конвективные осадки что это такое простыми словами
Конвективные дожди
Как известно, существует множество типов дождя в зависимости от его происхождения и характеристик. Сегодня мы поговорим о конвективные дожди. Еще они известны под названием конвекционный дождь. Это осадки, которые образуются в результате снижения атмосферного давления на местном уровне. Они созданы, как если бы это были облака в вертикальной форме, и осадки, которые они выпадают, обычно обильны.
В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о конвективных дождях и их происхождении.
Осадки и образование
Когда капли воды цепляются за ядра конденсации и воздушные массы на поверхности не перестают подниматься, образуется облако вертикального развития, поскольку количество воздуха, которое становится насыщенным и конденсируется, таково, что заканчивается увеличением высоты. Этот тип облаков, образованных атмосферная нестабильность он называется Кучевые хьюмили это, поскольку они развиваются вертикально и достигают значительной толщины (достаточной, чтобы почти не пропускать солнечное излучение), называется кучево-дождевые облака.
После того, как облака сформировались, что заставляет их вызывать дождь, град или снег, то есть какие-то осадки? Крошечные капельки, составляющие облако и подвешенные в нем благодаря восходящим потокам, начнут расти за счет других капель, которые они обнаруживают при падении. На каждую каплю действуют две силы: из-за сопротивления что на него действует восходящий воздушный поток, и вес самой капли.
Когда капли становятся достаточно большими, чтобы преодолеть силу сопротивления, они устремляются к земле. Чем дольше капли воды находятся в облаке, тем больше они становятся по мере присоединения к другим каплям и другим ядрам конденсации. Кроме того, они также зависят от времени, в течение которого капли поднимаются и опускаются в облаке, и от общего количества воды в облаке.
Конвективные дожди
Конвективные дожди генерируются как теплом, так и влажным воздухом. В одних регионах земля нагревается сильнее, чем в других. Все зависит от поверхности земли и падения солнечной радиации. То же самое происходит с типом растительности, которая образует каждое место. Благодаря этим характеристикам тепло передается воздуху, который находится в самых высоких частях и имеет форму пузыря. По мере увеличения высоты температура меняется и сохраняется, пока не превратится в пузырь холодного воздуха. В случае, когда воздух насыщен влагой, образуется облако, и именно тогда происходит процесс конденсации, а затем выпадают осадки.
Природное явление конвективных дождей Он также может быть образован туманом. Это позволяет напрямую поднимать влажный воздух, связанный с процессом конвекции и характерный как для жарких, так и для влажных регионов. Неудивительно, что это явление чаще встречается в летнее время года и в регионах с преобладающим умеренным климатом. Обычно они случаются во время шторма и сопровождаются молнией и громом.
Встречается на территориях с равнинными характеристиками или с небольшими изъянами рельефа. В этих местах влажный и теплый воздух, что приводит к образованию кучево-дождевых облаков.
Происхождение конвективных дождей
Эти дожди возникают, когда воздушная масса с более высокой температурой встречается с водным притоком, таким как река. Это приводит к тому, что эта встреча, температура которой различна, образует облако, которое быстро насыщает водяной пар и вызывает проливные дожди.
Когда солнечная радиация сильно падает на поверхность земли, земля нагревается. Когда водяной пар поднимается вверх, он насыщается и вступает в контакт с самой высокой частью атмосферы. По мере того, как воздух поднимается, он достигает более низких температур и становится конденсированным, поскольку они достигают точки росы. Это означает, что температура водяного пара равна температуре конденсации.
Для возникновения конвективных дождей необходимо, чтобы облака ранее образовались после процесса насыщения водяным паром. Это приводит к тому, что осадки состоят из больших капель воды.
Características principales
Посмотрим, каковы основные характеристики конвективных дождей:
Надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о конвективных дождях и их характеристиках.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.
Типы осадков
В метеорологии различные типы осадков часто включают характер или фазу осадков, которые выпадают на уровень земли. Есть три различных способа выпадения осадков. Конвективные осадки обычно более интенсивны и имеют меньшую продолжительность, чем слоистые осадки. Орографические осадки возникают, когда влажный воздух поднимается вверх над возвышающейся местностью, такой как горы.
