Dež ali sneg na njem. Sneg, žled, dež ali leden dež? Ko pade mraz

Zgornje plasti kumulonimbusov in altostratusov, kjer je temperatura precej pod lediščem, so sestavljene predvsem iz ledenih plošč.

Ker je temperatura v srednjih plasteh nekoliko višja, ledeni kristali, ki so prisotni v naraščajočih in padajočih zračnih tokovih, trčijo ob prehlajene vodne kapljice. V stiku tvorijo velike kristale, dovolj težke, da kljub naraščajočim zračnim tokovom težijo navzdol.

Ko padajo, kristali trčijo ob druge delce oblaka in se povečujejo. Če je temperatura spodaj pod lediščem, padejo na tla v obliki snega. Če je nad tlemi topel zrak, se spremenijo v dežne kaplje. Če so vzpenjajoči se zračni tokovi znotraj oblaka dovolj močni, se lahko ledeni kristali večkrat dvignejo in spustijo, še naprej rastejo in na koncu postanejo zelo težki ter padajo v obliki toče. Leta 1970 je v Coffeevillu v Kansasu padla ena največjih zabeleženih zrn toče. Bila je široka skoraj 15 cm in težka 700 g.

Dež, sneg ali toča

Večina oblačnih plasti z najnižjimi temperaturami (levi graf) so delci ledu. Ob nekoliko povišani temperaturi v nižjih plasteh se led pomeša z vodnimi kapljicami in tvori dovolj velike kristale, da lahko padejo kot dež, sneg ali v primernih razmerah tudi toča.

Nastajanje padavin

Ta model oblikovanja kumulonimbusnega oblaka (desno) prikazuje pot zračnih tokov, ki prenašajo topel, soparen zrak v hladnejše plasti in se vračajo kot dež, sneg ali toča.

DEŽ
voda, ki nastane pri kondenzaciji vodne pare, ki pada iz oblakov in doseže zemeljsko površje v obliki kapljic tekočine. Premer dežnih kapljic je od 0,5 do 6 mm. Kapljice, manjše od 0,5 mm, imenujemo rosnica. Kapljice, večje od 6 mm, se pri padcu na tla močno deformirajo in zlomijo. Glede na količino padavin, ki padejo v določenem časovnem obdobju, ločimo po intenzivnosti šibke, zmerne in močne (plohe). Intenzivnost rahlega dežja se giblje od zanemarljive do 2,5 mm/h, zmernega dežja od 2,8 do 8 mm/h in pri močan dež- več kot 8 mm/h ali več kot 0,8 mm v 6 min. Dolgotrajno neprekinjeno deževje s stalno oblačnostjo na velikem območju je običajno šibko in sestavljeno iz majhnih kapljic. Deževje, ki občasno pada na majhnih območjih, je običajno bolj intenzivno in je sestavljeno iz večjih kapljic. Za eno močno nevihto, ki traja le 20-30 minut, lahko pade do 25 mm padavin.
Kroženje vode (kroženje vlage). Voda izhlapeva s površine oceanov, rek, jezer, močvirij, prsti in rastlin (kot posledica transpiracije). V atmosferi se kopiči v obliki nevidne vodne pare. Hitrost izhlapevanja in transpiracije v glavnem določajo temperatura, zračna vlaga in moč vetra, zato se zelo razlikuje od kraja do kraja in glede na meteorološke razmere. Večina atmosferske vodne pare prihaja iz toplih tropskih in subtropskih morij in oceanov. Stopnja izhlapevanja v povprečju celotnega sveta je pribl. 2,5 mm na dan. Na splošno je uravnotežen z vrednostjo svetovnega povprečja padavine(cca. 914 mm/leto). Skupna količina vodne pare v atmosferi je enaka približno 25 mm padavin, torej se v povprečju obnovi vsakih 10 dni. Vodno paro prenašajo navzgor in raznašajo po atmosferi zračni tokovi različnih velikosti – od lokalnih konvektivnih tokov do globalnih vetrovnih sistemov (promet proti zahodu ali pasati). Kot toplo moker zrak dvigne, se razširi zaradi znižanja tlaka v visokih plasteh ozračja in se ohladi. Posledično se relativna vlažnost zraka dvigne, dokler zrak ne doseže stanja nasičenosti z vodno paro. Njegov nadaljnji dvig in ohlajanje vodita do kondenzacije odvečne vlage na najmanjših delcih, ki lebdijo v zraku, in do nastanka oblakov, sestavljenih iz vodnih kapljic. Znotraj oblakov so te kapljice le pribl. 0,1 mm pada zelo počasi, vendar niso vsi enako veliki. Večje kapljice padajo hitreje, prehitevajo manjše, ki jih srečajo na poti, trčijo in se z njimi zlijejo. Tako večje kapljice rastejo zaradi dodajanja manjših. Če kapljica v oblaku prepotuje razdaljo pribl. 1 km, lahko postane precej težak in pade iz njega kot dežna kaplja. Dež lahko nastane tudi na druge načine. Kapljice v zgornjem, hladnem delu oblaka lahko ostanejo tekoče tudi pri temperaturah precej pod 0 °C, kar je običajno ledišče za vodo. Takšne kapljice vode, imenovane prehlajene, lahko zmrznejo le, če vanje vnesemo posebne delce, imenovane jedra nastajanja ledu. Zamrznjene kapljice zrastejo v ledene kristale in več ledenih kristalov se lahko združi v snežinko. Snežinke gredo skozi oblak in noter hladno vreme doseže tla v obliki snega. Vendar pa v toplo vreme stopijo in pridejo na površje v obliki dežnih kapljic.

