Введение
Актуальность изучения атмосферных осадков, заключается в том, что - основной водно-балансовой составляющей всех типов природных вод и главным источником естественных ресурсов подземных вод являются атмосферные осадки. Атмосферные выпадения постоянно воздействуют на все компоненты окружающей среды, представляют собой неустранимый фактор и поэтому в теории риска относятся к самой высокой категории.
Атмосферные осадки как продукты конденсации и сублимации водяного пара в атмосфере являются важным климатическим параметром, определяющим режим увлажнения территории. Для возникновения атмосферных осадков необходимо наличие влажной воздушной массы, восходящих движений и ядер конденсации.
Поэтому по количеству и интенсивности выпавших осадков можно косвенно судить о характере вертикальных движений в атмосфере, которые наиболее трудно оценить в энергетическом цикле атмосферы.
Целью работы является изучение атмосферных осадков и их химического состава.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Рассмотреть понятие атмосферных осадков;
2. Объяснить распределение суточных и годовых сумм осадков;
3. Рассмотреть классификацию атмосферных осадков;
4. Выяснить, какие химические компоненты входят в состав атмосферных осадков
Структура работы. Курсовая работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.
атмосферный осадок химический состав
Атмосферные осадки и их виды
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. Осадки - одно из звеньев влагооборота на Земле.
Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара.
Виды осадков
Обложные осадки - равномерные, длительные по продолжительности, выпадают из слоисто-дождевых облаков;
Ливневые осадки - характеризуются быстрым изменением интенсивности и непродолжительностью. Они выпадают из кучево-дождевых облаков в виде дождя, нередко с градом.
Моросящие осадки - в виде мороси выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков.
По происхождению различают:
Конвективные осадки характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но летом нередко бывают и в умеренном поясе.
Фронтальные осадки образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и иными физическими свойствами, выпадают из более теплого воздуха, образующего циклонические вихри, типичны для умеренного и холодного поясов.
Орографические осадки выпадают на наветренных склонах гор, особенно высоких. Они обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью. (см. прил.4)
Атмосфера нашей планеты постоянно пребывает в движении – не зря ее называют пятым океаном. В ее толще наблюдаются перемещения теплых и холодных воздушных масс – с различной скоростью и направлением дуют ветры.
Порой содержащаяся в атмосфере влага конденсируется и выпадает на поверхность земли в виде дождя или снега. Синоптики называют это атмосферными осадками.
Научное определение атмосферных осадков
Атмосферными осадками в научной среде принято называть обычную воду, которая в жидком (дождь) либо твердом (снег, иней, град) виде выпадает из атмосферы на поверхность Земли.
Осадки могут выпадать из облаков, которые сами представляют собой конденсированную в мельчайшие капельки воду, либо образовываться непосредственно в воздушных массах при столкновении двух атмосферных потоков с разной температурой.
Количество осадков определяет климатические особенности местности, а также служит основой урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому ученые-метеорологи постоянно замеряют, сколько осадков выпало в той или другой местности за определенный период. Эта информация ложится в основу , урожайности и т.д.
Осадки измеряют в миллиметрах слоя воды, который покрывал бы поверхность земли, если бы вода не впитывалась и не испарялась. В среднем за год выпадает 1000 миллиметров осадков, но одним местностям достается больше, а другим – меньше.
Так, в пустыне Атакама выпадает всего 3 мм осадков за целый год, а в Тутунендо (Колумбия) за год собирается слой более 11,3 метра дождевой воды.
Виды осадков
Метеорологи различают три основных вида осадков – дождь, снег и град. Дождь представляет собой капли воды в жидком состоянии, град и – в твердом. Однако существуют и переходные формы осадков:
— дождь со снегом – частое явление осенью, когда с неба вперемежку падают и снежинки, и капли воды;
— ледяной дождь – достаточно редкий вид осадков, представляющий собой ледяные шарики, заполненные водой. Падая на землю, они разбиваются, вода вытекает и тут же замерзает, покрывая слоем льда асфальт, деревья, крыши домов, провода и т.д.;
— снежная крупа – небольшие белые шарики, напоминающие крупу, сыплющиеся с неба при температуре воздуха близкой к нулю. Шарики состоят из слабо смерзшихся между собой кристалликов льда и легко раздавливаются в пальцах.
