Как возникает туман? Почему туман в проливе Ла-Манш — частое явление?
21. Этот вид осадков выпадает из кучево-дождевых облаков большой вертикальной мощности, вершины которых могут достигать высоты 10 км. Сильные восходящие токи внутри них, достигающие скорости нескольких десятков метров в секунду, поднимают капли облачной влаги высоко вверх, где температура воздуха очень низка (-20, -40 °C). Здесь они замерзают, превращаются в льдинки, слипаются и дают начало тем видам осадков, которые достигают крупных размеров (иногда до 600–700 г), и всегда наносят большой ущерб сельскому хозяйству. Что это за вид осадков? Какими причинами обусловлены их крупные размеры? Что известно вам о выпадении их на землю?
22. 12 апреля 1998 г. Вербное воскресенье удивило жителей Москвы обильным снегопадом, который продолжался и 13 апреля и одел столицу белоснежным покрывалом. И это после начавшегося с 24 марта потепления, обычного для этих дат, сопровождавшегося таянием остатков снега, дневными температурами +8 °C и даже +12 °C с осадками в виде дождя. И вдруг такой резкий контраст. Ночная температура до -18 °C, дневная до -11, -12 °C, 13 и 14 апреля еще и резкий северный ветер. А с неба сыпались крупные обильные снежные хлопья (и днем, и ночью), укрывшие землю снежным покровом, высота которого достигала 40 см. Климатическая аномалия, охватившая Европу и Америку, докатилась до Москвы и 29 января 2004 г. буквально обрушилась на столицу невиданно обильным снегопадом. Встал весь транспорт, несмотря на бесперебойную работу снегоочистительных машин. Все авиарейсы были отменены, а прибывающие самолеты направлялись в аэропорты других городов, даже в Хельсинки. Уже 30 января необычный снегопад сменился проливным дождем, который сопровождался резким повышением температуры до +4 °C. Почему же осадки даже зимой могут иногда выпадать в виде дождя, а летом — в виде снега?
23. А сколько вообще выпадает на Землю осадков?
Ответы [54]
По горизонтали:
1. Слой плотного льда, нарастающего на земле и наземных предметах, который образуется из намерзающих капель переохлажденного дождя.
3. Вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая на земную поверхность.
6. Скопление мельчайших капелек воды или кристалликов льда (меньше 0,05 мм) над поверхностью земли, вызывающее «помутнение» воздуха.
8. Прибор для сбора и измерения количества атмосферных осадков.
10. Мельчайшие капельки воды, которые выделяются из воздуха, насыщенного влагой, на охлаждающейся (ночью и к утру) поверхности земли, наземных предметах, траве и листьях растений (где сливаются в более крупные капли).
По вертикали:
1. Осадки, выпадающие из кучево-дождевых облаков в теплое время года в виде частиц плотного льда размером от нескольких миллиметров до 15–20 см в диаметре.
2. Жидкие осадки, выпадающие из облаков в виде капель воды диаметром 0,1 мм и больше.
4. Твердые осадки, выпадающие из облаков в виде снежинок, звезд, пушинок, игл, пластинок и других форм кристалликов льда.
5. Снеговидное рыхлое отложение льда на ветвях, деревьях, проводах при тумане, которое легко стряхивается при ветре или прикосновении.
7. Тонкий неравномерный слой кристаллического льда, образующийся из ледяного пара при соприкосновении воздуха, насыщенного влагой, с переохлажденной поверхностью земли, строений, наземных предметов, растений.
9. Твердые осадки, выпадающие из кучево-дождевых облаков в виде матово-белых снегоподобных частиц круглой или неправильной формы размером от 1–2 до 15 мм.
Ответы [55]
Чудеса атмосферы
Вот как описал эти необычные оптические явления в Арктике полярный исследователь Г. А. Ушаков в своих книгах «Остров метелей» и «По нехоженой земле»: «К полудню около Солнца появляется круг, а по бокам его — слабые ложные Солнца. Через час на небе возникают столбы. Время от времени они увеличиваются и делаются ярче, потом уменьшаются и затухают. К двум часам и столбы, и круг исчезают… На западе за горизонт опускается огромный красный шар Солнца, Вернее, не шар, а сфероид. Весь запад горит. Загорается снег, загораются снежные лучи и пыль над ними… Но огонь этого пожара не греет. Он невыносимо холоден.
