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 атмосферных осадков 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, находящийся в атмосфере, достигает насыщения. При дальнейшем охлаждении часть водяного пара сгущается в жидкое или твердое состояние и выделяется из воздуха, образуя атмосферные осадки. Смотря по обстоятельствам, при которых происходит сгущение водяного пара, атмосферные осадки 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 различной температурой, 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 подымается, 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 подымается 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 метрам. 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 атмосферных осадков. 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 атмосферных осадков измеряется толщиной выпавшего слоя воды, выраженного в миллиметрах или английских дюймах. Для определения этого количества служат дождемеры, самые простые метеорологические инструменты. Количество снега определяют также толщиной слоя воды, которая получается после таяния снега. Кроме того, на метеорологических станциях намеряют еще толщину снегового покрова, с 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 перегородкой 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 воронкой, верхний край которой находится на одной высоте с верхним краем дождемера.

Географическое распределение атмосферных осадков 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 потоков и в местностях, лежащих далеко вглубь материков и недоступных водоносным атмосферным течениям, осадки падают до минимума. В областях с низкой температурой 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 потоки, 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 потоки 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 атмосферных осадков распределяется следующим образом в сантиметрах за год:

Северное полушарие (широта в градусах):

80-70 – 38 см;
70-60 – 40 см;
60-50 – 59 см;
50-40 – 61 см;
40-30 – 59 см;
30-20 – 73 см;
20-10 – 102 см;
10-0 – 212 см.

Южное полушарие (широта в градусах):

0-10 – 203 см;
10-20 – 132 см;
20-30 – 71 см;
30-40 – 75 см;
40-50 – 113 см;
50-60 – 112 см;
60-70 – 107 см (?).

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

Норвегия: Дометен – 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  - 1294 см;

Ява: Бейтензорг  - 443 см;

Египет: Бискра, Сахара  - 22 см;

Острова Фиджи: Квара Валу – 628 см;

Мадагаскар: Таматава – 309 см;

Африка: Сиерра Леоне  - 430 см;

о. Клюни – 363 см;

Австралия: порт Константин – 296 см;

мыс Иорк – 220 см;

Америка, Чили: порт Монт – 269 см;

Аргентинская республика: Корриенто – 133 см;

 Кордова – 287 см;

Северная 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;

Стрепгуэй   - 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 в местах с обильными осадками:

Черрапунджи – 1873 – 719 см; 1872 – 1402 см.

Бомбей – 1871 – 103 см; 1849 – 292 см.

Мадрас – 1876 – 55 см; 1847 – 206 см.

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

	Количество осадков, мм			Число дней с осадками
	Январь	Июль	Год	Январь	Июль	Год
Архангельск	22	56	387	8	8	109
Гельсингфорс	38	58	577	11	10	128
Вологда	19	61	461	13	13	160
Ревель	26	51	489	12	10	126
Рига	32	74	538	12	13	146
Санкт-Петербург	22	68	475	14	13	157
Новгород	20	70	513	17	15	178
Тверь	24	72	551	11	12	14
Ярославль	23	45	509	13	10	146
Кострома	22	65	516	13	11	151
Вятка	22	45	448	11	10	134
Екатеринбург	8	73	364	7	13	108
Вильно	32	77	605	8	12	128
Москва	29	70	533	16	13	169
Нижний Новгород	41	55	570	8	10	112
Казань	13	62	392	13	11	134
Оренбург	27	45	385	11	10	114
Варшава	30	69	566	12	14	147
Тула	22	58	485	12	12	127
Орел	27	82	517	14	15	159
Пенза	34	67	472	12	11	125
Самара	27	51	389	9	9	94
Киев	28	75	535	12	12	125
Курск	10	78	426	5	9	88
Одесса	23	59	408	6	7	80
Екатеринослав	22	50	475	8	8	95
Таганрог	32	43	448	8	6	89
Астрахань	13	14	149	5	4	47
Симферополь	29	52	443	8	8	94
Ялта	46	34	508	7	5	74
Тобольск	17	75	447	8	10	107
Енисейск	18	59	416	11	12	146
Якутск	13	48	300	9	11	94
Омск	10	55	328	7	12	105
Томск	28	75	506	14	12	150
Верный	29	32	540	7	8	83
Иркутск	16	73	368	5	10	80
Благовещенск	1	110	494	0	8	44
Охотск	2	22	198	3	6	60
Хабаровск	4	144	604	4	13	104
Владивосток	2	55	372	1	10	69
Батум	250	138	2370	14	11	145
Тифлис	15	53	488	6	8	104
Баку	34	5	246	9	2	64
Петро-Александровск	6	0	64	3	0	23
Ташкент	44	1	331	8	1	60
Самарканд	35	2	321	8	1	62
Бухара	9	0	116	7	0	38

 

Большое значение во многих отношениях имеют наибольшие количества осадков, выпадающие в течение одних суток. Приводим некоторые примеры максимальных количеств. Черрапунджи в Индии 1 030 мм; Танабе в Японии 902 мм; Парния в Индии 879 мм; Недуккени на о. Цейлоне 807 мм. В России: Батум 261 мм; Самашканы Бессарабской губернии 209 мм; Сочи 186 мм. В более короткие промежутки времени выпали: в Одесе  8-го июня 1869 г. — 70 мм в 50 минут (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.