Атмосферные осадки

Атмосферные осадки, влага, осаждающаяся на землю из атмосферы, как в капельножидком, так и в твердом виде - дождь, снег, град, крупа; сюда же относятся роса, иней, изморозь, гололедица, ледяной дождь (см. гидрометеоры). Причина образования А. о. состоит в охлаждении воздуха, в котором всегда находится в большем или меньшем количестве водяной пар, до так называемой "точки росы", т. е. до той температуры, при которой пар, находящейся в атмосфере, достигает насыщения. При дальнейшем охлаждении часть водяного пара сгущается в жидкое или твердое состояние и выделяется из воздуха, образуя А. о. Смотря по обстоятельствам, при которых происходить сгущение водяного пара, А. о. получаются в различных формах и носят различные названия. Сгущение водяных паров может быть вызвано разнообразными причинами понижения температуры: лучеиспусканием поверхности почвы или влажных масс воздуха, испарением, прикосновением масс влажного воздуха к охлажденной поверхности, смешением насыщенных или близких к насыщению масс воздуха, имеющих различные температуры, адиабатическим расширением воздуха. В недавнее время многие ученые были того мнения, что дождевые тучи образуются вследствие смешения масс воздуха с различною температурою, и не обратили внимания на роль скрытой теплоты, которая выделяется при переходе избытка паров в жидкое состояние. Нетрудно показать, что количество паров, осаждающихся этим путем, невелико и может дать только туман, облако или весьма слабый дождь. Сгущение паров в большом количестве имеет место при адиабатическом расширении воздуха в восходящих токах. Если в них воздух поднимается, то он охлаждается адиабатически (без получения и без отдачи тепла) до точки росы. Это первая стадия поднятия, в которой процессов сгущения паров не происходит. Если поднятие воздуха продолжается, тогда продолжается и дальнейшее охлаждение его, но закон охлаждения уже иной, так как поднимается воздух, насыщенный парами, и в котором происходит сгущение водяных паров и выделение скрытого тепла парообразования. Это вторая стадия, или стадия дождя. Конец второй стадии будет находиться на той высоте, где температура воздуха равняется 0°. Далее начинается третья стадия восхождения - стадия града. В этой стадии продолжается дальнейшее охлаждение, но так как выделяющаяся скрытая теплота (при сгущении и замерзании) достаточна для компенсации охлаждения от дальнейшего поднятия, то температура будет поддерживаться около 0°. Мощность этой третьей стадии, стадии града, принимают равной 200 метр. Далее следует четвертая стадия - стадия снега. Во второй стадии температура воздуха высокая, и поэтому в воздухе бывают большие количества воды в виде паров, более чем 4,8 грамма в каждом кубическом метре, а благодаря этому дождь дает большие количества А. о. Стадия града имеет небольшую мощность, и вследствие этого град и крупа больших количеств воды давать не могут. В стадии снега воздух содержит сравнительно небольшое количество водяных паров, менее 4,8 грамма в каждом кубическом метре, и поэтому количество воды от снега всегда меньше, чем от дождя при прочих равных условиях. Снежинки никогда не дают того количества воды, которое получается от капель. Размеры капель наблюдаются от 0,5 до 5 мм. в диаметре; максимальный размер капель 6,6 мм. в диаметре, а вес 0,14 грамма. Большие капли при падении разбиваются на части, и вес каждой части не превышает 0,2 грамма, т. е. 7 мм. в диаметре.

Количество А. о. измеряется толщиною выпавшего слоя воды, выраженного в миллиметрах или английских дюймах. Для определения этого количества служат дождемеры, самые простые метеорологические инструменты. Количество снега определяют также толщиною слоя воды, которая получается после таяния снега. Кроме того, на метеорологических станциях измеряют еще толщину снегового покрова, помощью рейки с делениями на сантиметры, и плотность снега, т. е. отношение его веса к объему. Дождемер состоит из цилиндрического сосуда с заостренным горизонтальным верхним краем. Внутри сосуда находится воронкообразная перегородка, которая защищает воду под перегородкою от испарения. Раз в сутки переливают воду в стеклянный мерительный стакан, на стенке которого находятся деления, выражающие высоту водяного слоя. Для устранения выметания ветром снега из дождемера, он окружается Нейферовой воронкою, верхний край которой находится на одной высоте с верхним краем дождемера.

