Дождь и его характеристики

Дождь – это такие атмосферные осадки, которые выпадают из облаков в виде капель воды. При этом диаметр одной капли может варьироваться в пределах от 0,5 до 7 мм. Дождь с каплями малого диаметра называется моросью, а большие капли, как правило, выпадают при ливнях. Важными характеристиками данных атмосферных осадков являются интенсивность, продолжительность и повторяемость.

Интенсивность дождя представляет собой слой или объем дождевых осадков, которые выпадают за определенную единицу времени. Данный показатель может иметь значение в пределах от 0,25 мм/ч до 100 мм/ч.

Стоит отметить, что интенсивность дождя – важный показатель атмосферных осадков. Регистрация и расчет показателя необходим для проектирования множества различных систем и сооружений. От среднемесячного уровня дождей зависит проектирование канализационных систем, многих инженерных сооружений, дренаж сельхозугодий. Даже устройство крыши, угол ее ската во многом определяется атмосферными осадками.

Виды дождя

Дождь по его характеру можно подразделить на следующие основные виды:

1. Моросящий дождь

При таких атмосферных осадках количество выпавшего дождя минимально, капли имеют наименьший диаметр. А интенсивность дождя не превышает 0,01 мм/мин. Морось не приносит каких-либо особых воздействий на природу, сельское хозяйство. Больше она вызывает определенное настроение у человека, вызывая желание сидеть дома под теплым одеялом.

2. Обложной дождь

В такой ситуации темные облака с дождем закрывают небо, причем распространиться они могут на многие километры. Осадки выпадают несколько часов, дней, а то и недель. Интенсивность таких дождей не велика, превышает морось примерно в 4-6 раз, однако затяжной характер позволяет насытить воздух влагой, увеличивая общую влажность. Продолжительный характер обложного дождя приносит негативное воздействие на сельское хозяйство. Из-за перенасыщения влагой растения начинают загнивать, урожай может быть загублен.

3. Ливень

Это сильный дождь, который начинается внезапно. Довольно часто его сопровождают шквалистый ветер и грозы. Диаметр капель при таких атмосферных осадках имеет максимальное значение, а интенсивность превышает 1 мм/мин. , продолжающихся в течение нескольких часов, может быть нанесен серьезный урон всей местности, а не только сельскохозяйственным угодьям.

Ливень может стать причиной таких явлений, как наводнение, оползни, эрозия почвы. При этом стоит учесть, что именно интенсивность дождя, а не его продолжительность имеет более важное значение. Большое количество дождя, упавшее за небольшой промежуток времени, наносит большее последствие, чем затяжные, но менее интенсивные осадки.

Определение интенсивности дождя

Для определения интенсивности дождя существуют различные методы ее расчета. Одним из наиболее известных способов является использование записей плювиографов, который был разработан в стенах Академии коммунального хозяйства К.Д. Памфилова. Плювиограф представляет собой самопишущий прибор, который состоит из трех основных узлов: механизма для измерения дождя, система для сбора осадков и регистратор сумм осадков во времени.

Также для измерения непосредственно самой интенсивности дождя используются приборы интенсиметры.

Самые интенсивные дожди

Наибольшая наблюдается в летний сезон, вблизи океанов и наветренных сторон горных хребтов. Наиболее часто сильные ливни проливаются в странах тропических и экваториальных поясов. Рекордные интенсивности присущи конвективным (или грозовым) ливням, проливающимся на тропической части Центральной Америки.

Такие осадки отличаются непродолжительностью, каплями большого диаметра, небольшой зоной охвата, резко начинаются и заканчиваются. Более обширный захват территории присущ фронтальным ливням. Длятся они от нескольких часов до нескольких дней, но они менее интенсивны.

Самый сильный ливень был зафиксирован в ноябре 1970 года, когда на станции Баро в Гваделупе обрушились потоки воды с интенсивностью 38 мм/мин. До этого рекорд принадлежал ливню, который прошел в Юнионвиль в США в июле 1956 года. Тогда интенсивность дождя составила 31 мм/мин. Больше таких сильных атмосферных осадков не наблюдалось, и на сегодня эти два рекорда так и остаются единственными и исключительными.