СОДЕРЖАНИЕ
Фазы [ править ]
Осадки бывают разных форм или фаз. Их можно разделить на:
Буквы в скобках представляют собой коды METAR для каждого явления. [1]
Механизмы [ править ]
Осадки происходят, когда местный воздух насыщается водяным паром и больше не может поддерживать уровень водяного пара в газообразной форме. Это происходит, когда менее плотный влажный воздух охлаждается, обычно когда воздушная масса поднимается через атмосферу. Однако воздушная масса также может охлаждаться без изменения высоты (например, за счет радиационного охлаждения или контакта земли с холодной местностью).
Конвекционный [ править ]
Cyclonic [ править ]
Фронтальные осадки являются результатом фронтальных систем, окружающих внетропические циклоны или понижения, которые образуются, когда теплый и тропический воздух встречается с более холодным. Фронтальные осадки обычно выпадают из слоисто-дождевых облаков. [5]
Когда встречаются массы воздуха с разной плотностью (влажность и температурные характеристики), менее плотный более теплый воздух преобладает над более плотным более холодным воздухом. Более теплый воздух вынужден подниматься и, при подходящих условиях, создает эффект насыщения, вызывая осадки. В свою очередь, осадки могут усилить контраст температуры и точки росы вдоль фронтальной границы. [ требуется дополнительное объяснение ] Прохождение погодных фронтов часто приводит к внезапным изменениям температуры окружающей среды и, в свою очередь, влажности и давления в воздухе на уровне земли.
Теплые фронты возникают там, где теплый воздух вытесняет ранее существовавшую массу холодного воздуха. Теплый воздух преобладает над более холодным и поднимается вверх. За теплыми фронтами следуют продолжительные периоды небольшого дождя и мороси из-за того, что после того, как теплый воздух поднимается над более прохладным воздухом (который остается на земле), он постепенно охлаждается из-за расширения воздуха при подъеме, что образует облака и приводит к выпадению осадков.
Холодные фронты возникают, когда масса более холодного воздуха вытесняет массу теплого. Этот тип перехода более резкий [ требуется дальнейшее объяснение ], поскольку холодный воздух более плотный, чем теплый. Продолжительность осадков часто короче и, как правило, более интенсивна, чем продолжительность осадков перед теплыми фронтами.
Орографический [ править ]
Орографические или рельефные дожди возникают, когда массы воздуха поднимаются вверх по склону возвышенных образований суши, таких как большие горы (часто называемый эффектом подъема). Подъем воздуха на склон горы приводит к адиабатическому охлаждению и, в конечном итоге, к конденсации и выпадению осадков. В горных частях мира, подверженных относительно постоянным ветрам (например, пассатам ), на наветренной стороне горы обычно преобладает более влажный климат, чем на подветренной (подветренной) стороне. Влага удаляется орографическим подъемником, оставляя более сухой воздух (см. Фен ) на нисходящей (обычно теплой) подветренной стороне, где появляется тень от дождя.наблюдается. [6]
Интенсивность [ править ]
Конвективные осадки что это такое простыми словами
Краткий словарь терминов по конвективным облакам
Уважаемые читатели! Перед вами краткий словарь терминов по конвективным облакам, составленный специалистом в этой области Н.Веремеем. Словарь был составлен в конце февраля 2005 г. и со временем в нем будут появляться дополнительные статьи, фотографии, ссылки на соответствующие материалы сайта. Следите за обновлениями!
Кучевые облака (Cumulus). Панорамный вид. Фото Skywatching/meteoweb.ru
Активные воздействия. Работы, проводимые человеком с целью искусственного изменения тех или иных параметров облаков и (или) атмосферы в целом. Применительно к конвективным облакам основными целями активных воздействий являются: вызывание осадков в засушливых районах, предотвращение осадков в случаях, когда они нежелательны (в частности, градобитий), грозозащита, предотвращение шквалов и смерчей и др. Основные методы: ввод в облако специальных веществ-реагентов, тем или иным образом влияющих на преобразования влаги; создание искусственных вертикальных потоков воздуха (соплом двигателя, винтом вертолета и др.), изменение электропроводности облака (металлическими нитями, ионизирующими радиоактивными веществами) и др.