Географическое распределение А. о. на земной поверхности зависит от весьма многих факторов, но из сочетания главных из них можно составить общую схему распределения осадков. Главные факторы: распределение суши и моря, морские течения, преобладающие ветры, направление горных хребтов, распределение тепла и др. В областях, где, вследствие географических условий, происходят сильные восходящие течения теплого и влажного воздуха, количество осадков достигает максимума. В областях нисходящих токов и в местностях, лежащих далеко вглубь материков и недоступных водоносным атмосферным течениям, осадки падают до минимума. В областях с низкою температурою количество осадков незначительное, потому что при низких температурах воздух содержит лишь малое количество водяных паров. В экваториальной зоне на морях обильные осадки выпадают там, где господствуют затишья или слабые переменные ветры и сильные восходящие токи, и так как воздух тепел и влажен, то осадки обильны. На материках прибавляется еще влияние восхождения воздуха на горные склоны. Максимум осадков в экваториальной зоне бывает два раза в год, когда солнце в полдень находится в зените или вблизи зенита. Те же условия объясняют обильные осадки Амазонской равнины и Западной Африки близ экватора. Пассатные полосы сравнительно бедны осадками, так как воздух, переносимый пассатами из стран более холодных в более теплые, на пути постепенно нагревается и удаляется от насыщенного состояния. То же самое происходит в областях, где господствует нисходящее течение воздуха. При таких условиях осадков весьма мало, а местами их даже почти нет. Только при поднятии на горы воздух охлаждается и выделяет осадки. В области пассатов бывает один максимум в год, также и в области муссонов. В умеренных поясах восходящие токи имеют место в циклонах, причем они особенно сильны в зимних циклонах, изливающих свои осадки над океанами и морскими берегами; внутри континентов преобладают летние осадки. В зависимости от географической широты количество А. о. распределяется следующим образом в сантиметрах за год:

Самые большие количества А. о. выпадают вблизи экватора, а в широте около 45° наблюдается второстепенный максимум. Для характеристики распределения осадков приведем несколько средних годовых сумм в сантиметрах:

Норвегия: Домстен .................. 195 см.
Шотландия: Бен-Невис ............... 380 см.
Англия: Сисвайт .................... 361 см.
Франция: Валлерог .................. 200 см.
Германия: Брокен ................... 170 см.
Швейцария: Лугано .................. 157 см.
Италия: Тольмеццо .................. 243 см.
Австрия: Црквице ................... 430 см.
Россия: Батум ...................... 237 см.
Китай: Хонг-Конг ................... 214 см.
Индия: Черрапунджи ................. 1.294 см.
Ява: Бейтензорг .................... 443 см.
Египет: Бискра, Сахара ............. 22 см.
Острова Фиджи: Квара Валу .......... 628 см.
Мадагаскар: Таматава ............... 309 см.
Африка: Cиeрра Леоне ............... 430 см.
Африка: о. Клюни ................... 363 см.
Австралия: порт Константин ......... 296 см.
Австралия: мыс Иорк ................ 220 см.
Америка, Чили: порт Монт ........... 269 см.
Америка Аргент. респ.: Корриенто ... 133 см.
Америка Кордова .................... 287 см.
Сев. Америка: Грейтоун ............. 658 см.
Гренландия: Ивигтут ................ 112 см.
Тонзет ............................. 35 см.
Эдинбург ........................... 59 см.
Оксфорд ............................ 58 см.
Марсель ............................ 51 см.
Геттинген .......................... 55 см.
Женева ............................. 79 см.
Палермо ............................ 59 см.
Прага .............................. 47 см.
Петро-Александровск ................ 6 см.
Кашгар ............................. 5 см.
Якобабад ........................... 11 см.
Батавия ............................ 184 см.
Суэц ............................... 6 см.
Мальден ............................ 34 см.
Нози ............................... 35 см.
Прая ............................... 26 см.
о. Вознесенья ...................... 8 см.
Стренгуэй .......................... 14 см.
внутр. станции ..................... 13 см.
Копиапо ............................ 1 см.
Сан-Хуан ........................... 7 см.
Мехико ............................. 63 см.
Мохаве ............................. 6 см.
Уперневик .......................... 38 см.

В одном и том же месте в разные годы наблюдаются весьма значительные разницы, в особенности местах с обильными осадками:

Для некоторых мест России приводим еще средние суммы осадков в миллиметрах и число дней с осадками:

Большое значение во многих отношениях имеют наибольшие количества осадков, выпадающие в течение одних суток. Приводим некоторые примеры максимальных количеств. Черрапунджи в Индии 1.036 мм.; Танабе в Японии 902 мм.; Парния в Индии 879 мм.; Недуккени на о. Цейлон 807 мм. В России: Батум 261 мм.; Самашканы Бессар. губ. 209 мм.; Сочи 186 мм. В более короткие промежутки времени выпали: в Одессе 8-го июня 1869 г. - 70 мм. в 50 минуть (в 1 минуту 1,4 мм.); в Кара-Омере (Добруджа) 17-го августа 1900 г. - 320 мм. в 4 часа (в 1 минуту 1,6 мм.); в Арджесе (Румыния) - 204,6 мм. в 20 минут, следовательно, в течение каждой минуты - 10,2 мм.

Э. Лейст.

Источники:

1. Энциклопедический словарь Русского библиографического института Гранат. Том 4/11-е стереотипное издание, до 33-го тома под редакцией проф. Ю. С. Гамбурова, проф. В. Я. Железнова, проф. М. М. Ковалевского, проф. С. А. Муромцева и проф. К. А. Тимирязева- Москва: Русский Библиографический Институт Гранат - 1924.