Для этого можно сравнить с другими показателями параметра. Так, самый сильный дождь в Европе наблюдался в 1920 году в Германии, когда его значение составило 15,5 мм/мин. На территории Российской Федерации таких ливней не наблюдается. Чаще всего интенсивность дождя не превышает 5 мм/мин.

Дожди сильной интенсивности, как правило, непродолжительны. Однако даже нескольких минут иногда бывает достаточно, чтобы нанести существенный урон для жителей населенных пунктов. Если же ливень продолжается в течение нескольких часов, то последствия уже становятся более серьезными.

Мы уже не раз говорили об атмосферных осадках, их количестве и видах. Но хорошо бы разобраться в этом вопросе поподробнее – он очень важен!

Всю воду, выпадающую из облаков в виде дождя, снега или любом другом, называют атмосферными осадками. Их количество измеряют в миллиметрах толщины того слоя воды, который они образовали бы на поверхности земли, если бы не растекались, не просачивались и не испарялись. Количество это измеряют за какой–нибудь определённый отрезок времени – за сутки, месяц или год.

Для измерения количества осадков используют дождемеры – резервуары (обычно металлические бочки), в которые собираются осадки, выпадающие на определенную площадь (например, с помощью воронки площадью в один квадратный метр). В конце периода наблюдений измеряют количество воды, скопившейся в резервуаре, и пересчитывают его в единицы толщины соответствующего слоя.

Прибор для измерения выпавших осадков

Например, если накопилось 200 литров воды, это означает, что толщина слоя составит 200.000 кубических сантиметров/10.000 квадратных сантиметров = 20 сантиметров = 200 миллиметров.

Но ведь вода и из бочки может испариться? Конечно, особенно в жаркую погоду. И если наш дождемер установлен где–то вдали от жилья, и метеорологи приезжают к нему только раз в месяц – узнать, сколько же осадков выпало в этом месте, – они что же, ошибаются? Нет, и чтобы не ошибаться, они придумали занятный способ. В бочку наливают немного масла (например, машинного). Оно легче воды и поэтому при попадании воды в бочку растекается по ее поверхности, образуя тонкую пленку. И масляная пленка ничтожно маленькой толщины прячет воду под собой.

А почему осадки бывают разными?

При некоторых условиях водяной пар в воздухе начинает превращаться в воду – конденсироваться. При этом появляются маленькие капельки воды, еще настолько легкие, что не падают на землю, но уже такие большие, что их можно разглядеть. Появляется туман или облака. Дальше события могут развиваться по–разному.

Обычно дождевые капли имеют размер около одного миллиметра, реже – до пяти миллиметров. Это происходит потому, что крупные капли в полете дробятся на более мелкие. Образование же крупных капель связано не с процессом конденсации пара, а с процессом слипания мелких облачных капелек. Кроме того, если в облаке одновременно появляются капельки воды и кристаллики льда, происходит рост кристаллов (снежинок) при одновременном испарении капель.

Если воздух под облаком имеет температуру ниже (ГС, снежинки достигают земной поверхности. В теплом воздухе они тают, превращаясь в дождевые капли. В горах часто можно наблюдать, как в долинах идет дождь, а вершины одновременно покрываются снегом.

С этим явлением связано важное географическое понятие – снеговая линия (или граница). Так называют высотный уровень, выше которого температуры настолько низки, что накопление снега и других твердых осадков преобладает над испарением и таянием. Существование снеговой линии определяет высоту пбявления ледников в горах. Над экватором она располагается на высоте около 4 600 метров ттяд уровнем моря (и только высокие горы, вроде Килиманджаро, достигают ее), в Арктике опускается до 200–500 метров (и ледники образуются даже на совсем невысоких горах – таких, как Бырранга), а в Антарктике – снижается до уровня моря (и образуются шельфовые ледники, как в море Росса).