Такие мероприятия, как разгон туч волшебной метлой или вызывание бури заклинаниями, к активным воздействиям не относятся.
Влагосодержание. Полное количество воды в парообразной, жидкой и твердой фазах, содержащейся в единичном объеме облака. Измеряется в кг/м3.
Водность. Полное количество воды в жидкой фазе, содержащейся в единичном объеме облака. Измеряется в кг/м3.
Водозапас. Количество воды в жидкой и твердой фазах, содержащейся в вертикальном столбе воздуха единичного сечения. Измеряется в кг/м2.
Гроза. Атмосферное явление, при котором происходит хотя бы один грозовой разряд (см. Грозовой разряд). Помимо этого, данным термином зачастую обозначают конвективное облако (или их систему), в котором наблюдаются грозовые разряды.
Приближение грозы 11 августа 2003 г. в районе Коломны (Подмосковье). Фото Л.Коновалова
Грозовой разряд. Электрический пробой воздуха, происходящий под действием сильного электрического поля, образующегося в некоторых конвективных облаках.
Интенсивность осадков. Количество осадков (см.), выпавших за единицу времени. Обычно измеряется в мм/ч.
Коагуляция. Слияние двух (реже нескольких) жидких капель и (или) ледяных частиц между собой. Происходит в результате столкновения упомянутых частиц друг с другом. Следует отметить, что столкновение не всегда приводит к слиянию. Причиной же столкновения является разная скорость движения частиц, которая, в свою очередь, является следствием гравитации (более тяжелые частицы быстрее падают вниз относительно окружающего воздуха). На предгрозовой стадии в конвективном облаке причиной разности скоростей также может являться движение по-разному заряженных частиц в электрическом поле. Помимо этого, роль в разделении частиц по скоростям играют и другие причины: броуновское движение, турбулентность и др. Однако в облаках эти факторы несущественны.
Коагуляция является одним из главных механизмов образования осадков.
Количество осадков. Толщина слоя воды, которая накопилась бы на горизонтальной поверхности в результате выпадения осадков (при отсутствии впитывания или испарения). При этом осадки, выпавшие в виде снега и льда, учитываются как вода, которая образовалась бы в результате их таяния. Обычно измеряется в мм.
Конвективная ячейка. Замкнутая система воздушных движений в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Если рассматривать конвективную ячейку в упрощенном виде, то она формируется следующим образом: когда некоторый объем воздуха по каким-либо причинам поднимается вверх, образовавшееся под ним разрежение начинает заполняться воздухом с боков. В свою очередь, вверху, куда переместился рассматриваемый объем, создается некоторый избыток воздуха, который, наоборот, частично вытесняется в стороны. На некотором расстоянии по горизонтали образовавшаяся система замыкается нисходящим потоком. Наиболее развитые конвективные ячейки всегда связаны с конвективными облаками (см. конвективное облако ). При конденсации водяного пара выделяется теплота, что способствует восходящему потоку и, как следствие, развитию ячейки.
Реальная геометрическая форма конвективной ячейки и распределение вектора скорости в ее пределах могут иметь довольно сложный характер. Они зависят от ветра (в том числе, от его сдвига с высотой), рельефа местности, расположения осадков, поведения соседних ячеек и др. Зрелые конвективные ячейки, составляющие облако, особенно сильно искажаются в нижней части вследствие нисходящих потоков, создаваемых осадками.
Кучево-дождевое облако (Cumulonimbus, Cb). Хорошо видна «наковальня» в верхней части облака. Подмосковье, август 2003 г.
Фото Л.Коновалова
Конвективное скопление (кластер). Область, содержащая совокупность большого числа конвективных облаков. Термин имеет широкое значение и, помимо этого, применяется для обозначения скоплений чего-либо вообще.
Конвекция. Упорядоченный воздухообмен между верхними и нижними слоями тропосферы. Основные разновидности: термическая (подъем нагретых объемов воздуха) и динамическая (вытеснение воздуха вверх при прохождении холодных фронтов). При конвекции, как правило, образуются замкнутые конвективные ячейки (см. конвективная ячейка ), так как уменьшение количества воздуха в том или ином объеме стремится скомпенсироваться за счет соседних областей.
