Максимальной влажностью называется предельно возможное содержание пара в воздухе при данной температуре. Если абсолютная влажность равна максимальной, то воздух считается насыщенным водяным паром.
Относительная влажность представляет собой отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в долях или в процентах. Относительная влажность показывает, насколько воздух близок к насыщению водяным паром. Относительная влажность может возрастать как вследствие повышения испарения, так и вследствие понижения температуры воздуха.
Относительная влажность воздуха является одной из характеристик погоды.
Влажность воздуха измеряют при помощи прибора, который называется гигрометром.
Концентрируясь в атмосфере, водяной пар образует облака – скопления взвешенных в атмосфере продуктов конденсации водяного пара (капель воды или мельчайших кристаллов льда). Облака делятся на перистые, слоистые, кучевые, слоисто-дождевые и кучево-дождевые.
Перистые облака формируются на большой высоте – в стратосфере. Они состоят из кристаллов льда и осадков из них не выпадает. Слоистые облака, однообразные и бледные, формируются в тропосфере на высоте от 100 до 400 м (иногда могут наблюдаться и на высоте в 30 м). Осадков эти облака практически не приносят, лишь иногда из них могут выпадать снежные зерна или морось – медленный мелкий дождь. Кучевые облака Кучевые облака плотные, ярко-белые, имеющие выраженное вертикальное развитие, осадков не приносят. Слоисто-дождевые облака, закрывающие весь небосвод, приносят длительные осадки. Кучево-дождевые облака, имеющие свинцово-черную окраску, приносят грозы и ливни.
Грозой называют атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаками и земной поверхностью возникают электрические разряды – молнии, сопровождаемые быстро распространяющиеся в воздухе звуковой волной (громом).
Облачность измеряют по 10-балльной шкале, 1 балл которой соответствует 10 % площади небосвода. Среднегодовая облачность всей Земли составляет 4,9 балла. Минимальная среднегодовая облачность (примерно 0,2 балла) наблюдается во внутренних областях Антарктиды и в тропических пустынях, а максимальная (более 9 баллов) – над Белым морем и над северной частью Атлантического океана.
Причиной выпадения атмосферных осадков является охлаждение воздуха до точки росы. Воздух охлаждается при подъеме вверх или вследствие контакта с более холодными массами воздуха.
Измерение количества осадков происходит с помощью дождемера (ведра-осадкомера) – металлической емкости цилиндрической формы высотой 40 см и площадью сечения 500 см². Метеорологи оперируют понятиями суточного, месячного и годового количества осадков для определенной территории. Количество атмосферных осадков измеряют в миллиметрах, по толщине возникшего на поверхности слоя воды.
Количество осадков зависит от следующих факторов:
– от температуры воздуха, которая влияет на испарение и количество влаги, поглощаемой воздухом (влагоемкость);
– от характера циркуляции воздушных масс – если воздух перемещается с моря на сушу, осадков выпадает больше;
– от высоты территории над уровнем океана, обуславливающей температуру воздуха, и от направления горных хребтов. Становясь препятствием для движущихся воздушных масс, горы вынуждают их подниматься вверх, что сопровождается охлаждением, конденсацией водяного пара и образованием осадков;
– от наличия и характера морских течений. Воздух, нагревшийся и насытившийся влагой над теплыми течениями, легко образует осадки при перемещении в более холодные районы. Холодные течения производят обратное действие – охладившийся над ними воздух имеет малую влагоемкость, вдобавок испарение холодной воды небольшое. Поэтому воздух, приходящий от холодного течения, осадков не приносит.
По агрегатному состоянию атмосферные осадки делят на жидкие и твердые.
К жидким атмосферным осадкам относятся роса, морось и дождь. Морось отличается от дождя малым размером капель, диаметр которых не превышает 0,5 мм, и очень низкой скоростью их падения. Кажется, что капли не падают вниз, а висят в воздухе.
К твердым атмосферным осадкам относятся иней, изморозь, снег, крупа, гололед и град.
Инеем называется тонкий слой кристаллического водного льда, нарастающего на поверхности земли и наземных предметах при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом ветре.
Изморозь образуется на поверхностях из оседающих водяных паров в туманную морозную погоду. Она бывает кристаллической, состоящей из частиц льда, и зернистой (снеговидной). От изморози следует отличать гололед – слой плотного стекловидного льда, образующийся на поверхностях в результате намерзания частиц осадков (переохлажденных капель мороси, или дождя, ледяной крупы).
Крупа отличается от снега своей структурой. Снег представляет собой твердые осадки в виде снежных кристаллов (снежинок) или хлопьев, а крупа – в виде ледяных или снежных зерен.
Градом называют твердые ливневые осадки, выпадающие в теплое время года (при температуре воздуха выше +10 °C) в виде кусков льда различной формы и размеров. Для образования града необходимы интенсивные восходящие воздушные потоки со скоростью свыше 10 м/с. Такие потоки заносят водяной пар на большие высоты (5 км), где из переохлажденных водяных капель образуются льдинки-градины. Интенсивные восходящие потоки в течение длительного времени удерживают градины от выпадения на землю, давая им возможность расти за счет присоединения переохлажденных капель. Относительно крупные градины не успевают растаять при падении и выпадают в виде льда.
Атмосферное явление, при котором происходит скопление воды в воздухе с образованием мельчайших продуктов конденсации водяного пара – капелек воды (при температуре воздуха выше —10 °C) или кристалликов льда (при температуре воздуха ниже —15 °C)
[37] называется туманом.
По интенсивности атмосферные осадки подразделяют на ливневые и моросящие.
Выпадение атмосферных осадков происходит неравномерно. Количество выпадающих осадков изменяется зонально, то есть от экватора к полюсам. Больше осадков выпадает там, где преобладают восходящие токи воздуха (то есть в областях с низким атмосферным давлением) – в экваториальном и умеренных поясах. В тропических и полярных поясах, где преобладают нисходящие потоки, осадков выпадает сравнительно мало.
Выделяют семь широтных поясов атмосферных осадков – один экваториальный, два тропических, два умеренных и два полярных.
Экваториальный пояс, расположенный примерно между 20-ми параллелями является поясом максимального количества атмосферных осадков. Здесь их выпадает около 3000 мм/год, примерно половина от объема всех осадков на нашей планете.