Один из самых опасных видов осадков – переохлажденный дождь. Он наблюдается обычно при наступлении теплого атмосферного фронта в холодное время Года. Сначала в слоистых облаках над фронтом образуются снежинки. Попадая в теплый воздух, они тают, а образовавшиеся капли Попадают в холодные приземные слои воздуха. Если температура здесь не очень низкая, они достигают земли, не замерзнув. Но, попав на холодные мостовые, ветви, провода и т.п., намерзают на них коркой гололеда. Если же воздух под фронтом очень холодный, капли замерзают в полете, образуя крупу (ледяные шарики меньше пяти миллиметров в диаметре) или град (шарики больше пяти миллиметров). Градины же могут достигать размеров апельсина, а самые крупные из измеренных, выпавшие 3 сентября 1970 года в штате Канзас, весили до 750 граммов и имели окружность до 0,5 метра! В Индии, в районе Нью–Дели, в апреле 1888 года градом были убиты 246 человек.

Популярная метеорология и климатология

1 миллиметр осадков - это 1 литр на квадратный метр
(единицы измерения дождя аномального и снега аномального)

Прогноз погоды, метеоновости: рекордные осадки, экстремальные осадки, снежный ад

Снегопад, зима - за сутки выпадает 10-15 сантиметров снега. В чём измеряется снег? В двух величинах - в увеличении толщины снежного покрова и в миллиметрах воды. Если навалило 15 сантиметров снега, то это всего 7,5 литров воды (килограммов) на квадратный метр.

Толщина снега (высота снега) для средних широт в 1-1,5 метров не является чем-то удивительным, снег до 2-4 метров в горах - это норма осадков для умеренного климатического пояса.

Навалило снега измеряется снегомерными рейками в сантиметрах и метрах, а содержание воды в снеге - снег просто топят и измеряют объём получившейся от таяния воды.

Снегопад в 10-20 сантиметров снега не является чем-то экстремальным, выпало 10-20 сантиметров за ночь - это прошёл обычный снегопад.

Свежевыпавший снега имеет плотность всего около 50 кг/кубометр, при метели плотность снега - до 120-180 килограмма на кубометр. Хорошо слежавшийся снег имеет плотность до 0,5 (тонны на кубометр).

Снег на крышах успешно держится при скатах крутизной и в 60 градусов, ветер его навевает и пришлёпывает. Но может сойти лавиной. Так что еще неизвестно, какая крыша лучше - плоская или крутая. Снеговая нагрузка на крыше (снег страмбован ветром!) вполне может быть 0,5 тонны на квадратный метр (1 метр по вертикали ). Поэтому обрушение крыши под снегом - старых крыш или новых крыш (на которых хорошо поэкономили - подменили материалы), балконов не является редкостью.

Метео-новости: "выпасть до 10-15 мм осадков, более четверти январской нормы. Прирост снежного покрова может составить 7-15 см."
10 миллиметров осадков - это слой воды, если растопить выпавший снег. Свежевыпавший снег в 20 раз рыхлее воды (в 20 раз меньше плотность), следовательно, прогноз погоды обещает 20-30 пушистого снега, если без ветра. Прирост снежного покрова в прогнозе погоды 2 раза меньше? Это с учетом того, что снег слегка притрамбует ветром.

Прогноз погоды, метеоновости: рекордный ливень, гроза, затяжные экстремальные осадки, аномальные дожди

Измерение осадков - дождемер, осадкомер, плювиограф.

Миллиметры осадков - это количество высота воды, если бы она никуда не утекала. Например, если после дождя воды прибавилось на 1 сантиметр, то осадков выпало 10 миллиметров. То есть, дождь налил воды 10 литров на квадратный метр. Это средний сильный дождь, ничего экстремального.

Но вот когда почва уже не может впитывать воду или еще не оттаяла, а стекать некуда, то тогда в низких местах жди подтопления.

Наблюдения за осадками, примеры осадков

Зима осадки, фото

Место: 10 километров от Варны (Болгария)

Лето осадки, фото

Место: город Бургас на Чёрном море, Болгария

Еще статьи по теме
Причины стихийных бедствий

Количество выпавших осадков – одна из важнейших характеристик погоды, наряду с температурой воздуха, и, конечно, зная её для определённой местности, можно прогнозировать погоду на будущее, можно даже отслеживать изменения климата, если таковые имеют место быть. Но как измерить осадки?