Конденсация водяного пара. Переход воды из газообразного состояния в жидкое. Может происходить двумя способами: гетерогенная (конденсация на посторонних аэрозольных частицах (см. аэрозоли (аэрозольные частицы) ), служащих зародышами жидкой фазы) и гомогенная (образование капель в отсутствии каких-либо посторонних частиц). В атмосфере в подавляющем большинстве случаев (кроме самых немыслимых и экзотических ситуаций) имеет место именно гетерогенная конденсация.
При конденсации, по законам физики, выделяется теплота. Поскольку нагретый объем воздуха стремится вверх, конденсация, таким образом, способствует развитию восходящего потока и росту конвективного облака.
Ледность. Полное количество воды в твердой фазе, содержащейся в единичном объеме облака. Измеряется в кг/м3.
Молния. Световой эффект, возникающий при грозовом разряде (канал, по которому движутся заряженные частицы, нагревается и начинает светиться).
Мультиячейковое конвективное облако. Облако, состоящее из нескольких тесно расположенных конвективных ячеек, взаимодействующих друг с другом и (или) порождающих одна другую. Разные ячейки находятся на разных стадиях развития: одни зарождаются, другие находятся на стадии зрелости, третьи распадаются. Как правило, наковальня (см. наковальня ), образующаяся над таким облаком, покрывает все ячейки и является для них общей. Мультиячейковые облака характерны для летнего сезона.
Облачные капли. Капли воды, радиус которых не превышает
0,1 мм (значение условное), а собственная скорость падения относительно окружающего воздуха близка к нулю. Полностью увлекаются воздушным потоком.
Облачные ледяные кристаллы. Ледяные частицы, аналогичные по характеристикам облачным каплям (см. облачные капли ).
Осадки. Капли воды или частицы льда, характерный радиус которых превышает
0,1 мм (значение условное), а собственная скорость падения относительно воздуха составляет не менее нескольких десятков см/с (все критерии, в соответствии с которыми осадки можно отличить от облачных капель и кристаллов, являются нечеткими). Такие частицы перестают полностью увлекаться вертикальными потоками воздуха и стремятся упасть вниз под действием силы тяжести. Когда они достигают земной поверхности (это бывает не всегда), наблюдаются осадки в бытовом понимании этого слова (морось, дождь, град, снег, крупа).
Полосы падения (осадков). Визуально наблюдаемые издали темные, иногда прерывистые, волокнистые полосы под основанием облака. Представляют собой падающие осадки, видимые со стороны. Не всегда достигают земли.
Сдвиг ветра. Изменение направления ветра с высотой. Оказывает существенное влияние на развитие вертикальных воздушных потоков и, как следствие, на эволюцию конвективных облаков.
22 августа 2002 года. Смерч над Черным морем вблизи Черноморского побережья Кавказа (поселок Лоо). Автор: Боронюк Е.Л.
Сублимация водяного пара. Непосредственный переход воды из газообразного состояния в твердое.
Турбулентность. Неупорядоченные движения воздуха и взвешенных в нем аэрозольных частиц (см. аэрозоли (аэрозольные частицы) ), в том числе и облачных. Всегда наблюдаются в атмосфере, особенно при наличии сложных возмущений (в том числе конвективных облаков). Характерный пространственный масштаб этих движений много меньше размеров облака. Тем не менее, турбулентность играет существенную роль в переносе количества движения, тепла и влаги как внутри облака, так и между ним и окружающей средой. При моделировании конвективных облаков учет турбулентности, хотя бы в упрощенном виде, безусловно необходим.
Виды осадков: (по характеру выпадения)
Атмосферные осадки
Атмосферными осадками называется влага, выпавшая на поверхность из атмосферы в виде дождя, мороси, крупы, снега, града. Осадки выпадают из облаков, но не каждое облако дает осадки. Формирование осадков из облака идет за счет укрупнения капель до размеров, способных преодолеть восходящие токи и сопротивление воздуха. Укрупнение капель идет за счет слияния капель, испарения влаги с поверхности капель (кристаллов) и конденсации водяного пара на других.
По агрегатному состоянию выделяют жидкие, твердые и смешанные осадки.
К жидким осадкам относятся дождь и морось.
