Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
1.1 Образование облаков
2. Формы облаков
2.2 Высокие облака
2.3 Средние облака
2.4 Низкие облака
2.5 Необычные облака
Заключение
Введение
Значение облаков состоит в том, что они задерживают часть солнечной радиации и тем самым влияют на световой и тепловой режимы деятельной поверхности, препятствуют тепловому излучению Земли, из них выпадают осадки.
Несмотря на развитие современных технологий в метрологии и синоптике, по-прежнему немаловажным остается наблюдение за облаками, позволяющие получить существенные сведения о грядущей погоде. Поэтому важно уметь различать облака разных типов.
Трудно сказать, почему многим людям кажется, что различать облака - нелегкое дело, ведь, в сущности, это совсем не так. Хотя верны слова о том, что небо никогда не повторяет своего облика, все же существует всего десять основных типов облаков, и все они имеют вполне видимые различия. Но прежде, чем переходить к рассмотрению этих видов, полезно получить некоторое представление о том, как образуются облака и какими свойствами они обладают. Именно эти аспекты затронуты в данной работе.
Облака - это скопление взвешенных в атмосфере капель воды, или ледяных кристаллов, или смеси тех и других, возникших в результате конденсации водяного пара.
1.1 Образование облаков
В результате конденсации внутри атмосферы возникают скопления продуктов конденсации - капелек и кристаллов. Их называют облаками. Размеры облачных элементов настолько малы, что их вес уравновешивается силой трения еще тогда, когда они имеют очень малую скорость падения. Установившаяся скорость падения капелек получается равной лишь долям см в секунду. Скорость падения кристаллов еще меньше. Это относится к неподвижному воздуху. Но турбулентное движение воздуха приводит к тому, что столь малые капельки и кристаллы вовсе не выпадают, а длительное время остаются взвешенными в воздухе, смещаясь то вниз, то вверх вместе с элементами турбулентности. Облака переносятся воздушными течениями. Если относительная влажность в воздухе, содержащем облака, убывает, то облака испаряются. При определенных условиях часть облачных элементов укрупняется и утяжеляется настолько, что выпадает из облака в виде осадков. Таким путем вода возвращается из атмосферы на земную поверхность.
При конденсации непосредственно у земной поверхности скопления продуктов конденсации называют туманами.
При образовании туманов главной причиной охлаждения воздуха является уже не адиабатический подъем, а отдача тепла из воздуха к земной поверхности.
В зависимости от условий образования облака разделяют:
На внутримассовые, возникающие внутри однородной воздушной массы. Подъем воздуха и его охлаждение до состояния насыщенности происходят в результате процессов тепловой конвекции и динамической турбулентности. Иногда облака этой группы появляются в связи с охлаждением воздуха от подстилающей поверхности или из-за волновых движений на поверхности слоя инверсии;
Фронтальные, образующиеся при восходящих движениях больших воздушных масс на атмосферных фронтах;
Орографические, возникающие на наветренной стороне при вынужденном подъеме воздушных масс по склонам гор.
1.2 Микроструктура и водность облаков
По фазовому состоянию облачных элементов облака делятся на три класса:
· Водяные (капельные) облака, состоящие только из капель воды. Они могут существовать не только при положительных температурах воздуха, но и при отрицательных (-10°С и ниже). В этом случае капли находятся в переохлажденном состоянии.
· Смешанные облака, состоящие из смеси переохлажденных капель воды и ледяных кристаллов. Они могут существовать, как правило, при температурах воздуха от -10 до -40°С.
· Ледяные (кристаллические) облака, состоящие только из ледяных кристаллов. Они преобладают, как правило, при температурах воздуха ниже -30°С.
Облака характеризуются водностью. Водностью облаков называют содержание в них воды в жидком или твердом виде. В водяных облаках в каждом кубическом метре облачного воздуха содержится от 0,2 до 5 г воды. В кристаллических облаках еще меньше - сотые и тысячные доли грамма в м куб. При большой водности и отрицательных температурах в облаках наблюдается интенсивное обледенение самолетов.
2. Формы облаков
2.1 Международная классификация
|
Диапазон высот |
Сокращенное обозначение |
|||
|
Перистые |
||||
|
Перисто-кучевые |
||||
|
Перисто-слоистые |
||||
|
Высококучевые |
||||
|
Высокослоистые |
||||
|
Слоисто-дождевые |
||||
|
Слоистые |
||||
|
Слоисто-кучевые |
||||
|
Кучево-дождевые |
2.2 Высокие облака
Самые высокие облака тропосферы. Они образуются при наиболее низких температурах и состоят из ледяных кристаллов. На вид облака всех трех родов белые, полупрозрачные, мало затеняющие солнечный свет.
