурю происходит до 1,5-2 км, что затрудняет визуальный контроль курса.
- При взлете или посадке конденсация влаги на стеклах или оптических отражателях может привести к искаженному восприятию информации пилотом.
- Большое количество водяной мелкодисперсной пыли при попадании в двигатель могут затруднить и нарушить его работу.
- При обледенении аэродинамических элементов воздушного судна (крыльев, рулевых элементов), происходит потеря летных характеристик.
- При выпадении значительно количества осадков, затрудняется контакт с покрытием взлетно-посадочной полосы.
Таким образом, все осадки, применительно к авиации, носят исключительно неблагоприятный характер.
Осадки являются ключевым фактором, способствующим формированию на Земле климата, а также географических зон. Условное разделение проводят в зависимости от сезонности, однако, следует помнить, что в межсезонье могут происходить комбинации. Также осадки являются важнейшим элементом водооборота на планете.