Količina padavin, ki doseže zemeljsko površje v to mesto v obliki dežja, toče ali snega, se ocenjuje z debelino vodne plasti (v milimetrih). Merimo jo s posebnimi instrumenti - dežemeri, ki so običajno med seboj oddaljeni nekaj kilometrov in beležijo količino padavin za določeno časovno obdobje, običajno 24 ur. Enostaven dežemer je sestavljen iz navpično nameščenega valja. z okroglim lijakom. deževnica pade v lij in steče v merilni merilni valj. Površina merilnega valja je 10-krat manjša od površine dovod lijakov, tako da 25 mm debela plast vode v merilnem valju ustreza 2,5 mm padavin. Bolj izpopolnjeni merilni instrumenti sproti beležijo količino padavin na trak, nameščen na bobnu urnega mehanizma. Eden od teh instrumentov je opremljen z majhno posodo, ki se samodejno prevrne in izprazni vodo ter zapre električni kontakt, ko količina vode v merilniku ustreza plasti padavin 0,25 mm. Dokaj zanesljivo oceno intenzivnosti dežja na velikem območju dobimo z uporabo radarske metode. Povprečna letna količina padavin na celotnem površju Zemlje je cca. 910 mm. V tropskih predelih povprečna letna količina padavine niso manjše od 2500 mm, v zmernih zemljepisnih širinah - pribl. 900 mm, v polarnih območjih pa pribl. 300 mm. Glavni razlogi za razlike v porazdelitvi padavin so geografski položaj določeno regijo, njeno višino nad morsko gladino, oddaljenost od oceana in smer prevladujočih vetrov. Na gorskih pobočjih, obrnjenih proti oceanskim vetrovom, je količina padavin običajno velika, na območjih, zaščitenih pred morjem visoke gore, padavin je zelo malo. Največja letna količina padavin (26.461 mm) je bila zabeležena v mestu Cherrapunji (Indija) v letih 1860-1861, največja dnevna količina padavin (1618,15 mm) pa je bila v Baguiu na Filipinih 14.-15. julija 1911. Najmanjša količina padavin so zabeležili v Ariqueju (Čile), kjer je bila povprečna letna vrednost za 43-letno obdobje le 0,5 mm, v Iquiqueju (Čile) pa 14 let ni padla niti ena deževnica.
Umetni dež. Ker naj bi nekateri oblaki prejemali malo ali nič padavin zaradi pomanjkanja kondenzacijskih jeder, ki bi lahko sprožila rast snežnih kristalov ali dežnih kapelj, se poskuša ustvariti "dež, ki ga je povzročil človek". Pomanjkanje kondenzacijskih jeder je mogoče nadomestiti z dispergiranjem snovi, kot je suh led (zamrznjen ogljikov dioksid) ali srebrov jodid. Za to uporabite granule suhega ledu s premerom pribl. 5 mm se vrže iz letala na zgornjo površino prehlajenega oblaka. Vsaka granula, preden izhlapi, ohladi zrak okoli sebe in ustvari približno milijon ledenih kristalov. Potrebujemo le nekaj kilogramov suhega ledu, da "zasejemo" velik deževni oblak. Na stotine poskusov, izvedenih v mnogih državah, je pokazalo, da sejanje kumulusni oblaki suh led na določeni stopnji njihovega razvoja lahko spodbudi dež (še več, ne dežuje iz sosednjih oblakov, ki niso bili podvrženi takšni obdelavi). Vendar pa je količina "umetnih" padavin običajno majhna. Za povečanje količine padavin na velikem območju se hlapi srebrovega jodida razpršijo iz letala ali s tal. S tal te delce prenašajo zračni tokovi. V oblakih se lahko združijo s preohlajenimi vodnimi kapljicami in povzročijo, da zamrznejo ter zrastejo v snežne kristale. Zaenkrat še ni res prepričljivih dokazov, da je mogoče doseči občutno povečanje (ali zmanjšanje) padavin na velikih območjih. Morda je bilo v nekaterih primerih mogoče doseči majhne spremembe (za 5-10%), vendar jih običajno ni mogoče ločiti od naravnih medletnih nihanj.
LITERATURA
Drozdov O.A., Grigorieva A.S. kroženje vlage v ozračju. L., 1963 Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorologija in klimatologija. M., 1994