Наконец появилось само Солнце. Огромный, сильно увеличенный и сплющенный рефракцией диск оторвался от линии горизонта и торжественно, медленно поплыл на запад. Его разорванные края напоминали не то бахрому сказочной огненной шали, не то гигантские языки застывшего пламени.
54
1. Морось; выпадает из слоистых или слоисто-кучевых облаков.
2. Обложные дожди. Они связаны со слоисто-дождевыми (реже — с высокослоистыми) облаками.
3. Ливневый дождь. Кратковременность ливневых осадков объясняется тем, что эти дожди выпадают из отдельных облаков или узкой зоны кучево-дождевых облаков.
4. На Гавайских островах (остров Кауаи), на горе Вамалеале, где число дождливых дней в год составляет 355, и в районе Черрапунджи в Ассаме, в Индии, где годовая сумма осадков — 12 000 мм. Здесь, на станции Черрапунджи, только за сутки выпадало более 1000 мм осадков, т. е. 1000 л на 1 м2, а в 1876 г. было зарегистрировано самое рекордное годовое количество осадков — 23 000 мм!
5. Большое содержание воды в циклонах обусловлено условиями и местом формирования воздушных масс, из которых образуются циклоны.
6. Вот какое объяснение дают по этому вопросу ученые: «Дождь — это когда за полсуток выпадает 3–8 мм осадков. Если же осадков выпало меньше, то синоптики употребляют термин „небольшой дождь“. Прогноз „без существенных осадков“ означает, что количество осадков не превысит 0,3 мм за день или за ночь. Если в прогнозе говорится о „кратковременных дождях“, значит, ожидаются дожди с перерывами, но общей продолжительностью не более трех часов в течение полусуток. Просто „кратковременный дождь“ — это дождь продолжительностью также в пределах трех часов».
7. Это грозы, которые сопровождаются ливнями — сильными дождями, интенсивность (т. е. количество осадков, выпавших за 1 минуту) которых не ниже определенного предела. Он тем ниже, чем больше продолжительность дождя. Так, при продолжительности 5 минут ливнем можно считать дождь со средней интенсивностью в 0,5 мм/мин; при продолжительности 30 минут — с интенсивностью 0,23 мм/мин; 1 час — 0,2 мм/мин и т. д.
8. Поземка.
9. Это низовая метель, обычно наблюдается в тылу циклона или на окраинах антициклона.
10. Общая метель. Наиболее сильные из них называют еще снежными бурями, буранами, а в полярных районах — пургой.
11. Сильные ветры, возникающие чаще всего в африканских и азиатских пустынях, поднимают в воздух огромное количество пыли, лесса, песка и уносят за сотни и тысячи километров. Цветная пыль, образуя ядра конденсации и выпадая вместе с дождем и снегом, окрашивает их в различные цвета.
12. Соленый дождь образуется, когда дождевое облако или дождь проходят через воздух, засоренный пылью, в которой содержится соль. Соленые дожди — редкое явление. Осенью 1971 г. соленые дожди прошли в Казахстане в районе озера Балхаш. В каждом литре осадков содержалось около 100 мг солей.
13. Кислотные дожди (осадки, содержащие серную и азотную кислоты) являются следствием вредных промышленных выбросов в атмосферу отходов фабрик, заводов, электростанций. С ростом числа промышленных предприятий увеличивается объем таких отходов, особенно серного ангидрида. Соединяясь с влагой, находящейся в атмосфере, он образует ядовитые облака, из которых выпадают кислотные дожди, несущие смерть всему живому. Ветер относит облака за сотни километров от района их возникновения. Так, по подсчетам канадских ученых, половина кислотных дождей, обрушивающихся на Канаду, — детище крупных промышленных центров Среднего Запада США. Поэтому без участия американской стороны канадцы не в состоянии решить проблему «кислотной агрессии», ущерб от которой для канадской экономики составляет свыше миллиарда долларов в год. Загрязнение атмосферы британской промышленностью приводит к тому, что сотни озер и рек в самой Великобритании и в Скандинавских странах, куда она «экспортирует» кислотные дожди, стали безжизненными.