ü дождь – имеет капли размером от 0,5 до 7 мм (в среднем 1,5 мм);
ü морось – состоит из маленьких капель размером до 0,5 мм;
К твердым относятся снежная крупа и ледяная крупа, снег и град.
ü снежная крупа – округлые ядрышки диаметром 1 мм и более, наблюдается при температурах близких к нулю. Крупинки легко сжимаются пальцами;
ü ледяная крупа – ядрышки крупы имеют обледеневшую поверхность, их трудно раздавить пальцами, при падении на землю они подскакивают;
ü снег – состоит из шестигранных кристаллов льда, образовавшихся в процессе сублимации;
ü град – крупные кусочки льда округлой формы размерами от горошины до 5-8 см в диаметре. Вес градин в отдельных случаях превышает 300 г, иногда может достигать нескольких килограмм. Град выпадает из кучево-дождевых облаков.
Виды осадков: (по характеру выпадения)
Суточный ход осадков совпадает с суточным ходом облачности. Выделяются два типа суточного хода осадков – континентальный и морской (береговой). Континентальный тип имеет два максимума (в утренние часы и после полудня) и два минимума (ночью и перед полуднем). Морской тип – один максимум (ночью) и один минимум (днем).
Годовой ход осадков различен на разных широтах и даже в пределах одной зоны. Он зависит от количества тепла, термического режима, циркуляции воздуха, удаленности от побережий, характера рельефа.
Наиболее обильны осадки в экваториальных широтах, где годовое их количество (ГКО) превосходит 1000-2000 мм. На экваториальных островах Тихого океана выпадает 4000-5000 мм, а на подветренных склонах тропических островов до 10 000 мм. Причиной обильных осадков являются мощные восходящие токи очень влажного воздуха. К северу и югу от экваториальных широт количество осадков уменьшается, достигая минимума на 25-35º, где среднегодовое значение не превышает 500 мм и уменьшается во внутриконтинентальных районах до 100 мм и менее. В умеренных широтах количество осадков несколько увеличивается (800 мм). В высоких широтах ГКО незначительно.
Максимальная годовая сумма осадков зарегистрировано в Черрапунджи (Индия) – 26461 мм. Минимальное отмеченное годовое количество осадков – в Асуане (Египет), Икике – (Чили), где в отдельные годы осадков не выпадает вообще.
По происхождению различают конвективные, фронтальные и орографические осадки.
Типы осадков по происхождению:
Годовой ход осадков, т.е. изменение их количества по месяцам, в разных местах Земли не одинаков. Осадки по земной поверхности распределяются зонально.
Типы годового хода осадков:
Атмосферные осадки виды, характеристики и условные обозначения
Основным фактором, который оказывает существенное влияние на прогресс флоры и фауны планеты Земля, является наличие благоприятного для развития жизни климата (температура, влажность, различные виды осадков).
Из этого списка именно атмосферные явления создают многочисленные климатические зоны, которые, в свою очередь, отличаются многообразием форм жизни.
Все осадки неразрывно связаны с круговоротом воды в природе – сюда относятся все явления, которые формируются на основе физико-химических свойств воды и ее способности находиться в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и парообразном (3 вида осадков).
В школе данную тему проходят во 2 классе по предмету «Окружающий мир».
Что такое осадки
Строгое определение атмосферным осадкам в географии принято давать следующим образом. Этим термином называются такие явления, возникающие в атмосфере Земли, которые основаны на концентрации воды в воздушном слое, а также связаны с переходом водяной дисперсии в различные агрегатные состояния и выпадением на поверхность планеты.
Основной классификацией осадков является разделение по температуре атмосферных фронтов:
Для учета количества осадков, которые выпадают на поверхность Земли в определенном регионе, метеорологами используется специально оборудование – осадкомеры, которые выдают данные, измеряемые в толщине слоя жидкой воды, попавшей на твердую поверхность. Единицы измерения – миллиметры в год.
Природные осадки играют ключевую роль в образовании земного климата и формируют оборот воды в природе.
Виды атмосферных осадков
Условно разделить виды осадков можно на основании агрегатного состояния воды, в котором она попадает на Землю. Принципиально это возможно всего в двух вариантах – твердой и жидкой форме.