Enciklopedija Collier. - Odprta družba. 2000 .

Protipomenke:

Poglejte, kaj je "DEŽ" v drugih slovarjih:

dež dež, jaz... Ruski pravopisni slovar

dež- dež/... Morfemski pravopisni slovar

DEŽ, dež, dozhzh, dozhzhik, dozhik mož. voda v kapljicah ali curkih iz oblakov. (Starodavni dezhg; dezhgem, dež; dezhgevy, dež; degiti, dež). Sitnicek, najfinejši dež; naliv, hudourniški, najmočnejši; poševno, pod žico, poševno ... ... Slovar Dalia

- (dež, dež), naliv, naliv; brozga; (preprost.) titnik, smeti, poševno. Gobji dež, velik, droben, obsežen, hudourniški, tropski, pogost. Dežuje, ros, kaplja, lije (dežuje, lije kot iz vedra), kar ne poneha... Slovar sinonimov

Obstoj., m., uporaba. pogosto Morfologija: (ne) kaj? dež kaj? dež, (videti) kaj? dež kaj? dež, kaj? o dežju; pl. kaj? dež, (ne) kaj? dež za kaj? dež, (videti) kaj? dež kaj? dež, kaj? o dežju 1. Dež je padavina ... Dmitrijev slovar

JAZ; m 1. Atmosferske padavine, ki padajo iz oblakov v obliki vodnih kapljic. Topla poletna vas Močna vas Ožinska vas (zelo močna). Gobja vas (dež s soncem, po katerem, po ljudska znamenja, gobe bujno rastejo). D. prihaja. D. kaplja, lije ... ... enciklopedični slovar

