Виды осадков

Атмосферные осадки – это жидкие или твёрдые частицы воды, которые выпадают из облаков либо непосредственно из холодного воздуха и достигают земной поверхности. К основным формам относятся дождь, морось, снег, снежные зёрна, снежная и ледяная крупа, град и ледяные иглы. Роса, иней, изморозь и гололёд связаны с атмосферной влагой, но образуются на поверхности предметов, поэтому их правильнее относить к наземным отложениям, а не к выпадающим осадкам.

Форма осадков зависит не только от температуры у земли. Важен весь вертикальный профиль атмосферы: снежинка может растаять в тёплом слое, снова замёрзнуть ниже или долететь до поверхности в виде переохлаждённой капли. Поэтому при одинаковой температуре рядом с землёй возможны снег, мокрый снег, ледяная крупа или переохлаждённый дождь. Осадки завершают атмосферную часть круговорота воды, пополняют реки, почвенную влагу и подземные воды.

Какие бывают осадки: полная классификация

В метеорологии осадки разделяют по агрегатному состоянию, механизму выпадения, продолжительности и интенсивности. Жидкие формы состоят из капель, твёрдые – из кристаллов и частиц льда, а смешанные одновременно содержат жидкую и твёрдую воду. По характеру выпадения различают обложные, ливневые и моросящие осадки. Эти признаки описывают разные свойства, поэтому один дождь может быть жидким, ливневым и очень сильным одновременно.

Как образуются осадки в облаках

Водяной пар невидим. Когда влажный воздух поднимается и охлаждается, пар конденсируется на микроскопических частицах аэрозоля или превращается в ледяные кристаллы. Так возникают облака. Облачные капли слишком малы, чтобы быстро упасть: восходящие потоки воздуха и сопротивление среды удерживают их во взвешенном состоянии.

В тёплых облаках капли сталкиваются, сливаются и постепенно увеличиваются. Когда их масса становится достаточной, начинается дождь или морось. В смешанных облаках при отрицательной температуре одновременно присутствуют кристаллы льда и переохлаждённые капли. Кристаллы растут за счёт водяного пара, соединяются в снежинки и выпадают. По пути к земле частицы могут многократно менять состояние.

Обложные осадки обычно связаны со слоисто-дождевыми облаками и занимают большую площадь. Ливни выпадают из мощных кучево-дождевых облаков, быстро начинаются и заканчиваются, резко меняют интенсивность. Морось образуется преимущественно в низких слоистых облаках и состоит из очень мелких, тесно расположенных капель.

Дождь и морось: жидкие осадки

Дождём называют выпадение капель воды, которые обычно крупнее капель мороси. У дождя нет единственного обязательного размера капли: на границе зоны осадков часть капель может испаряться и становиться мельче. Морось отличается большей однородностью и состоит из многочисленных тонких капель, часто ухудшающих видимость, но медленно накапливающих воду.

Обложной дождь длится часами и меняется плавно. Ливневый идёт из конвективных облаков, может сопровождаться грозой, шквалом и градом. Кратковременность ливня не означает безопасности: высокая интенсивность за несколько десятков минут способна перегрузить ливневую канализацию, вызвать подтопление и быстро поднять уровень малых рек.

Переохлаждённые капли остаются жидкими при температуре ниже 0 °C. При столкновении с холодной поверхностью они быстро замерзают и образуют прозрачный слой льда. В прогнозах такое явление может называться переохлаждённым или ледяным дождём в зависимости от строения частиц и принятой терминологии.

Снег, мокрый снег и дождь со снегом

Снег состоит из ледяных кристаллов, чаще всего объединённых в снежинки. Их форма зависит от температуры и влажности в облаке. При спокойном воздухе и температуре около нуля снежинки могут слипаться в крупные влажные хлопья. В более холодной и сухой атмосфере они обычно мельче и легче.

Мокрый снег – частично подтаявшие снежинки, которые прилипают к предметам и могут создавать тяжёлые отложения на деревьях и проводах. Дождь со снегом означает одновременное или чередующееся выпадение капель и снежинок. Причина обычно находится выше земли: частицы проходят через слои воздуха с температурой по обе стороны от нуля.

Снежный покров аккумулирует воду на недели и месяцы. Весеннее таяние питает реки, но при быстром потеплении и дождях на снег может усиливать паводок. В экосистемах снег изолирует почву от сильного охлаждения и определяет продолжительность вегетационного периода.

