Формирование осадков в природе.
Пост подготовлен сообществом @ekomir в рамках @vox-populi.
Автор @tamilamila!
Осадки выпадают, когда капли воды или кристаллы льда становятся такими тяжелыми, что скорость их падения превосходит скорость движения воздуха вверх. Покинув облако, падающие ледяные кристаллы в течение какого-то времени продолжают расти во влажном воздухе. Однако, в конце концов, они, как и капли дождя, начинают испаряться. Достаточно тяжелые капли достигают поверхности земли в виде осадков, остальные образуют висящие пучки, или полосы падения осадков, напоминающие рваный занавес между землей и облаками. Сколько времени будет висеть этот «занавес», не испаряясь, зависит от размеров капель и от относительной влажности в подоблачном слое.
Английский метеоролог Б. Дж. Мейсон вычислил, что капли радиусом 0, 01 миллиметра (из таких капель состоят облака) в воздухе с влажностью 90% проходили в падении путь, равный лишь 3 сантиметрам и затем испарялись. Капля радиусом 0, 1 мм падала бы 150 метров, а радиусом 1 мм — около 40 километров при той же влажности воздуха, так как облака обычно располагаются на высоте нескольких сотен метров над поверхностью земли, то минимальный радиус капель, достигающих земли в виде осадков, составляет 0, 1 мм. Морось — самый мелкий дождь — состоит из капель радиусом от 0, 1 до 0, 25 мм. Радиус капель дождя не может превышать 2, 5 миллиметра. Такие капли обязательно деформируются воздухом и разрываются во время падения. Типичная дождевая капля имеет радиус около 1 миллиметра и падает с установившейся скоростью, то есть со скоростью, при которой гравитационное ускорение уравновешено трением о воздух (6, 5 м/с). Снежинки, имеющие поверхность значительно большую, опускаются со скоростью примерно 1 метр в секунду.
Морось обычно выпадает из низких тонких облаков с рваным основанием, тогда как крупные капли радиусом до 2 миллиметров — из облаков, связанных с теплым фронтом. Самый сильный дождь выпадает из кучево-дождевых облаков толщиной в несколько километров. Это, как правило, кратковременный и интенсивный ливень, так как активная жизнь таких облаков достаточно коротка. Когда слоистые облака поднимаются значительно выше уровня с температурой 0° С, то образуются ледяные кристаллики, которые соединяются в снежинки, в холодную погоду достигающие земли. В теплую погоду они тают и падают в виде дождя.
Часто в мощных потоках кучевых облаков ледяные частички соединяются и могут достигать земли или как снежная крупа, или как дождь.
Снежинки могут содержать до 100 ледяных кристаллов. Они соединяются от едва заметного движения воздуха в самой толще облаков, как правило, располагающихся значительно выше уровня замерзания зимой. Обычно ниже уровня с нулевой температурой снежинки быстро тают, но, если воздух сухой, они сохраняются благодаря испарению и охлаждению даже тогда, когда температура у поверхности земли 3°С. Иногда при температуре 3—4°С падает крупа. Отдельные снежинки могут достигать земли при температуре 4-7 градусов, если воздух очень сухой. Тающим снежинкам и испаряющимся каплям необходимо определенное количество энергии, которую они получают из воздуха, чтобы поддержать процессы таяния и испарения.