- (1): Drug dan, zelo zgodnje krvave zore bodo povedale svetu; črni oblaki prihajajo od morja, hočejo zakriti sonce, in sinji milijoni trepetajo v njih. Bodite velik grom, dežne puščice z Velikega Dona. Tisti s kopijo prilamati, tisti s sabljo ... ... Slovar-priročnik "Zgodba o Igorjevem pohodu"

DEŽ, dež (dež, dež), mož. 1. Vrsta padavine v obliki vodnih kapljic. Dež lije. 2. trans. Tok majhnih delcev, raztresenih v množici (knjiga). Dež iskric. Zvezdni dež. || prev. Veliko, nenehno obilje (knjiga). ... ... Razlagalni slovar Ušakova

zdravo dragi prijatelji! V tem članku vam želim povedati o tem, kako nastanejo različne padavine, kakšen proces je in kje nastanejo.

Vsi smo v življenju že kdaj videli različne padavine, a najverjetneje nikoli nismo razmišljali o tem, kje nastanejo, kakšne so vrste padavin in kakšni procesi so vpleteni v vse to, kako določiti, kakšno bo vreme jutri. ... Razmislimo o padavinah in njihovih vrstah.

Padavine je količina vlage, ki pade na zemljo v različni tipi: sneg, dež, toča itd. Padavine se merijo z debelino padle krogle vode v milimetrih. V povprečju na svetu pade približno 1000 mm padavin na leto, v visokih zemljepisnih širinah in puščavah pa manj kot 250 mm na leto.

Drobne kapljice vodne pare v oblaku se premikajo gor in dol, namesto da bi visele. Ko potonejo, se zlijejo z drugimi kapljicami vode, dokler jim njihova teža ne dovoli, da bi se prebili skozi dvigajoči se zrak, ki jih je ustvaril. Ta proces se imenuje "koalescenca" (fuzija). Razpravljajmo z vami o glavnih vrstah padavin.

Po teoriji švedskega meteorologa Bergerona, ki je bila postavljena v tridesetih letih prejšnjega stoletja, so vzrok za sneg in dež prehlajene vodne kapljice, ki tvorijo ledene kristale v oblakih. Odvisno od tega, ali se ti kristali med padcem stopijo ali ne, padejo na Zemljo v obliki dežja ali snega.

Ko se kristali premikajo gor in dol v oblakih, na njih zrastejo nove plasti nastane toča. Ta proces se imenuje "akrecija" (rast).

Ko se vodna para pri temperaturah od -4 °C do -15 °C kondenzira v oblaku, se ledeni kristali zlepijo in oblikujejo v snežinke, tako nastane sneg.

Oblika in velikost snežink sta odvisni od temperature zraka in moči vetra, v katerega padajo. Na površini snežinke tvorijo snežno odejo, ki odbija več kot polovico energije sončnih žarkov, najčistejši in najbolj suh sneg pa do 90% sončnih žarkov.

S tem ohladimo zasnežene predele. Snežna odeja je sposobna oddajati toplotno energijo, zato tudi najmanjša toplota, ki jo ima, hitro odide v ozračje.

Voda, ki nastane pri kondenzaciji vodne pare, je dež. Pade iz oblakov in v obliki kapljic tekočine doseže površje Zemlje. Glede na količino padavin, ki so padle v določenem časovnem obdobju, ločimo močne, šibke in zmerne (plohe).

Intenzivnost rahlega dežja se spreminja od zelo nizke do 2,5 mm/h; zmeren dež - od 2,8 do 8 mm / h in v močnem dežju več kot 8 mm / h ali več kot 0,8 mm v 6 minutah. Ob stalni oblačnosti na velikem območju so dolgotrajna močna deževja običajno šibka in sestavljena iz majhnih kapljic.

Na manjših območjih so padavine intenzivnejše in sestavljene iz večjih kapljic. Padavine v obliki zelo majhnih kapljic, ki zelo počasi padajo iz megle ali oblakov, so dež.