Осадки могут быть проливными, обложными и моросящими.
— Проливные осадки выпадают, как правило, внезапно и характеризуются высокой интенсивностью. Они могут длиться от нескольких минут до нескольких дней (в тропическом климате), часто сопровождаются грозовыми разрядами и резкими порывами ветра.
— Обложные осадки выпадают в течение длительного времени, несколько часов или даже дней подряд. Они начинаются со слабой интенсивностью, постепенно нарастают и потом продолжаются, не изменяя интенсивности, все время до окончания.
— Моросящие осадки отличаются от обложных очень мелким размером капель и тем, что выпадают не только из облаков, но и из тумана. Нередко моросящие осадки наблюдаются в начале и конце обложных, но могут длиться по нескольку часов или дней как самостоятельное явление.
Осадки, образующиеся на поверхности земли
Некоторые виды осадков не выпадают сверху, а образуются непосредственно в самом нижнем слое атмосферы, контактирующем с поверхностью земли. В общей сумме осадков они занимают небольшой процент, но тоже учитываются метеорологами.
— Иней – кристаллики льда, намерзающие ранним утром на выступающих предметах и поверхности грунта, если ночная температура опускается ниже нуля.
— Роса – капли воды, конденсирующиеся в теплое время года в результате ночного охлаждения воздуха. Роса выпадает на растениях, выступающих предметах, камнях, стенах домов и т.д.
— Изморозь – ледяные кристаллики, образующиеся зимой при температуре от – 10 до – 15 градусов на ветках деревьев, проводах в виде пушистой бахромы. Появляется в ночное время и исчезает днем.
— Гололёд и гололедица- намерзание ледяного слоя на поверхности земли, деревьях, стенах строений и т.д. в результате быстрого охлаждения воздуха во время или после дождя со снегом и ледяного дождя.
Все виды атмосферных осадков образуются в результате конденсации воды, испарившейся с поверхности планеты. Самым мощным «источником» осадков служит поверхность морей и океанов, суша дает не более 14% всей атмосферной влаги.
Что такое водяной пар? Какими свойствами он обладает?
Водяной пар – газообразное состояние воды. Не имеет цвета, вкуса и запаха. Содержится в тропосфере. Образуется молекулами воды при её испарении. Водяной пар при охлаждении превращается в капли воды.
В какие сезоны года в вашей местности бывают дожди? В какие - снегопады?
Дожди выпадают летом, осенью, весной. Снегопады – зима, конец осени, начало весны.
По рисунку 119 сравните среднегодовое количество осадков в Алжире и во Владивостоке. Одинаково ли распределяются осадки по месяцам?
Годовое количество осадков в Алжире и Владивостоке практически одинаковое – 712 и 685 мм соответственно. Однако распределение их в течении года отличается. В Алжире максимум осадков приходится на конец осени и зиму. Минимум – на летние месяцы. Во Владивостоке большая часть осадков выпадает летом и в начале осени, минимум приходится на зиму.
Рассмотрите рисунок и расскажите о чередовании поясов с разным годовым количеством осадков.
В распределении осадков в целом наблюдаются изменения по направлению от экватора к полюсам. В широкой полосе вдоль экватора выпадает их наибольшее количество - свыше 2000 мм в год. В тропических широтах осадков очень мало - в среднем 250-300 мм, а в умеренных широтах их опять становится больше. При дальнейшем приближении к полюсам количество осадков вновь убывает до 250 мм в год и меньше.
Вопросы и задания
1. Как образуются осадки?