14. Когда смерч проносится над такими местами побережий, где лежат только выгруженные уловы с рыбных траулеров, или над территориями, где есть озера или пруды, пониженное давление в центре смерча приводит к засасыванию всего, что встречается на пути, в том числе к засасыванию воды, нередко вместе с ее обитателями. Где-нибудь за десятки и даже за сотни километров от этого места, когда смерч начинает ослабевать, на головы изумленных людей может обрушиться необычный дождь. Так, в 1806 г. в Дании в течение получаса с неба сыпались морские раки, а в Шотландии и Норвегии шли дожди из сельди. В 1933 г. в селе Кавалерово Приморского края шел дождь с медузами. В 1949 г. в одном из районов Новой Зеландии выпал дождь из живой рыбы и покрыл большой участок местности почти сплошным слоем рыбы. А в 1974 г. в пригороде Ашхабада прошел дождь из живых лягушек. В июне 1984 г. в Англии близ городка Ширек выпал дождь из моллюсков и морских звезд, а на год раньше, в июне 1983 г., — дождь с градом, градины которого содержали кусочки кокса от полусантиметра до куска величиной 60 х 46 мм. Но особенно удивил жителей села Мещеры Горьковской области дождь из старинных золотых и серебряных монет чеканки времен Ивана Грозного, очевидцами которого они стали в один из летних дней 1940 г.
15. Этот вопрос может показаться странным. Тем не менее ученые Алма-Аты установили, что одна туча, проходящая над казахстанскими степями, содержит в среднем 50 000 т воды. Определение массы облаков дает возможность подсчитать потенциальные ресурсы атмосферной влаги над засушливыми районами, а когда они оказываются над крупными сельскохозяйственными угодьями, нуждающимися в орошении, позволяет искусственным путем вызвать дождь. Так, в Узбекистане существует радиолокационная станция, специалисты которой могут точно определить направление, структуру, скорость движения облака, запасы влаги в нем и рассчитать время для запуска специальных снарядов, вызывающих осадки.
16. Любое вмешательство в атмосферные процессы требует очень большой осторожности. Поэтому служба метеозащиты Москвы предварительно исследует синоптические условия облаков — их температуру, влажность, протяженность облачного слоя, его микрофизическую структуру и т. п. Выяснив все это, служба погоды с помощью авиации перераспределяет осадки: уменьшает их количество в городе, где, например, уборка снежного покрова высотой 8 см обходится в миллионы рублей, и увеличивает их за пределами города. Для этого с помощью самолетов в облака вводится реагент — твердая углекислота, температура которой -79 °C. Охлажденный таким образом, насыщенный водяным паром и жидкими каплями воздух приобретает новые свойства. Углекислота усиливает образование в облаке ледяных кристалликов. Они быстро достигают размеров осадков и выпадают в основном за городом. Для предотвращения осадков, выпадающих в виде града, проводят анализ радиолокационных данных, на их основе определяют структуру облачности, зоны интенсивного образования осадков и появления твердых частиц. Если размеры градин велики и выпадение града представляет большую опасность, определяют, в какую часть облака и когда необходимо внести реагент — состав, содержащий йодистое серебро. В результате образуется больше градин, но более мелких по размерам. Выпадая, они тают по пути к земле и долетают уже в виде дождя.
17. Специальный самолет «Ан-26» при обнаружении мощных кучевых облаков, нередко возникающих над пылающим лесом, «расстреливал» их химическими ракетами, засевая облака химическими реагентами, вызывающими выпадение дождя над очагами пожара. Однако это только один из способов тушения лесных пожаров, поскольку такие облака возникают не над каждым очагом огня.
18. Причина обледенения судов заключается в том, что зимой вода, которая оседает на надстройках судна, замерзает при морозе, покрывая судно сплошным ледяным панцирем. Возникающее в связи с этим повышение центра тяжести и увеличение осадки судна под тяжестью льда часто являются причиной его гибели. Вот почему Цемесская бухта у Новороссийска во время норд-оста становится очень опасной для находящихся здесь судов, поскольку замерзание водяных брызг и водяной пыли на палубных надстройках при зимней боре происходит настолько быстро, что единственным спасением в этом случае является выход в открытое море за пределы действия боры.