Razlikujemo tudi druge oborine:ledeni dež, ledeni peleti, snežna zrnca, snežni peleti, itd. Ampak o tem ne bom pisal, ker iz zgoraj napisanega primera osnovnih padavin lahko zdaj sami jasno razumete vse te vrednosti. Vse te usedline imajo naslednje posledice: led, zmrznjena drevesa ... in so si med seboj zelo podobne.

Oblačno.

Njo lahko določimo na oko. Spreminja se v oktavah na 8-stopenjski lestvici. Na primer, 0 okt - nebo brez oblakov, 4 oktas - polovica neba je prekrita z oblaki, 8 oktas - oblačno. Vreme je mogoče določiti brez vremenske napovedi.

Ima lokalni značaj: nekje dežuje, in nekaj km od njega - je jasno vreme. Včasih morda ne gre za kilometre, ampak metre (na eni strani ulice je jasno, na drugi strani pa dežuje), tudi sam sem bil večkrat priča takšnemu dežju.

Številni ribiči in prebivalci podeželja, pa tudi ljudje v starejši starosti, veliko bolje napovedujejo vreme na svojem območju s preučevanjem oblakov.

Med sončnim zahodom rdeči oblaki na nebu pogosto zagotavljajo jasno vreme naslednji dan. Nevihte poleti in toča pozimi nosijo bakrene oblake s svetlo srebrnkastimi robovi. Nevihta napoveduje - nebo zore, pokrito s krvavo rdečimi lisami.

Konec obdobja stabilnega vremena pogosto napoveduje nebo v "jagenjčkih" cirrokumulusnih oblakov. Pogosto se nakazuje sprememba vremena, visoko v nebo, Vrteči oblaki("konjski repi"). Nevihte z dežjem, snegom ali točo običajno prinesejo kumulonimbuse.

Več o vseh vrstah oblakov si lahko ogledate

No, zdaj smo upoštevali vse za nas pomembne padavine in poznamo glavne vremenske znake 🙂

Ciklon je prisilil v merjenje višine snežne odeje v srednjem pasu in na severozahodu Rusije

Do 10. ure so morali opazovalci na številnih meteoroloških postajah na območju, ki ga je ciklon že prešel, izmeriti višino snežne odeje. Prvi snežni zameti so ponekod v Latviji in Estoniji zrasli do 10-14 cm, v Litvi je njihova višina manjša - do 4 cm, v regijah nečernozemske cone srednji pas Evropska Rusija sneg je dopoldne ostal ležal. Na jugovzhodu Leningrajske regije je zapadlo največ snega - tudi do 12-14 cm, v regijah Pskov, Vologda in Kostroma pa je višina do 4-6 cm, Ivanovo regije medtem ko je njegova višina manjša - do 1-3 cm.

Jesenski in zimski cikloni lahko prinesejo sneg, dež, ledeni dež, ledeni dež.

V tistem delu ciklona, ​​kjer se nahaja topla atmosferska fronta, se topel zrak priplazi na klin hladnega zraka, ki se nahaja pri tleh. Kot rezultat, pred površinsko fronto dobimo "sendvič s toplim polnilom", v katerem se topel nahaja med dvema hladnima slojema zraka. Posebej zanimiv je primer, ko je temperatura v hladnem zraku negativna, v toplem pa pozitivna. Na področju takih atmosferska fronta, je mogoče opaziti širok spekter padavine segajo od snega do dežja.

Sneženje pred fronto, ko je temperatura v celotni debelini troposfere negativna. Če padavina, ki je začela padati v obliki ledenih kristalov/snežink, preide skozi plast toplega zraka pod njim, ki je dovolj debela, da jo stopi, se spremeni v vodne kapljice. Če je debelina plasti hladnega zraka, v katero nato padejo kapljice, ki še naprej padajo navzdol, velika, potem imajo čas, da se prekrijejo z ledeno lupino - nastane ledeni dež. Če je plast hladnega zraka relativno tanka in se nahaja blizu površine zemlje, se dežne kapljice, ki padejo vanj, prehladijo, vendar nimajo časa zmrzniti, dokler ne pridejo v stik s hladno površino zemlje, žicami, drevesne veje itd. To je prehlajen dež. Če topla plast zraka sega do površja zemlje, padavine še naprej padajo v obliki dežja.

