47. Как облачные капли растут до дождевых?

Рост капель до размеров дождевых происходит в теплых и холодных облаках по-разному. Теплые облака – это облака, верхняя граница которых лежит около изотермы 0 ⁰С. В этих облаках имеются только капли воды. В таких облаках капли растут за счет конденсации и коагуляции.

Для осуществления коагуляции нужно, чтобы в облаке были капли разных размеров. Некоторые капли становятся достаточно большими и начинают падать. Более крупные капли падают быстрее, чем более мелкие. Поэтому они захватывают все более мелкие, которые попадаются на их пути, и растут. В теплом облаке конденсация происходит у нижней границы, а коагуляция – по мере переноса капель вверх восходящими токами. Когда капля достигает достаточно больших размеров, она преодолевает сопротивление воздуха и выпадает из облака.В холодных облаках рост облачных элементов происходит несколькими способами (механизм замерзания, перегонки, контактной кристаллизации, намерзания и агрегации). Преобладающим механизмом роста капель принято считать перегонку пара с капель на ледяные кристаллы. Его можно описать, примерно, так.

Чем меньше капли переохлажденной воды, тем более низкие температуры нужны, чтобы они замерзли. Поэтому более крупные капли замерзают, а мелкие капли остаются и в холодном облаке. Вследствие того, что давление насыщенного пара над водой больше, чем над льдом, ледяные кристаллы служат отличными ядрами конденсации для переохлажденной воды. Поэтому в зоне низких температур, во-первых, конденсируется больше капель, а во-вторых, мелкие капли воды испаряются, а кристаллы растут. Так осуществляется перегонка пара с капель на кристаллы.

48. Виды осадков и условия их выпадения.

Чтобы процесс коагуляции приводил к выпадению осадков, нужно: а) чтобы в облаке были капли разных размеров, б) чтобы облако было значительной толщины (не менее 2-3 км), в) чтобы наблюдались сильные и стабильные восходящие токи. Такие условия имеются только в экваториальной зоне. Именно там осадки из теплых облаков вносят существенный вклад в баланс влаги.

Ледяные кристаллы растут за счет перегонки и других процессов гораздо интенсивнее, чем капли. По мере роста они начинают падать все быстрее. Падая, они переходят в зону положительных температур, где пара гораздо больше, и скорость их роста увеличивается, но они начинают таять. Когда льдинки достигают тех размеров, которые наблюдатель видит, они либо обводнились и превратились в капли дождя, либо не растаяли и остались снежинками. Но размер их уже так велик, что удержать их воздушные потоки не могут.

При метеорологических наблюдениях различают следующие виды осадков:

1. Жидкие осадки:

   • полосы падения, не достигающие земли;

   • морось (r <0,5 мкм); дождь (r > 0,5 мкм);

   • обложной дождь (длительный дождь из Ns);

   • ливень (сильный кратковременный дождь, обычно выпадает из Cb, часто сопровождается шквалом, грозой).

2. Твердые осадки:

   • снег – отдельные кристаллы (снежинки) часто наблюдаются в виде полос, связанных с перистыми облаками;

   • снежные заряды – кратковременное выпадение снега, Снегопад – продолжительное выпадение снега из Ns;

   • ливневый снег – сильный, но кратковременный снегопад из Cb;

   • Снежная буря – выпадение снега при сильном ветре и понижении температуры.