Снежная крупа, ледяная крупа и ледяные иглы

Снежная крупа образуется, когда переохлаждённые капли намерзают на снежные кристаллы. Получаются белые непрозрачные шарики, которые легко сжимаются и часто отскакивают от твёрдой поверхности. Снежные зёрна мельче и обычно выпадают из низких слоистых облаков, не образуя заметного отскока.

Ледяная крупа представляет собой более твёрдые прозрачные или полупрозрачные частицы. Она возникает, когда растаявшие снежинки или капли замерзают до достижения земли. В отличие от града крупа не требует мощной летней грозовой ячейки и может выпадать в холодный сезон.

Ледяные иглы, известные также как алмазная пыль, – мельчайшие кристаллы, которые возникают в очень холодном воздухе и могут выпадать при почти ясном небе. Они преломляют свет, создавая солнечные столбы и гало. Это настоящие выпадающие частицы, а не иней на поверхности.

Град: почему льдины выпадают летом

Град формируется в кучево-дождевых облаках с сильными восходящими потоками. Зародыш градины многократно переносится через области с переохлаждёнными каплями. Вода намерзает слоями, поэтому на разрезе крупной градины заметны прозрачные и мутные оболочки. Частица выпадает, когда поток уже не может удерживать её массу.

Тёплая погода у земли не мешает образованию града: верхняя часть грозового облака находится на высоте, где температура значительно ниже нуля. По пути вниз небольшие частицы могут растаять, а крупные достигают поверхности. В российской системе опасных явлений крупным считается град диаметром от 20 мм.

Наибольший ущерб град причиняет посевам, садам, крышам и автомобилям. Опасность для человека возрастает при крупных градинах и сильном ветре. Надёжное укрытие – капитальное здание; под отдельными деревьями во время грозы оставаться опасно.

Роса, иней, изморозь и гололёд

Роса образуется, когда поверхность ночью охлаждается ниже точки росы, но остаётся теплее 0 °C. Водяной пар конденсируется в капли непосредственно на траве, почве, стекле и других предметах. Иней появляется при отрицательной температуре поверхности, когда пар переходит в лёд без промежуточной жидкой фазы или замерзают мельчайшие капли.

Изморозь нарастает на ветвях, проводах и других тонких предметах в тумане или влажном морозном воздухе. Она бывает зернистой и кристаллической. Гололёд – плотный слой прозрачного или матового льда, возникающий при замерзании переохлаждённого дождя, мороси или капель тумана.

Гололедицу важно отличать от гололёда. Гололедица образуется на дорогах и тротуарах после замерзания талой или дождевой воды. Гололёд является атмосферным отложением и способен нарастать не только на земле, но и на проводах, ветвях и конструкциях.

Как измеряют количество и интенсивность осадков

Количество осадков выражают в миллиметрах слоя воды. Один миллиметр означает один литр воды на квадратный метр горизонтальной поверхности при условии, что вода не стекает, не впитывается и не испаряется. Жидкие осадки собирают осадкомером, а твёрдые предварительно растапливают и переводят в водный эквивалент.

Интенсивность показывает, сколько осадков выпадает за единицу времени. Для автоматических наблюдений применяют датчики, которые регистрируют массу, объём или число капель. Метеорологический радиолокатор оценивает распределение осадков на большой территории, но его данные калибруют по наземным измерениям.

Опасные осадки и правила безопасности

Сильный дождь может вызвать подтопление, селевой поток и резкий подъём уровня воды. Во время ливня не следует заходить в подземные переходы и низины, если туда быстро поступает вода. На автомобиле опасно пересекать затопленный участок, глубина и состояние дороги под водой неизвестны.

Сильный снег ухудшает видимость, затрудняет движение и увеличивает нагрузку на кровли. Мокрый снег особенно тяжёлый и налипает на провода и деревья. При ледяном дожде дороги, ступени и конструкции быстро покрываются льдом; перемещаться следует медленно, выбирая очищенные маршруты и держась подальше от нагруженных ветвей.

Засушливые последствия недостатка осадков не менее значимы: снижается влажность почвы, возрастает пожарная опасность, мелеют водоёмы. Поэтому наблюдения за осадками нужны не только для прогноза погоды, но и для сельского хозяйства, водоснабжения, оценки паводков и состояния экосистем. Связь выпадения воды с её дальнейшим движением подробно раскрывает материал об атмосферных осадках.

Автор:

Власов Роман Ильич

Фитоэколог