Атмосферные осадки - это вода, выпавшая на землю из облаков (дождь, снег, град) или непосредственно из воздуха (роса, иней, изморозь). Облака состоят из мельчайших капелек воды и кристалликов льда. Они настолько малы, что удерживаются потоками воздуха и не падают на землю. Но капельки и снежинки могут сливаться друг с другом. Тогда они увеличиваются в размерах, становятся тяжёлыми и падают па землю в виде атмосферных осадков.
2. Назовите виды атмосферных осадков.
Осадки бывают жидкие (дождь), твердые (снег, град, крупа) и смешанные (снег с дождем)
3. Почему столкновение теплого и холодного воздуха приводит к возникновению осадков?
При столкновении с холодным воздухом теплый воздух, вытесняемый тяжелым холодным, поднимается вверх, начинает охлаждаться. Водяной пар в теплом воздухе конденсируется. Это приводит к образованию облаков и осадков.
4. Почему в облачную погоду не всегда выпадают осадки?
Осадки выпадают, только если воздух перенасыщен влагой.
5. Как можно объяснить, что близ экватора осадков очень много, а в районах полюсов – очень мало?
Большое количество осадков выпадает близ экватора, поскольку из-за высоких температур происходит испарение большого количества влаги. Воздух быстро насыщается и выпадают осадки. У полюсов низкие температуры воздуха препятствуют испарению.
6. Какое количество осадков выпадает за год в вашей местности?
В европейской части России выпадет в среднем около 500 мм в год.
Виды климатических осадков необходимо рассматривать в неразрывной связи с понятием «погода». Именно эти элементы являются основополагающими, если рассматривать условия конкретного региона.
Под понятием «погода» подразумевают состояние атмосферы в конкретном месте. Формирование типа климата, его постоянство зависят от множества факторов, которые имеют свои закономерности проявления. Одинаковые условия не могут наблюдаться на отдельных участках. Виды климатических осадков различны на всех континентах Земного шара.
На климат могут влиять такие показатели, как солнечная радиация, атмосферное давление, влажность воздуха и температура, атмосферные осадки, направление и сила ветра, облачность, рельеф.
Климат
Многолетний режим погоды - это климат. Значительное влияние на него оказывает количество солнечного тепла, поступающего на поверхность Земли. Показатель этот зависит от высоты Солнца в полдень - географической широты. Самое большое количество солнечного тепла поступает на экватор, к полюсам это значение уменьшается.
Также важнейшим фактором, оказывающим влияние на погоду, является взаимная расположенность суши и моря, которая позволяет выделить морской и континентальный типы климата.
Морской (океанический) климат характерен для океанов, островов и прибрежных частей материков. Этому типу присущи малые годовые суточные колебания температур воздуха и значительное количество атмосферных осадков.
Континентальный климат характеризует материковые зоны. Показатель континентальности материка зависит от среднегодовых колебаний температуры воздуха.
Еще одним фактором, влияющим на погодные условия, можно назвать морские течения. Такая зависимость проявляется в изменении температуры воздушных масс. Имеют свой характер также и климатические осадки вблизи океана.
Именно температура воздуха - следующий фактор, влияние которого на погоду и климат трудно переоценить. Изменения термальных условий создают динамику показателей воздушного давления, формируя зоны высокого и низкого атмосферного давления. Указанными зонами переносятся воздушные массы. Разная природа встречающихся воздушных масс образует которому характерны облачность, осадки, увеличение скорости ветра и изменение температуры.
Комплексное взаимодействие вышеперечисленных факторов формирует на определенных территориях типы погодных условий.
Выделяют такие типы климата: экваториальный, тропический муссонный, тропический сухой, средиземноморский, субтропический сухой, умеренный морской, умеренный континентальный, умеренный муссонный, субарктический, арктический или антарктический.
Типы климата. Краткое описание всех типов климата
Экваториальный тип характеризуется среднегодовой температурой в рамках +26˚С, большим количеством атмосферных осадков в течение года, преобладанием теплых и влажных воздушных масс и распространен в экваториальных областях Африки, Южной Америки и Океании.
Виды осадков напрямую зависят от региона. Ниже рассмотрим типы климата, которые характерны тропической среде.