Перистые облака выглядят как отдельные нити, гряды или полосы волокнистой структуры. Перисто-кучевые облака представляют собой гряды или пласты, имеющие ясно выраженную структуру из очень мелких хлопьев, шариков, завитков (барашков). Часто они похожи на рябь на поверхности воды или песка.
Перисто-слоистые облака представляют собой тонкую прозрачную белесоватую вуаль, частично или полностью закрывающую небосвод. В них часто возникают оптические явления, называемые гало или различные комбинации светлых дуг.
2.3 Средние облака
Высококучевые облака представляют собой облачные пласты или гряды белого или серого цвета (или одновременно обоих). Это достаточно тонкие облака, более или менее затеняют солнце. Пласты или гряды состоят из плоских валов, дисков, пластин, часто расположенных рядами. Кажущаяся ширина этих элементов в облаках на небесном своде 1-5°. Характерное оптическое явление - венцы, т.е. окрашенные круги небольшого (в несколько градусов) радиуса вокруг дисков светил. Они связаны с дифракцией света водяными капельками облаков. В высококучевых облаках наблюдается также иризация: края облаков, находящихся перед солнцем, получают радужную окраску. Иризация также указывает на строение высококучевых облаков из очень мелких однородных капель, как правило, переохлажденных.
Высокослоистые облака - светлый, молочно-серый облачный покров, застилающий небосвод целиком или частично. Через менее плотные участки могут просвечивать солнце и луна, однако, в виде размытых пятен. Высокослоистые облака являются типичными смешанными облаками: наряду с мельчайшими капельками в них содержатся и мелкие снежинки. Такие облака дают слабые осадки, которые в теплое время года, как правило, испаряются по пути к земной поверхности. Зимой из высокослоистых облаков часто выпадает мелкий снег.
Слоисто-дождевые облака имеют такое же происхождение, как и высокослоистыми. Однако слой их более мощный слой (несколько километров). Эти облака находятся в нижнем, среднем и часто верхнем ярусах. облако небо атмосфера конденсация
В верхней части они состоят из мельчайших капель и снежинок, а в нижней могут содержать также крупные капли и снежинки. Поэтому слой этих облаков представляется более серым; Солнце и луна сквозь него не просвечивают. Из этих облаков, как правило, выпадает обложной дождь или снег, достигающий земной поверхности.
Под покровом таких облаков часто существуют бесформенные скопления низких разорванных облаков, особенно мрачные на фоне слоисто-дождевых.
2.4 Низкие облака
Кучевые облака - это отдельные облака в нижнем и среднем ярусах, как правило, плотные и с резко очерченными контурами, развивающиеся вверх в виде холмов, куполов, башен. Они имеют клубообразный характер (похожи на кочаны цветной капусты) и на солнце кажутся ярко-белыми. Основания облаков сравнительно темные, более или менее горизонтальные. Против солнца облака кажутся темными со светлой каймой по краям. Облака часто настолько многочисленны, что образуют гряды. Иногда они имеют разорванные края и называются разорванно-кучевыми. Кучевые облака состоят только из водяных капель (без кристаллов) и осадков, как правило, не дают. Однако в тропиках, где водность облаков велика, из них вследствие взаимного слияния капель могут выпадать небольшие дожди.
Слоистые облака также находятся в нижнем ярусе. Это самые близкие к земной поверхности облака: в равнинной местности их высота может быть всего несколько десятков метров над землей. Это однородный на вид серый слой капельного строения, из которого может выпадать морось. Но при достаточно низких отрицательных температурах в облаках появляются и твердые элементы; тогда из облаков могут выпадать ледяные иглы, мелкий снег, снежные зерна. Явлений гало эти облака не дают; солнечный диск, если он просвечивает сквозь облака, имеет четкие очертания. Временами слоистые облака представляются в виде разорванных клочьев; тогда их называют разорванно-слоистыми.
Слоисто-кучевые облака в нижнем ярусе представляют собой гряды или слои серых или беловатых облаков, почти всегда имеющие более темные части. Облака эти построены из таких же элементов, что и высококучевые (из дисков, плит, валов), однако на вид более крупных, с кажущимися размерами более 5°. Расположены эти структурные элементы по большей части регулярно, рядами. В большинстве случаев слоисто-кучевые облака состоят из мелких и однородных капелек, при отрицательных температурах - переохлажденных, и не дают осадков. Случается, что из них выпадает слабая морось или (при низких температурах) очень слабый снег.