Со снегом всё более или менее просто: берём линейку, погружаем её в снег до земли – и получаем количество выпавших осадков в миллиметрах. А вот с дождём такой номер не проходит! Ведь вода сразу же впитывается в почву, а та, что не впиталась (скажем, попала на асфальт), сравнительно быстро испаряется, так что точных результатов мы таким образом не получим, даже если дело дошло до наводнения… как же измерить количество дождя?

Для этого существуют специальные приборы.

Один из них – дождемер. По сути дела, это нечто вроде ведра, только очень большое – площадью 5 квадратных метров. Дождевая вода поступает в такой сосуд через конусообразную воронку – чтобы ветер не искажал результаты измерения, надувая в сосуд дополнительную воду, или наоборот – выдувая её оттуда. Такая конструкция устанавливается на метеоплощадке на высоте 2 метра. Раз в день собранную дождевую воду из дождемера сливают в градуированный сосуд и измеряют в миллиметрах. Каждый миллиметр – это литр осадков на квадратный метр.

Дождемеры ещё бывают почвенные, которые закапываются в грунт вровень с ним, а также полевые – это градуированные стеклянные сосуды, которые ставят на сельскохозяйственных полях.

Но не всегда и не везде можно проверить результаты раз в сутки! В тайге, в тундре, в горах и прочих труднодоступных местах приходится проверять результаты раз в неделю, а то и в десять дней – за это время вода может испариться – и результат окажется искажённым. Для работы в таких экстремальных условиях существуют суммарные осадкомеры. По конструкции он мало отличается от обычного дождемера, но когда его устанавливают, в него заливают вазелиновое масло. В результате, когда в сосуд набирается вода, вазелиновое масло всплывает, покрывая её поверхность тонким слоем, который не даёт воде испаряться, сохраняя её для измерения.

Впрочем, определить количество осадков можно и не приближаясь непосредственно к прибору, если это радиоосадкомер. Его ёмкость для сбора осадков установлена таким образом, что заполняясь, она переворачивается, вода из неё сливается, и это приводит в действие механизм, включающий радиопередатчик. Его радиосигнал регистрируют на ближайшей метеостанции, или же он поступает на метеорологический спутник.

Ещё один прибор, используемый метеорологами для измерения количества дождя – это плювиограф. Дождевая вода набирается в сосуд площадью 5 квадратных метров. Дно у сосуда конусообразное, и в неё имеются отверстия, в которые вода сливается и через трубу попадает в камеру. В камере находится полый поплавок, соединённый с металлическим стержнем. В верхней части стержня укреплена стрелка, на которую насажено перо, а рядом с камерой расположен барабан с бумажной лентой. Вода, накапливающаяся в камере, поднимает поплавок, он приводит в движении стержень со стрелкой, и перо чертит на ленте кривую, по которой и определяют уровень осадков.

Атмосферные осадки и их образование

Осадки выпадают не с каждой облака. Обязательным условием образования осадков является одновременное наличие в воздухе воды в твердом, жидком и газообразном состояниях, бывает в смешанных облаках. Это происходит только тогда, когда облако поднимается вверх и охлаждается. Поэтому по происхождению различают конвективные, фронтальные и орографические осадки.

Конвективные осадки характерны для жаркого пояса, где в течение года происходит интенсивный нагрев, испарение воды, преобладает восходящее движение теплого и влажного воздуха. Летом нередко такие процессы происходят и в умеренном поясе.

Фронтальные осадки образуются при встрече двух воздушных масс с разными температурами и другими физическими свойствами. Типичные фронтальные осадки наблюдаются в умеренном и холодном поясах.

Орографические осадки выпадают на наветренных склонах гор, особенно высоких, поскольку они также заставляют воздух пи дийматися вверх. Потеряв влагу и опускаясь, минуя горная цепь, оно снова опускается и прогревается, а относительная влажность снижается, удаляясь от состояния насыщения.