Виды тропического климата
Погода во всем мире достаточно разнообразна. Тропический муссонный имеет следующие характеристики: температура в январе - +20˚С, в июле - +30˚С, 2000 мм атмосферных осадков, преобладают муссоны. Распространен на территории Южной и Юго-Восточной Азии, Западной и Центральной Африки, Северной Австралии.
Тропическому сухому климату свойственна температура воздуха в январе +12˚С, июле - +35˚С, незначительные осадки в пределах 200 мм, преобладают пассаты. Распространен на территории Северной Африки, Центральной Австралии.
Средиземноморский тип климата можно охарактеризовать следующими показателями: температура в январе +7˚С, в июле +22˚С; 200 мм осадков, в летний период при преобладают антициклоны, в зимний - циклоны. Распространен средиземноморский климат на территории Средиземноморья, Южной Африки, Юго-Западной Австралии, Западной Калифорнии.
Температурные показатели субтропического сухого климата колеблются в пределах от 0˚С в январе до +40˚С в июле, при этом типе климата осадки не превышают 120 мм, в атмосфере преобладают сухие континентальные воздушные массы. Территория распространения этого вида погодных условий - внутренние части материков.
Умеренный отличается такими температурными показателями: от +2˚С до +17˚С, выпадением атмосферных осадков на уровне 1000 мм, ему свойственны Распространен он на территории западных частей Евразии и Северной Америки.
Показывает значительную разницу сезонных температур: -15˚С - +20˚С, атмосферные осадки в пределах 400 мм, западные ветры и распространенность на внутренних частях материков.
Умеренный муссонный демонстрирует резкие температурные колебания от -20˚С в январе до +23˚С в июле, выпадение осадков на уровне 560 мм, наличие муссонов и преобладание на востоке Евразии.
При субарктическом типе климата температуры пребывают в диапазоне от -25˚С до +8˚С, осадки - 200 мм, в атмосфере преобладание муссонов, территория - Северная Евразия и Америка.
Арктический (антарктический) тип, при котором присутствуют низкие температуры - -40˚С - 0˚С, незначительные осадки - 100 мм, антициклоны, - распространен в материковой зоне Австралии и Северном Ледовитом океане.
Рассмотренные нами типы, преобладающие на обширных территориях, определяют как макроклиматы. Помимо указанных изучаются также мезо- и микроклиматы, которые касаются относительно небольших территорий с устойчивыми погодными условиями.
Важнейшим критерием для определения типа климата являются качественные и количественные характеристики выпадающих на заданной территории атмосферных осадков.
Атмосферные осадки и их виды. Погода и понятие климата
Климат Земли неоднороден, и не последнюю роль в этом играют количественные и качественные показатели выпадающих над территорией осадков. Факторы, от которых они зависят, определяет схема. Виды атмосферных осадков зависят от следующих факторов: физической формы, место образования, характера выпадения, места происхождения.
Рассмотрим подробнее каждый из факторов.
Физические характеристики атмосферных осадков
Виды атмосферных осадков классифицируются в зависимости от их физического состояния:
- Жидкие, к которым можно отнести морось и дождь.
- Твердые - к ним относятся снег, крупа, град.
- Дождь - водяные капли. Является наиболее распространенным видом осадков, которые выпадают из кучево-дождевых и слоисто-дождевых облаков.
- Моросью называют микроскопические капли влаги с диаметром в сотые доли миллиметра, выпадающие из слоистых облаков или густого тумана при плюсовых температурах.
- Преобладающей формой твердых осадков является снег, видами которого считаются снежная и ледяная крупы, выпадающие при низких температурах.
- Град - еще одна форма твердых осадков в виде частиц льда величиной 5-20 мм. Такой вид осадков, несмотря на свою структуру, выпадает в теплое время года.
Влияние сезонности на физическое состояние атмосферных осадков
В зависимости от сезона атмосферные осадки выпадают в определенных формах. Для теплого периода характерны следующие виды: дождь, морось, роса, град. В холодное время года возможны снег, крупа, иней, изморозь, гололед.