Кучево-дождевые облака являются дальнейшей стадией развития кучевых. Они представляют собой мощные кучевообразные массы, очень сильно развитые по вертикали в виде гор и башен, часто от нижнего и до верхнего яруса. Закрывая солнце, они имеют мрачный вид и сильно уменьшают освещенность. Вершины их приплюснуты и имеют волокнистую перисто-образную структуру, нередко характерную форму наковален. Кучево-дождевые облака состоят в верхних частях из ледяных кристаллов, а в нижних - из кристаллов и капелек различной величины, вплоть до самых крупных. Они дают осадки ливневого характера: это интенсивные дожди, иногда с градом, зимою сильный густой снег, крупа. С ними часто связаны грозовые явления, которые будут подробнее рассмотрены в последующем. Поэтому такие облака называют еще грозовыми (а также ливневыми). На их фоне нередко наблюдается радуга. Под основаниями этих облаков, так же как и под слоисто-дождевыми, часто наблюдаются скопления разорванных облаков (типа разорванно-слоистых или разорванно-кучевых).
2.5 Необычные облака
Перламутровые облака практически не оказывают влияния на погоду. Они формируются на высотах в 15-30 км и состоят из кристалликов льда, на которых происходит дифракция света, проявляющаяся сильной иризацией облака. Такие облака бывают белого цвета, чаще всего в Антарктике, но наиболее впечатляюще они выглядят, когда окрашены в нежные, пастельные тона. Перламутровые облака видны только в высоких широтах (свыше приблизительно 50° северной или южной широты), когда солнце уже опустилось ниже видимой линии горизонта, но облака еще подсвечиваются, то есть сразу после заката и непосредственно перед восходом солнца. Впрочем, по статистике наблюдений, увидеть перламутровые облака утром менее вероятно, чем вечером. Эти облака относятся к волнистым облакам, образующимся на больших высотах в присутствии сильных ветров в верхних слоях атмосферы и при близком расположении зоны низкого давления.
Серебристые облака еще более редки, чем перламутровые: их можно наблюдать в середине ночи, летом и на широтах приблизительно от 45 до 60° по обе стороны от экватора. В это время солнце садится за горизонт практически на север и продолжает подсвечивать облака, располагающиеся в атмосфере на самой большой высоте: примерно 80-85 км. Серебристые облака залегают непосредственно под плоскостью мезопаузы - самой холодной области атмосферы. Эти облака имеют характерный серебристо-белый цвет и видны приблизительно в течение часа около полуночи. Серебристые облака состоят из кристалликов льда, упорядоченных в очень тонкие слои, в которых различимы складки и волны, складывающиеся затем в целостную структуру облака.
Заключение
Рассмотрев, как образовываются облака, узнав их свойства и самое главное виды, можно прийти к выводу, что облака могут много рассказать нам о процессах, протекающих в небе. Они изменяют характер окружающего их воздуха.
Многие люди, а особенно метеорологи, имеют неподдельный интерес к облакам, потому что знание их может помощь без проблем и практически безошибочно предсказать погоду на ближайшее время.
Список использованных источников
1. Атлас погоды: Атмосферные явления и прогнозы / Сторм Данлоп; [пер. с англ. Д. Курдыбайло]. - Спб.: Амфора. ТИД Амфора, 2010. - 191 с.: ил. - (Серия "Амфора - Атлас").
2. Метеорология и климатология: учебник. - 7-е изд. / С.П. Хромов, М.А. Петросянц. - М.: Изд-во Моск. Ун-та: Наука, 2006. - 582 с.: илл. - (Классический университетский учебник).
3. Полякова Л.С., Кашарин Д.В. Метеорология и климатология Издательство: Новочеркасск: НГМА, 2004, 107 с.
4. Авиационная метеорология // Облака. Влияние облачности на производство полетов. - Режим доступа: http://aviaspec.com/aviatsionnaya-meteorologiya/oblaka.html
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Почва - поверхностный слой земной коры и самостоятельная экосистема, его образование и развитие в результате взаимодействия живых микроорганизмов, горных пород. Состав и свойства почвы. Классификация почв по механическому составу: основные характеристики.
реферат , добавлен 14.11.2010
Образование оксидов, связанное с различными геологическими процессами: эндогенными, экзогенными и метаморфическими. Физические свойства арсенолита - редкого минерала, оксида мышьяка. Химическая формула, морфология, разновидности и образование кварца.