По характеру выпадения различают: ливневые осадки (интенсивные, непродолжительные, выпадающие на небольшой площади) обложные осадки (средней интенсивности, равномерные, длительные - могут продолжаться целые сутки, часто выпадают на большой площади); осадки, моросящие (характеризуются будто взвешенными в воздухе мелкими капельками).

Измерение количества осадков

Количество осадков измеряется толщиной слоя воды в миллиметрах, который мог бы образоваться в результате их выпадение на горизонтальную поверхность при отсутствии испарения и просачивания в почву. Для измерения количества осадков используют дождемер (металлический цилиндр высотой 40 см и площадью поперечного сечения 500 см2 с вставленной диафрагмой "для предотвращения испарения). Осадкомер отличается от дождемер специальной защитой. Твердые осадки (снег, град, крупа) предварительно растапливают. Количество воды, попавшей в дождемер, измеряют с помощью стеклянной цилиндрического сосуда, площадь дна которой в 10 раз меньше площади дна дождемер. Итак, когда слой воды, слитой с дождемер, на дне сосуда равна 20 мм, то это означает, что на поверхность Земли выпал слой воды высотой 2 мм.

Все измерения количества осадков заключают за каждый месяц и выводят месячную, а затем годовое количество осадков. Чем продолжительнее является наблюдение, тем точнее можно рассчитать среднемесячную и, соответственно, среднегодовую нормы осадков для этого места наблюдений. Линии на карте, соединяющие точки с одинаковым количеством осадков в миллиметрах за определенный период времени (например, год), называются изогиета.

Распределение осадков на поверхности земного шара

Географическое распространение осадков по земной поверхности зависит от совокупного действия многих факторов: температуры, испарения, влажности воздуха, облачности, атмосферного давления, господствующих ветров, распределения суши и моря, океанических течений. Важнейшим среди них является температура воздуха, от которой зависит интенсивность испарения и величина испаряемости воздуха (количество влаги в миллиметрах слоя воды, которое может испариться в определенном месте за год).

В "холодных широтах испарения незначительное, имела испаряемость, так как холодный воздух может содержать малое содержание водяного пара. И хотя относительная влажность воздуха может быть достаточно высокой, но при конденсации малого количества пары выпадает мизерное количество осадков. В жарком поясе наблюдается противоположное явление: большое испарение и большая испаряемость, а, следовательно, и абсолютная влажность воздуха вызывают выпадение значительного количества осадков. Следовательно, атмосферные осадки распределяются зонально.

В экваториальном поясе выпадает наибольшее количество осадков - 1000-2000 мм и более, поскольку там круглый год наблюдаются высокие температуры, большое испарение и преобладают восходящие потоки воздуха.

В тропических широтах количество осадков уменьшается до 300-500 мм, а во внутренних пустынных областях материков - их меньше 100 мм. Причиной этого является господство здесь высокого давления и нисходящих потоков воздуха, при этом нагреваются и удаляются от состояния насыщения. Здесь только на восточных побережьях материков, которые ома

щихся теплыми течениями, выпадают обильные осадки, особенно летом.

В умеренных широтах количество осадков вновь увеличивается до 500-1000 м. Больше всего их выпадает на западных побережьях материков, поскольку там в течение года преобладают западные ветры со стороны океанов. Большем количестве осадков здесь также способствуют теплые течения и горный рельеф.

В полярных районах количество осадков составляет всего 100-200 мм, что обусловлено малым содержанием влаги в воздухе, несмотря на большую облачность.

Однако количество выпадающих осадков, еще не определяет условий увлажнения. Характер увлажнения выражают коэффициентом увлажнения - отношением количества осадков к испаряемости за тот же период. То есть К = О / В, где К - коэффициент увлажнения, О - количество осадков, В - величина испаряемости. Если К = 1, то увлажнение достотне, К> 1 - избыточное, К <1 - недостаточное, а К <0,3 - бедное. Коэффициент увлажнения определяет тип природно-растительных зон: при избыточном и достаточном увлажнении и достаточный, количества тепла произрастают леса; недостаточное, близкий к единице, увлажнение характерно для лесостепи, саванн; несколько больше 0,3 - луговых и сухих степей; бедное - для полупустынь и пустынь.