Исходя из этого, классификация выглядит следующим образом:
Разберемся, что представляет собой каждый из видов таких осадков.
Самый распространенный вид осадков – дождь (относится к конвективным осадкам). Это явление формируется под воздействием лучистой энергии Солнца, которое нагревает влагу, находящуюся на поверхности Земли, и испаряет ее.
Попадая в верхние слои атмосферы, которые заметно холоднее, вода конденсируется, образуя скопление мельчайших капель. Как только количество конденсата достигает большой массы, то вода проливается на землю в виде обильного дождя.
Виды дождя разделяются в зависимости от размера капель, что, в свою очередь, связано с потоками и температурой воздуха.
Разновидность дождей формируется так если воздух теплый, то он формирует более крупные капли, а если холодный, то можно наблюдать моросящий слабый дождь (переохлажденный дождь). При понижении температуры выпадает дождь со снегом.
Другой, связанный с конденсацией процесс, – это выпадение росы. Это физическое явление основано на том, что в определенном объеме воздуха может находиться строго определенное количество пара при данной температуре.
Пока предельный объем пара не достигнут, конденсация не происходит, но как только количество превышает нужное значение, происходит выпадение в жидкое состояние излишков. Это мы можем наблюдать ранним утром на улице, взглянув на росу, цветы и другие твердые предметы.
Другой распространенный вид осадков – это снег. Принципиально, его формирование похоже на формирование дождя, однако отличается дождь от снега тем, что при выпадении на землю, капли значительно охлаждаются воздушными струями, которые имеют отрицательную температуру, и происходит формирование микроскопических ледяных кристаллов.
Поскольку процесс формирования снежинок происходит в воздухе и под воздействием различной температуры, то это обуславливает большое количество форм и кристаллов снежинок.
Если температура очень низкая, то формируется обложной снег, если ближе к нулю, то ливневой снег. Мокрый снег формируется при температуре чуть выше нуля.
Одно из опасных атмосферных явлений – это град. Его образование происходит преимущественно летом, когда разогретые потоки воздуха уносят парообразную влагу в верхние слои атмосферы, где, переохлаждаясь, вода замерзает, образуя ледяные кусочки.
Они не успевают растаять при полете до земной поверхности и часто являются причиной уничтожения урожая или повреждения строений.
Конденсация воды из пара возможна и зимой. В основном, это происходит из-за очень низкого показателя относительной влажности воздуха.
При этом, учитывая отрицательную температуру, сконденсировавшаяся влага тут же замерзает на твердых поверхностях, образуя иней.
Виды осадков по сезонам года
Часто применяют характеристику, основанную на сезонности выпадения осадков.
Виды осадков по высоте образования
Более точной является классификация, которая учитывает, на какой высоте происходило превращение конденсата в один из видов осадков:
Как измеряются осадки
Часто в прогнозе погоды можно слышать, что за сутки выпало 2 миллиметра осадков. Такие данные метеорологи и синоптики определяют на метеостанциях при помощи специального оборудования – осадкомеров.
Это градуированные ведра (на которые нанесены условные знаки), выполненные в определенном типоразмере, которые установлены на улице.
Ежедневно, в промежутке времени от 9-00 до 21-00 (время берется по часовому поясу GMT 0), метеоролог собирает всю влагу, которая накапливается в ведре, и переливает в мерный цилиндр (деления цилиндра выполнены в мм).
Полученные значения заносят в журнал учета, формируя таблицу осадков. Если выпавшие осадки были твердыми, то допускается их растопить.
Для построения визуальной картины, на карте обозначаются точки с измеренным количеством осадков. Эти точки соединяют в схему линиями – изогиетами, а пространство закрашивают цветами осадков с возрастающей интенсивностью.
Как осадки влияют на работу авиации
Существуют целый ряд очень важных атмосферных факторов, которые затрудняют работу авиации. В первую очередь, это связано с обеспечением безопасности полетов.
Таким образом, все осадки, применительно к авиации, носят исключительно неблагоприятный характер.
Осадки являются ключевым фактором, способствующим формированию на Земле климата, а также географических зон. Условное разделение проводят в зависимости от сезонности, однако, следует помнить, что в межсезонье могут происходить комбинации. Также осадки являются важнейшим элементом водооборота на планете.