презентация , добавлен 05.02.2016
Геоморфология, рассмотрение процессов образования рельефа, рельефообразующих процессов прошлого. Континентальные поднятия, платформенные равнины и их характерные особенности. Поверхности выравнивания, морфологическое становление области горообразования.
реферат , добавлен 03.06.2010
Исследование геологических и геохимических процессов, протекающих в океанах и морях. Анализ накопления и преобразования огромной массы минеральных и органических веществ. Изучение классификации твердых полезных ископаемых, процессов осадконакопления.
реферат , добавлен 05.06.2012
История и основные этапы образования и развития материков и океанов на Земле, факторы, спровоцировавшие данные процессы и повлиявшие на их интенсивность. Тектоническое строение материков и океанов, их главные отличительные характеристики и свойства.
реферат , добавлен 23.04.2010
Минерал как природное вещество, состоящее из одного элемента или из закономерного сочетания элементов, образующееся в результате природных процессов. Их классификация и типы в зависимости от различных физических факторов. Анализ химического состава.
презентация , добавлен 22.08.2015
Условия залегания и свойства газа, нефти и воды в пластовых условиях. Физические свойства нефти. Главные свойства нефти в данных условиях, принципы и этапы отбора проб. Нефтенасыщенность пласта, характер и направления движения нефти внутри него.
курсовая работа , добавлен 19.06.2011
Сущность и основные факторы, провоцирующие развитие карст-процессов в природе, их результаты. Характеристика карстовых пещер, стадии их развития, классификация и разновидности. Карстовые колодцы, шахты и пропасти. Условия, возможности образования карста.
курсовая работа , добавлен 24.11.2010
Физические и химические свойства нефти. Теория возникновения газа. Применение продуктов крекинга. Внутреннее строение Земли. Геодинамические закономерности относительного изменения запасов и физико-химических свойств нефти различных месторождений.
дипломная работа , добавлен 06.04.2014
Гипотезы происхождения природных алмазов, их свойства и применение. Алмазоносные провинции мира. Мантийная гипотеза. Немагматическая теория. Метеоритная гипотеза. Флюидная гипотеза. Диатремы, кимберлитовые трубки. Форма кристаллов. Синтез балласов.
Лёгкие, пушистые и воздушные облака – они ежедневно проплывают над нашими головами и заставляют поднимать вверх голову и любоваться причудливыми формами и оригинальными фигурами. Иногда сквозь них пробивается удивительного вида радуга, а бывает – утром или вечером во время заката или восхода Солнца облака озаряют солнечные лучи, придавая им невероятный, зачаровывающий дух оттенок. Ученые уже давно исследуют воздушные облака и другие виды облаков. Они дали ответы на вопросы, что это за явление и какие бывают облака.
На самом деле, не так уж и просто дать объяснение. Потому что состоят они из обыкновенных капелек воды, которые с поверхности Земли поднял вверх тёплый воздух. Самое большое количество водяных паров образуется над океанами (за один год вода здесь испаряется не менее 400 тыс. км. куб.), на суше – в четыре раза меньше.
А так как в верхних слоях атмосферы значительно холоднее, чем внизу, воздух там довольно быстро остывает, пар конденсируется, образуя малюсенькие частички из воды и льда, вследствие чего появляются белые облака. Вполне можно утверждать, что каждое облако является своеобразным генератором влаги, через который проходит вода.
Вода в облаке находится в газообразном, жидком и твердом состоянии. Вода в облаке и наличие в них ледяных частичек, влияют на внешний вид облаков, его формирование, а также на характер осадков. Именно от типа облака и зависит вода в облаке, например, у ливневых облаков наблюдается наибольшее количество воды, а у слоисто-дождевых этот показатель в 3 раза меньше. Вода в облаке характеризуется также тем количеством, которое запасено в них - водозапас облака (вода или лед, который содержится в столбе облака).
Но всё не так просто, поскольку для того, чтобы образовалось облако, капельки нуждаются в конденсационных зёрнах – мельчайших частицах пыли, дыма или соли (если речь идёт о море), к которым они должны прилипнуть и вокруг которых должны образоваться. Это значит, что даже если состав воздуха будет полностью перенасыщенный водяным паром, без пыли он не сможет превратится в облако.
Какую именно форму примут капли (вода), прежде всего зависит от температурных показателей в верхних слоях атмосферы:
- если температура воздуха атмосферы превышает -10°С, белые облака будут состоять из водяных капель;
- если температурные показатели атмосферы станут колебаться между -10°С и -15°С, то состав облаков будет смешанным (капельные + кристаллические);
- если температура в атмосфере ниже -15°С, белые облака будут содержать в себе ледяные кристаллики.