19. Обледенение самолетов чаще всего происходит во время их полетов при дожде и в облаках, содержащих большое количество переохлажденного водяного пара. Эти переохлажденные капли воды, сталкиваясь с самолетом, замерзают, одевая его в ледяной панцирь. Это может происходить и при безоблачном небе, когда влажный теплый воздух соприкасается с холодной поверхностью самолета. Образование корки льда может служить причиной катастрофы.
20. Густые туманы бывают на морях и побережьях в теплое время года при движении воздуха с теплой суши на более холодное море. На океанах туманы возникают в местах соприкосновения теплых и холодных течений, например к югу от Ньюфаундленда, где близко подходят друг к другу теплое течение Гольфстрим и холодное Лабрадорское течение. Главными причинами возникновения известных лондонских туманов и туманов в проливе Ла-Манш являются соприкосновение в этом районе относительно холодных вод северной части Атлантического океана с более теплыми водами Северо-Атлантического течения и возникающий в результате этого контраст температур воздуха. В горах туман возникает при ветре снизу из долины. Воздух, поднимаясь, охлаждается, его относительная влажность увеличивается, возникает туман, может выпадать дождь.
21. Это град — одна из разновидностей осадков, выпадающих в виде частиц льда неправильной формы размером от мелкой горошины до куриного яйца. Падая вниз с большой скоростью (иногда превышающей 15 м/с), они не успевают растаять, несмотря на высокую температуру воздуха у земной поверхности. Чаще всего выпадение града наблюдается при грозах, но при этом далеко не каждая гроза сопровождается градом.
Большой ущерб град наносит сельскому хозяйству, уничтожая посевы зерновых, выбивая плантации бахчевых культур и овощей, ломая виноградные лозы и фруктовые деревья в садах. И хотя град выпадает на относительно небольших площадях (от нескольких километров в ширину до 100 и более в длину), местность после его выпадения всегда выглядит плачевно.
22. Вид осадков зависит от температуры воздуха в подоблачном слое, структуры и высоты облаков. Обычно облака, из которых выпадают на землю осадки, состоят из ледяных кристалликов разных размеров и капель переохлажденной воды. Если подоблачный слой воздуха имеет отрицательную температуру, эта смесь, падая вниз, не успевает растаять и опускается на землю в виде мокрого снега. Подоблачный слой вследствие вторжения холодных или теплых воздушных масс подвержен резким температурным изменениям, как это наблюдалось ранней весной и поздней осенью в Москве в 1997 и 1988 гг., а в 1999 г. на территории Центрального и Центрально-Черноземного районов, что каждый раз вызывало кратковременные потепления или возвраты холодов. Так, вторжение холодных воздушных масс на территорию европейской части России вызвало в мае резкое понижение температуры и самые продолжительные за последние 200 лет заморозки (весь май) в Центральном Черноземье. В то же время вторжение теплых воздушных масс обусловило очень теплый сентябрь и повышение температуры воздуха в первую неделю октября в Москве до +23 °C, в Центрально-Черноземном районе до +28 °C, Холодный апрель, жаркий сухой май с возвратом холодов в конце месяца и начале июня наблюдался весной 2003 г, в Центральном Черноземье. Особенно капризна погода в приморских районах, где разница температур воздуха над сушей и морем обусловливает внезапные колебания погоды во все сезоны. Так, зимой 1974/75 г. в Прибалтике практически не было снега до конца января.
23. Вот какую информацию по этому вопросу дает ученый П. Д. Астапенко: «Годовое количество осадков на Земле оценивается в 5,26 х 1020 г, из которых 4,12 х 1020 г выпадает над океанами и 1,14 х 1020 г — над сушей. А выпадающие за год осадки эквивалентны слою воды 1036 мм. Отсюда следует, что водяной пар в атмосфере обновляется 47 раз в год, т. е. каждые 7,8 дня (по данным некоторых исследователей, 43 раза в год и каждые 8,5 дня). Испаряется с поверхности Земли столько же влаги, сколько ее выпадает с осадками, но на океаны приходится 4,53 х 1020 г испаряющейся воды за год, а на сушу — 0,73 х 1020 г. Годовой сток с суши равен 0,41 х 1020 г».
55
По горизонтали: 1. Гололед. 3. Осадки. 6. Туман. 8. Осадкомер. 10. Роса.
По вертикали: 1. Град. 2. Дождь. 4. Снег. 5. Изморозь. 7. Иней. 9. Крупа.