Метеорология и климатология (рус.)

Осадки выпадают в том случае, если хотя бы часть элемен­тов, составляющих облако (капелек или кристалликов), по ка­ким-то причинам укрупняется. Когда облачные элементы стано­вятся настолько тяжелыми, что сопротивление воздуха и вос­ходящие его движения больше не могут удерживать их во взвешенном состоянии, они выпадают из облака в виде осадков.

Укрупнение капелек до нужных размеров не может происхо­дить путем конденсации. В результате конденсации получаются только очень мелкие капельки. Для образования более крупных капель процесс конденсации должен был бы продолжаться чрезмерно долго. Более крупные капли, выпадающие из облака в виде дождя или мороси, могут возникнуть другими путями.

Дождь состоит из капель диаметром более 0,5 мм, но не бо­лее 8 мм. При более значительных размерах капель они при падении разбиваются на части. В ливневых дождях величина капель больше, чем в обложных, особенно в начале дождя. При отрицательных температурах дождь иногда выпадает в пере­охлажденном виде; соприкасаясь с земной поверхностью, пере­охлажденные капли замерзают, покрывая ее ледяной коркой.

Морось состоит из капелек диаметром порядка 0,5—0,05 мм с очень малой скоростью выпадения; они легко переносятся вет­ром в горизонтальном направлении. Снег состоит из сложных ледяных кристаллов (снежинок). Формы их очень разнообразны в зависимости от условий их об­разования. Основная форма снежных кристаллов — шестилучевая звезда. Звезды получаются из шестиугольных пластинок потому, что сублимация водяного пара наиболее быстро проис­ходит на углах пластинок, где и нарастают лучи; на этих лучах, в свою очередь, создаются разветвления. Диаметры выпадаю­щих снежинок могут быть очень различными, в общем же — порядка миллиметров. Снежинки при выпадении часто сли­паются в крупные хлопья. При температурах, близких к нулю и выше нуля, выпадает мокрый снег или снег с дождем. Для него характерны крупные хлопья.

При определенных условиях из облаков выпадают осадки, т. е. капельки или кристаллы настолько крупных размеров, что они уже не могут удерживаться в атмосфере во взвешенном со­стоянии. Наиболее известны и важны дождь и снег. Однако име­ется еще несколько видов осадков, отличающихся от типичных форм дождя и снега.

Как дождь, так и снег выпадают в основном из облаков вос­ходящего скольжения и из облаков конвекции. В зависимости от этого и характер выпадения осадков будет различным.

Из облаков восходящего скольжения (слоисто-дождевых и высоко- слоистых), связанных с фронтами, выпадают обложные осадки. Это длительные осадки средней интенсивности. Они выпадают сразу на больших площадях, порядка сотен тысяч квадратных километров, сравнительно равномерно и достаточно продолжительно (часами и десятками часов). Осадки отмеча­ются на всех станциях или на большинстве станций на большой территории; при этом суммы осадков на отдельных станциях не слишком сильно отличаются одна от другой. Наибольший про­цент в общем количестве осадков в умеренных широтах состав­ляют именно обложные осадки.

Туман возникает в том случае, когда у земной поверхности создаются благоприятные условия для конденсации водяного пара. Нужные для этого ядра конденсации существуют в воз­духе всегда. Однако в больших промышленных центрах содер­жание в воздухе ядер конденсации, притом крупных, резко по­вышено. Поэтому повторяемость и плотность туманов в больших городах больше, чем в загородных местностях.

Вследствие гигроскопичности ядер конденсации образование тумана начинается при относительной влажности меньше 100% (около 90—95%), т. е. еще до достижения точки росы. Выше ска­зано, что при температурах порядка -10° и ниже туман может стать смешанным, а при очень низких температурах (ниже -30°) даже и чисто кристаллическим. Образование тумана при таких температурах возможно при значениях относительной влажности по психрометру значительно ниже 100% (до 80% и ниже). Такая влажность показывает отсутствие насыщения по отноше­нию к жидкой воде; но для ледяных кристаллов она будет со­ответствовать насыщению.

Мы уже знаем, что воздух часто представляется замутнен­ным вследствие наличия в нем загрязнений разного рода и мельчайших зачаточных продуктов конденсации. Эти аэрозоль­ные примеси рассеивают проходящий свет и приводят к ухуд­шению видимости.

Если помутнение воздуха невелико, оно называется дымкой. Помутняющие частицы при этом являются микроскопическими капельками и пылинками; но при очень низких температурах это также мельчайшие кристаллики. Такого рода помутнение может наблюдаться на высоких уровнях, придавая небесному своду белесоватость; в таких случаях дымка является зачаточ­ной стадией облаков.

Но обычно дымка наблюдается и у земной поверхности, распространяясь от нее на более или менее значительную высоту вверх. При этом дымка ослабляет краски ландшафта и умень­шает дальность видимости, т. е. расстояние, на котором разли­чимы очертания предметов.

Продолжительностью солнечного сияния называется время, в течение которого прямые солнечные лучи освещают земную по­верхность. На метеорологических станциях она измеряется ге­лиографами, основанными обычно на том, что под действием фокусированных солнечных лучей остается либо прожог на спе­циальной бумажной ленте, либо след на фотобумаге.

Продолжительность солнечного сияния является немаловаж­ным элементом климата. Она зависит от длины дня, определяе­мой географической широтой и временем года, а также от об­лачности, которая не пропускает прямую радиацию.

Продолжительность солнечного сияния можно выражать либо в часах, либо в процентах от наибольшей возможной продол­жительности, т. е. от долготы дня (относительная продолжи­тельность). В последнем случае особенно хорошо видно, на­сколько облачность уменьшает продолжительность солнечного сияния.

Степень покрытия небесного свода облаками называют облачностью. Облачность выражается в десятых долях покрытия неба. При облаках, полностью закрывающих небо, облачность обозначается числом 10, при совершенно ясном небе — числом 0. При выводе средних величин можно давать и десятые доли еди­ницы. Так, например, 5,7 означает, что облака покрывают 57% небосвода.

Для службы погоды существует особый код облачности, где все степени покрытия неба укладываются в рубрики от 0 до 8, а цифрой 9 обозначаются условия, когда облачность нельзя ви­деть из-за темноты, тумана, пыльной бури и т. п.

Облачность обычно определяется наблюдателем на глаз. Но существуют для этого и приборы в виде выпуклого полусфериче­ского зеркала, отражающего весь небосвод и фотографируемого сверху, либо в виде фотокамеры с аналогичным объективом.