После соответствующих преобразований получится, что в 1 см3 облака содержится около 200 капель, при этом их радиус будет составлять от 1 до 50 мкм (средние показатели – от 1 до 10 мкм).
Классификация облаков
Каждый наверняка задавался вопросом, какие бывают облака? Обычно образование облаков происходит в тропосфере, верхняя граница которой в полярных широтах находится на расстоянии в 10 км, в умеренных – 12 км, в тропических – 18 км. Нередко можно наблюдать и другие виды. Например, перламутровые обычно расположены на высоте от 20 до 25 км, а серебристые – от 70 до 80 км.
В основном мы имеем возможность наблюдать за тропосферными облаками, которые подразделяются на такие виды облаков: верхнего, среднего и нижнего ярусов, а также вертикального развития. Практически все они (кроме последнего типа) появляются тогда, когда влажный тёплый воздух поднимается наверх.
Если воздушные массы тропосферы находятся в спокойном состоянии, образуются перистые, слоистые облака (перисто-слоистые, высокослоистые и слоисто-дождевые) и если воздух в тропосфере движется волнообразно, появляются кучевые облака (перисто-кучевые, высококучевые и слоисто-кучевые).
Облака верхнего яруса
Речь идёт о перистых, перисто-кучевых и перисто-слоистых облаках. Небо облака внешне напоминает перья, волны или вуаль. Все они полупрозрачные и более-менее свободно пропускают солнечные лучи. Они могут быть как чрезвычайно тонкими, так и довольно плотными (перисто-слоистые), значит, свету пробиваться через них тяжелее. Погода облаков сигнализирует о приближении теплового фронта.
Перистые облака также могут возникать выше облаков. Они располагаются полосами, которые пересекают небесный свод. В атмосфере они располагаются выше облаков. Как правило, осадкой из них не выпадает.
В средних широтах расположены белые облака верхнего яруса обычно на высоте от 6 до 13 км, в тропических – значительно выше (18 км). При этом толщина облаков может составлять от несколько сотен метров до сотен километров, которые могут располагаться выше облаков.
Движение облаков верхнего яруса по небосводу прежде всего зависит от скорости ветра, поэтому может варьироваться от 10 до 200 км/ч. Небо облака состоит из мелких ледяных кристалликов, но погода облаков осадков практических не дает (а если и дает, то измерить их на данный момент нет никакой возможности).
Облака среднего яруса (от 2 до 6 км)
Это кучевые облака и слоистые облака. В умеренных и полярных широтах они находятся на расстоянии от 2 до 7 км над Землёй, в тропических могут подниматься немного выше – до 8 км. Все они имеют смешанную структуру и состоят из водяных капелек, смешанных с ледяными кристаллами. Поскольку высота небольшая, в тёплое время года в основном состоят из водяных, в холодное – из ледяных капелек. Правда, осадки из них до поверхности нашей планеты не доходят – испаряются в дороге.
Кучевые облака немного прозрачные и располагаются выше облаков. Цвет облаков белого или серого оттенков, местами затемнённые, имеющие вид слоёв или параллельных рядов из округлых масс, валов или огромных хлопьев. Туманные или волнистые слоистые облака представляют собой пелену, которая постепенно закрывает небеса.
Образуются в основном тогда, когда холодный фронт вытесняет наверх тёплый. И, хотя осадки до земли не долетают, появление облаков среднего яруса почти всегда (кроме, может, башенковидных) сигнализирует о перемене погоды в худшую сторону (например, к грозе или к снегопадам). Происходит это из-за того, что сам по себе холодный воздух намного тяжелее тёплого и двигаясь вдоль поверхности нашей планеты, он очень быстро вытесняет нагретые воздушные массы наверх – поэтому из-за этого при резком вертикальном подъёме тёплого воздуха образуются сначала белые облака среднего яруса, а затем и дождевые облака, небо облака которого несет громы и молнии.
Облака нижнего яруса (до 2 км)
Слоистые облака, дождевые облака и кучевые облака содержат капельки воды, которые в холодное время года замерзают и превращаются в частицы снега и льда. Расположены они довольно невысоко – на расстоянии от 0,05 до 2 км и являют собой плотный, однородный низко нависающий покров, редко размещаются выше облаков (других видов). Цвет облаков серый. Слоистые облака похожи на большие валы. Погода облаков часто сопровождается осадками (мелкий дождь, снег, туман).