Классификация осадков в зависимости от места образования
В верхних образовываются дождь, морось, град, крупа, снег.
На земле или близко к земле - роса, иней, морось, гололед.
Характер выпадения атмосферных осадков
По характеру выпадения атмосферные осадки можно разделить на моросящие, ливневые и обложные. Их характер зависит от множества факторов.
Моросящие осадки продолжительны и имеют слабую интенсивность, ливневые характеризуются большой интенсивностью, но малой продолжительностью, обложные имеют однотонную интенсивность без резких колебаний.
Характер и количество осадков, безусловно, влияют на погодные условия определенной местности, что, в свою очередь, отражается на общем климате. В тропиках, к примеру, дождь можно наблюдать лишь несколько месяцев в году. В остальное время печет солнце.
Климатические осадки
Климат и виды климатических осадков находятся в прямой зависимости друг от друга. Факторами, влияющими на распространение снега и дождя, являются температура, движение воздушных масс, рельеф и морские течения.
Зона экваториального климата характеризуется наибольшим количеством осадков на Земле. Этот факт обусловлен высокими температурами воздуха и большой влажностью.
Разделяют на сухой пустынный и влажный виды тропического климата. Мировой климат имеет средние показатели осадков, которые находятся в пределах 500-5000 мм.
Муссонный тип характеризуется большим количеством осадков, которые приходят со стороны океана. Погодные условия здесь имеют свою периодичность.
Арктический же беден на осадки, что объясняется наличием низких атмосферных температур.
На основании места происхождения все виды климатических осадков можно разделить на:
- конвективные, которые преобладают на территориях с жарким климатом, но возможны и в зонах с умеренным климатом;
- фронтальные, формирующиеся при встрече двух разнотемпературных воздушных масс, распространены в умеренных и холодных типах климата.
Подведем итог
Климат Земли, характеристика и типы климатических осадков - основные понятия, которые мы рассмотрели. На основании сказанного можно говорить о том, что Земля - это большая система, каждый из элементов которой находится в прямой или опосредованной зависимости от других. Такое понимание вопроса регламентирует применение комплексных подходов, когда рассматривают климат и виды атмосферных осадков как сферы интереса науки. Только при совокупном изучении этих факторов можно найти правильные ответы на вопросы, интересующие ученых.
Атмосферные осадки, атмосфера, погода и климат - все эти понятия тесно взаимосвязаны. При изучении невозможно упустить даже один из разделов.
В облаках содержится атмосферная вода, которая выпадает на землю в виде осадков - дождевых капель, снежинок или градин.
В тропосфере, нижнем слое атмосферы, содержатся огромные запасы воды — в виде пара, мелких капель или кристаллов льда. Такого количества хватило бы, чтобы покрыть всю планету слоем толщиной один метр, если бы, конечно, вся эта вода могла разом выпасть на землю, чего не бывает. Лишь слоистые и кучевые облака способны возвращать воду в виде дождя, снега и града. Немного воды выпадает также с росой и инеем.
От мельчайших капелек до дождя
Влага содержится в облаках в виде крошечных кристалликов льда или капелек воды. Пока эти частицы малы, они могут оставаться во взвешенном состоянии, паря в восходящих потоках воздуха. Когда таких частиц становится очень много, они соединяются в более крупные. Капли, образовавшиеся из миллионов мельчайших капелек, оказываются уже достаточно тяжелыми, чтобы упасть на землю. Так в теплых широтах возникает дождь.
В умеренной зоне образованию дождевых капель обычно предшествует появление снежинок. В верхних слоях облаков температура почти всегда ниже нуля, поэтому вода здесь конденсируется в виде кристалликов льда. Когда их становится много, они слипаются, образуя снежинки. Опускаясь к земле, снежинки попадают во все более теплые слои воздуха. Если они оказываются в слое с температурой выше нуля прежде, чем достигают поверхности земли, то тают, превращаются в капли воды и выпадают в виде дождя.