Na območju, kjer opazimo preohlajen dež in leden dež, nastane led, to je ledena skorja, tako na vodoravnih kot navpičnih (!) površinah. Led je nevaren pojav ko premer njegovih usedlin presega 20 mm. Čeprav se težave začnejo pojavljati, ko je le še opaženo samo dejstvo ledu - premikanje po površini, prekriti s skorjo ledu, je že zelo težko (včasih je koeficient oprijema preprosto blizu "0"), lahko avto postane prekrit z ledom, okna pa je težko odpreti in očistiti, da o resnejših stvareh niti ne govorimo.

Če se v toplem sektorju temperatura dvigne na pozitivne vrednosti, se rast ledu ustavi in ​​se hitro sesede. Če temperatura ne gre v "+", potem je to zelo slabo - led lahko ostane zelo za dolgo časa na žicah, vejah dreves, na navpičnih površinah, kjer ga je težko "apneti" z reagenti, kot se je to zgodilo konec decembra 2010 v ETP Centru.

Pozimi pogosto pada moker sneg. Sneg, ki zapade pri pozitivni temperaturi blizu 0°, ko se snežinke delno stopijo ali ko s snegom pada dež. Snežinke mokrega snega se običajno zlepijo v kosmiče. Moker sneg, ki se drži žic in vej dreves, povečuje obremenitev na njih. Mokri snežni nanosi, večji od 35 mm v premeru, veljajo za nevarne. Žled opazimo pri pozitivni, blizu ničle, temperaturi pri tleh, ko se snežinke delno stopijo ali ko skupaj s snegom pada dež. Zanimiv je primer mokrega snega, ko je porazdelitev toplega in hladnega zraka po višini nasprotna kot pri preohlajenem dežju. V tem primeru več hladen zrak ki se nahaja nad plastjo toplejšega zraka. Vse je odvisno od temperature na površju zemlje in hitrosti njenega padanja z višino. Ta dva dejavnika določata debelino plasti s pozitivno temperaturo.

a) temperatura ob površju zemlje je majhna, a z višino počasi pada. V tem primeru je potrebna znatna debelina plasti s pozitivno temperaturo, da se sneg popolnoma stopi;

b) temperatura blizu površine zemlje je višja, vendar z višino hitro pada, sneg ima čas, da se stopi z manjšo debelino plasti.

Če je njegova debelina manjša od 60 m, bo skoraj 90% padavin padlo v obliki snega. Če je višina plasti s pozitivno temperaturo približno 275 m, bo približno polovica padavin snega, polovica pa dežja. Če je višina plasti s pozitivno temperaturo višja od 300 m, bo verjetnost sneženja manjša od 50 %.

Dejansko so v vsaki specifični sinoptični situaciji možna odstopanja od zgornjih shem, odvisno od značilnosti navpične porazdelitve temperature, relativna vlažnost zračne mase, hitrost gibanja in dolžina čelne cone itd. Vse te podrobnosti upoštevajo vremenoslovci pri napovedovanju faze in intenzivnosti padavin. A vseeno, da ne bi povzročali zmede in ne omamili potrošnikov, napovedi uporabljajo splošnejšo tipizacijo padavin po fazah brez veliko podrobnosti, omejeno na izraze "sneg", "žled", "dež" ali kombinacijo obeh. . Če je pričakovana verjetnost prehlajenih padavin (dež, rošenje, ledeni dež), ki tvorijo led, potem napovedi zvenijo preprosto "ledeno". Takšni pojavi so predvideni v kratkoročnih vremenskih napovedih (za obdobje od 12 do 72 ur oz. 3 dni).