Облака вертикального развития (конвенции)
Кучевые облака сами по себе довольно плотные. По форме немного напоминают купола или башни с округлыми очертаниями. Кучевые облака при порывистом ветре могут становиться разорванными. Находятся они на расстоянии 800 метров от земной поверхности и выше, толщина составляет от 1 до 5 км. Некоторые из них способны преобразоваться в кучево-дождевые облака и располагаться выше облаков.
Кучево-дождевые облака могут находиться на довольно большой высоте (до 14 км). Нижние их уровни содержат воду, верхние – ледяные кристаллики. Их появление всегда сопровождается ливнями, грозами, в отдельных случаях – градом.
Кучевые и кучево-дождевые, в отличии от других облаков образуются только при очень быстром вертикальном подъеме влажного воздуха:
- Влажный тёплый воздух чрезвычайно интенсивно поднимается вверх.
- Наверху капельки воды замерзают, верхняя часть облака тяжелеет, опускается и вытягивается по направлению к ветру.
- Через четверть часа начинается гроза.
Облака верхних слоёв атмосферы
Иногда в небе можно наблюдать за облаками, которые находятся в верхних слоях атмосферы. Например, на высоте от 20 до 30 км образуются перламутровые небесные облака, которые состоят в основном из ледяных кристаллов. А перед заходом или восходом Солнца нередко можно увидеть серебристые тучки, которые находятся в верхних слоях атмосферы, на расстоянии около 80 км (интересно, что эти небесные облака открыли только в 19 веке).
Облака этой категории могут размещаться выше облаков. Например, облако-шапка — это небольшое, горизонтальное и высоко-слоистое облако, которое зачастую располагается выше облаков, а именно выше кучево-дождевых и кучевых. Данный вид облака может образовываться выше облака из пепла или огненного облака в период извержения вулканов.
Сколько живут облака
Жизнь облаков напрямую зависит от влажности воздуха в атмосфере. Если её мало, они довольно быстро испаряются (например, есть белые облака, которые живут не более 10-15 минут). Если много – могут продержаться довольно длительное время, дождаться образования определённых условий, и выпасть на Землю в виде осадков.
Сколько бы не жило облако, оно никогда не находится в неизменном состоянии. Частицы, из которых оно состоит, постоянно испаряются и появляются снова. Если даже внешне облако не изменяет своей высоты, на самом деле оно находится в постоянном движении, поскольку находящиеся в нём капли опускаются, переходят в воздух под облаком и испаряются.
Облако в домашних условиях
Белые облака довольно нетрудно сделать в домашних условиях. Например, один нидерландский художник научился создавать его в квартире. Для этого он при определённой температуре, уровне влажности и освещения из дымовой машины выпустил немного пара. Облако, которое получается в состоянии продержаться несколько минут, чего будет вполне достаточно, чтобы сфотографировать удивительное явление.
При конден-сации водяного пара в атмосфере возникают маленькие капельки воды, которые при понижении температуры превращаются в кристал-лики льда. Просто охлаждения воздуха для этого недостаточно, нуж-но, чтобы он содержал какие-нибудь твёрдые частицы — центры кон-денсации (пылинки, кристаллики соли и т. п.). Так возникают облака , которые могут пролиться дождём или обрушиться градом . В каплях и ледяных кристалликах облаков возникают положительные и отри-цательные заряды. В результате между разнозаряженными участками одного или разных облаков или облаком и землёй проскакивает ги-гантская искра — молния (рис. 73), которая часто сопровождается звуковым эффектом — громом.
Иногда солнечные лучи подсвечивают облако или дождь, в резуль-тате чего возникает яркое и эффектное оптическое явление в атмосфе-ре — радуга (рис. 74). Это явление объясняется преломлением и после-дующей дисперсией (т. е. разложением на составные части) солнечных лучей в каплях дождя или облаках. На равнине радуга всегда имеет вид дуги, так как нижнюю её половину рассмотреть нельзя — она ушла в землю. Когда говорят: все цвета радуги, — то имеют в виду сле-дующую последовательность цветовых полос: красная (внутренняя), оранжевая, жёлтая, зелёная, голубая, синяя, фиолетовая.
При понижении температуры водяной пар, находящийся в призем-ном слое атмосферы, конденсируется, превращаясь в жидкость, т. е. образуется туман . Таким образом, туман — это облако, лежащее на по-верхности земли или воды. Особенно известен своими туманами Лондон — столица Великобритании.