26 000 литров на квадратный метр
Если атмосфера относительно однородна и восходящие потоки воздуха слабы, взвешенные в воздухе капельки или кристаллики воды не достигают больших размеров. Тогда может долго идти моросящий дождь, капли которого меньше 0,5 мм в диаметре. Обычно такой дождь образуется в плотных слоистых облаках, покрывающих большие территории.
При неустойчивой погоде с сильными ветрами нередко формируются кучевые облака большого вертикального развития, внутри которых происходит активное конвективное движение воздуха, способствующее образованию крупных капель. Возникающие при этом локальные проливные дожди обычно длятся недолго. Трение воздуха ограничивает скорость падения (не более 8 м/с) и размер капель. Капли диаметром 6 мм дробятся на более мелкие.
Самые большие кучево-дождевые облака могут проливать тысячи тонн воды в секунду на площади в десятки квадратных километров. В 1952 г. на одном участке острова Реюньон в Индийском океане за день выпало 1872 литра на 1 м2 — почти вдвое больше, чем в Париже за целый год. Но даже это еще не рекорд. В 1860-1861 гт. дождемеры (установки для измерения осадков) зафиксировали 12 исключительно влажных месяцев в одном из районов Индии: это был настоящий потоп, когда выпало более 26 000 литров воды на 1 м2.
Наводнения
Внезапные наводнения, или ливневые паводки, происходят после сильных дождей, когда реки не успевают уносить поступающую в них воду и выходят из берегов. Кроме того, резко увеличивается скорость течения, и неторопливые реки нередко становятся бурными. Такие наводнения возникают обычно в горах, предгорьях, ущельях, на густо застроенных склонах. Иногда они развиваются за несколько часов.
Мощные ливневые паводки часто несут с собой большие объемы вымытой со склонов почвы, камни, ветви, целые деревья. Они разрушают мосты и дома и нередко приводят к гибели людей. На равнинах разливы рек вызывают не такие быстрые наводнения. Обычно вода поднимается постепенно, несколько дней, — весной после таяния снегов или осенью после обильных дождей. В ходе весенних половодий и осенних паводков реки широко разливаются, покрывая водой значительные площади. Масштабы затопления возрастают из-за подъема грунтовых вод, искусственных или естественных препятствий, расположенных ниже по течению и замедляющих движение воды. Рубка лесов, заграждения вокруг возделываемых земель, строительство домов и дорог - все это может препятствовать стоку. В результате меньше воды уходит под землю, и реки переполняются сильнее. В устьевых областях морские приливы также могут задерживать сток речной воды и усиливать наводнения. Наводнения, вызываемые тайфунами в устье Ганга, приводят к страшным бедствиям в Бангладеш. Так, в 1991 г. из-за подъема воды в стране погибло около 150 тыс. людей. В Китае за последние 3500 лет было отмечено почти 1500 сильных наводнений на реке Хуанхэ, ставших причиной гибели миллионов людей.
Гигантские градины
Если кристаллики льда, формирующиеся в облаках, не все успевают растаять до конца, пока летят к земле, идет снег с дождем. Если падающие кристаллики попадают в теплый облачный слой, где много мельчайших капель воды, то образуется снежная крупа.
В облаках с большим вертикальным контрастом температур развиваются сильные восходящие и нисходящие потоки воздуха. В результате кристаллики многократно то опускаются в теплую зону облака, где на них оседают новые капельки воды, то вновь поднимаются в холодную, где осевшая вода замерзает. Так слой за слоем образуются градины. Когда эти ледяные шарики становятся настолько тяжелыми, что восходящие потоки воздуха больше не могут их удерживать, градины падают на землю. Обычно их диаметр от 0,5 до 5 см. Но встречались и огромные экземпляры - почти 20 см в диаметре. Подобно пушечным ядрам, они летели вниз со скоростью около 40 м/с. Если не только в верхних слоях облака, но и на всем пути осадков до земли температура ниже нуля, выпадает снег. Снежинки могут достигать нескольких сантиметров в диаметре.
Возможно Вам будет интересно:
2403