Если над промышленным городом движение воздуха незначительное, то там часто образуется смог (англ. smog, от smoke — дым и fog — туман) — скопление ядовитых паров, пыле-вых частиц, копоти в густом тумане. Под действием смога разрушают-ся здания и архитектурные сооружения, он очень вреден для здоровья людей, так как вызывает или обостряет различные заболевания. Материал с сайта
На этой странице материал по темам:
Опасные климатические явления в россии доклад
Доклад реферат по теме круговорот воды в природе
Доклад не тему облака и туман.осадки
Климатические чрезвычайные ситуации доклад
Туман и облака осадки доклад краткий
Вопросы по этому материалу:
Замечательное свойство водяного пара, отличающее его от других газов, входящих в состав атмосферы, состоит в изменении его количества в зависимости от температуры воздуха. Если вести счет содержания водяного пара в единицах веса, то окажется, например, что при температуре 27° в 1 кг воздуха может содержаться максимум 23 г водяного пара, а при 0° - всего 4 г. При низких температурах количество водяного пара в воздухе ничтожно мало. Например, в 1 кг воздуха при температуре 33° ниже нуля может содержаться всего 0,2 г водяного пара. Это в 115 раз меньше количества пара, содержащегося в 1 кг воздуха при температуре 27° выше нуля. Так как с высотой температура воздуха понижается, то и количество водяного пара быстро убывает с высотой. Поэтому в слое от поверхности земли до высоты 1,5 км сосредоточена половина всей влаги, содержащейся в тропосфере.
С этим свойством водяного пара связаны многие процессы - конденсация, испарение» образование различных форм облаков, выпадение атмосферных осадков, столь необходимые для существования жизни на Земле.
Как мы знаем, воздух становится насыщенным водяным паром, когда количество последнего при данной температуре достигает максимума. Поэтому если насыщенный воздух охлаждается, то появляются излишки водяного пара, которые конденсируются, т. е. переходят в жидкое или твердое состояние, и выпадают в виде осадков. Характер осадков (жидкие или твердые) зависит от температуры воздуха. Если же насыщенный водяным паром воздух нагревается, то, напротив, происходит удаление его от состояния насыщения и конденсация прекращается. Тогда создаются благоприятные условия для испарения с поверхности морей и океанов, увлажненной поверхности земли, растительности и отовсюду, где имеются запасы воды, так как воздух, стремясь пополнить недостаток влаги, вбирает в себя недостающее количество ее при данной температуре. При благоприятных условиях воздух обогащается влагой даже путем испарения с поверхности снежного покрова и ледников.
Испарение происходит тем быстрее, чем больше воздух удален от состояния насыщения. Поэтому в ясные дни при дневном прогревании приземного слоя воздуха испарение с влажной поверхности земли и с поверхности водоемов происходит наиболее интенсивно. Наоборот, ночью при охлаждении воздуха и приближении его к состоянию насыщения начинается конденсация содержащегося в нем водяного пара, образование тумана, выпадение росы. В этих случаях испарение с поверхности земли прекращается.
Чтобы произошла конденсация водяного пара, приводящая к образованию облаков, необходим некоторый избыток водяного пара сверх насыщения. Такой избыток может появиться либо вследствие увеличения влагосодержания воздуха, либо вследствие понижения его температуры ниже точки росы.
Увеличение влагосодержания воздуха происходит вследствие испарения с подстилающей поверхности. Температура воздуха понижается либо в результате соприкосновения его с холодной подстилающей поверхностью и излучения, либо при подъеме вследствие расширения и адиабатического охлаждения воздуха. В природе оба фактора обычно действуют совместно, но в больших объемах и наиболее часто воздух охлаждается при подъеме вверх. Что касается увеличения влагосодержания в результате испарения, то оно происходит медленно и редко имеет решающее значение для образования обильных осадков.
Наиболее существенно воздух охлаждается вследствие излучения в темное время суток у земли и на верхней границе облаков. Интенсивность излучения поверхности земли и охлаждение воздуха зависят от степени покрытия неба облаками. Особенно интенсивно охлаждается приземный слой воздуха за счет излучения поверхности земли при безоблачной погоде, что часто приводит к образованию тумана. И все же главнейшей причиной образования облаков, как уже сказано, является адиабатическое расширение, осуществляющееся при восходящих движениях воздуха. Скорость вертикальных движений небольшая, в среднем около 3-5 м/сек. Однако если учесть, что, процесс поднятия или опускания масс воздуха осуществляется в течение продолжительного времени, то станет ясно, какую огромную роль играют восходящие движения больших объемов воздуха в образовании облаков и осадков. Действительно, если принять, что средняя скорость подъема воздуха равна 3 м/сек, то масса воздуха в течение суток может подняться более чем на 2,5 км и при обычных условиях охладиться на 20-25°. При оптимальном влагосодержании воздуха такое охлаждение достаточно для образования мощной облачности и выпадения обильных обложных осадков.
Значительный подъем больших масс воздуха вызывается и термической конвекцией при неустойчивой стратификации воздуха. В этом случае скорость подъема нередко достигает 10 м/сек и более, поэтому образование конвективных облаков и осадков происходит наиболее бурно.
Среди других причин, вызывающих вертикальные движения воздуха, немалую роль играют трение воздуха о поверхность земли, турбулентность, встреча воздушного потока с горными препятствиями и т. д. В одних случаях (в частности, в циклонах) трение вызывает сходимость потоков и восходящее движение воздуха, в других (в частности, в антициклонах) - расходимость потоков и нисходящее движение воздуха.
При встрече с горными хребтами и вообще с возвышенностями воздух стремится обтекать их. Однако если горное препятствие значительно по ширине, то воздух поднимается по склонам и переваливает через гребень на подветренную сторону. При неустойчивой стратификации воздуха подъем его по наветренным склонам хребтов происходит бурно. Поэтому на наветренной стороне возвышенностей или горных хребтов в устойчиво стратифицированной массе воздуха образуются облака слоистых форм, из которых выпадают продолжительные осадки слабой и умеренной интенсивности. Это чаще всего наблюдается зимой. Летом массы воздуха с неустойчивой стратификацией при встрече с возвышенностями с большими скоростями устремляются вверх, что приводит к образованию мощной кучевой и кучево-дождевой облачности, дающей при достаточном влагосодержании воздуха обильные ливневые осадки.
Процесс образования облаков и осадков на первый взгляд кажется простым, сводящимся к тому, что вследствие подъема и охлаждения воздуха происходит конденсация водяного пара, а затем капли воды, сливаясь друг с другом, укрупняются и выпадают на землю в виде осадков. Однако в действительности образование облаков и осадков является весьма сложным физическим процессом. В последние два-три десятилетия изучение процесса облакообразования производится не только в лабораторных условиях, где в специальных камерах искусственным образом создаются и рассеиваются облака, но и в природных условиях с помощью приборов, поднимаемых вместе с наблюдателями на самолетах-лабораториях. За последние годы многие детали процесса облакообразования стали более понятны.
Для возникновения облаков, помимо восходящих движений воздуха, необходимо, чтобы в нем содержалось такое количество водяного пара, которое достаточно для того, чтобы при поднятии и охлаждении воздуха на несколько градусов начался процесс конденсации. Чем выше влагосодержание воздуха при данной температуре, тем ниже располагается уровень конденсации. Зимой обычно он находится ближе к поверхности земли, чем летом.
Процесс конденсации водяного пара вблизи поверхности земли приводит к образованию тумана. При этом относительная влажность обычно приближается к 100%. При туманах уровень конденсации лежит у поверхности земли.
Водяные, или капельножидкие, облака состоят из капелек воды. При этом ниже уровня нулевой температуры воздуха капельки воды имеют положительную температуру, а выше - отрицательную, т. е. являются переохлажденными. Мельчайшие капельки воды могут существовать при температуре -10°, -20° и даже -30°. Из них состоят переохлажденные водяные облака. При нескольких градусах ниже нуля (до -10°, -20°) в облаках преобладают переохлажденные капли. По мере понижения температуры количество ледяных кристаллов возрастает, и при температуре ниже - 30° облака, как правило, состоят из ледяных кристаллов. Смешанные облака состоят из переохлажденных капель, воды и кристаллов льда. Как показали исследования, в средней полосе Европы чисто водяные, чисто ледяные и смешанные облака встречаются почти одинаково часто. Естественно, что чисто водяные облака наиболее часто бывают в теплую половину года, а ледяные облака - в холодную.
По своему строению, форме и высоте облака различны. Соответственно этому выпадающие из них осадки бывают мелкокапельными и крупнокапельными, жидкими и твердыми. Чтобы разобраться в деталях образования различных видов облаков и атмосферных осадков, необходимо знать микрофизические особенности строения облаков, прежде всего их фазовое строение (т. е. состоят ли они из водяных капель или кристаллов льда), водность, причину роста капель и т. д.
— Источник—
Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.
Post Views: 504