Ponavadi pod naravnimi naravni viri razumeti samo minerale, pridobljene iz črevesja Zemlje. Vendar pa v Zadnja leta znanstveniki so začeli posvečati veliko pozornosti "bogastvu ozračja", namreč dežju in snegu. Vse pogosteje prihajajo poročila o pomanjkanju vode z različnih koncev sveta. Ta pojav je še posebej značilen za sušna in polsušna območja. Na žalost ni omejeno na te kraje. V povezavi s povečanjem prebivalstva Zemlje se namakanje vse bolj uporablja v kmetijstvu, industrija raste in se širi po vsem svetu. In to vsako leto povečuje potrebo po sveži vodi. Na številnih področjih je pomanjkanje poceni vode najpomembnejši dejavnik, ki omejuje gospodarsko rast.

Trenutno obstajata le dva glavna vira sveža voda: 1) akumulirana voda v jezerih in podzemnih plasteh, 2) voda v ozračju v obliki dežja in snega.

AT zadnje čase Veliko truda je bilo vloženega v razvoj sredstev za razsoljevanje vode v oceanih. Vendar pa je tako pridobljena voda še vedno predraga, da bi jo uporabljali v kmetijske in industrijske namene.

Jezerske vode imajo velik pomen za bližnjo naselja. Če pa so jezera od naselij oddaljena več sto kilometrov, se njihov pomen skoraj popolnoma izgubi, saj polaganje cevi, montaža in delovanje črpalk predragi stroške dobavljene vode. Morda se zdi presenetljivo, da v obdobjih dolgotrajnega vročega vremena z malo padavinami v nekaterih predmestjih Chicaga hudo primanjkuje vode, čeprav je manj kot 80 km iz enega največjih rezervoarjev sladke vode – jezera Michigan.

Na nekaterih območjih, kot je južna Arizona, večina vode, ki se uporablja za namakanje in uporabo v mestih, prihaja iz podzemnih vodonosnikov. Na žalost se vodonosniki le malo obnavljajo s pronicajočo deževnico. Voda, ki jo trenutno črpajo iz podzemlja, je zelo starodavno poreklo: tam je ostal od časa žleda. Količina takšne vode, imenovane reliktne, je omejena. Seveda se z intenzivnim črpanjem vode s pomočjo črpalk njena raven ves čas zmanjšuje. Nedvomno je skupna količina podzemne vode precej velika. Čim globlje se voda črpa, tem dražja je. Zato je treba za nekatera območja poiskati druge, stroškovno učinkovitejše vire sladke vode.

Eden od teh virov je atmosfera. Zaradi izhlapevanja iz morij in oceanov je v ozračju velika količina vlage. Kot se pogosto reče, je atmosfera ocean z nizko gostoto vode. Če vzamemo stolpec zraka, ki sega od površine zemlje do višine 10 km, in kondenzira vso vodno paro, ki jo vsebuje, potem bo debelina nastale vodne plasti od nekaj desetink centimetra do 5 cm. Najmanjša plast vode daje hladen in suh zrak, največja - topla in vlažna. Na primer, v južni Arizoni je julija in avgusta debelina vodnega stolpca v atmosferskem stolpcu v povprečju več kot 2,5 cm. Na prvi pogled se ta količina vode zdi majhna. Vendar, če upoštevate celotno površino, ki jo zaseda država Arizona, dobite zelo impresivno številko. Prav tako je treba opozoriti, da so zaloge te vode praktično neizčrpne, saj je med vetrovi zrak Arizone nenehno nasičen z vlago.

Naravno nastaja vitalno pomembno vprašanje: koliko vodne pare lahko pade v obliki dežja ali snega na določenem območju? Meteorologi to vprašanje oblikujejo nekoliko drugače. Sprašujejo se, kako učinkoviti so procesi nastajanja dežja na tem območju. Z drugimi besedami, kolikšen odstotek vode nad določeno površino bo v obliki hlapov dejansko dosegel tla? Učinkovitost procesov nastajanja dežja se razlikuje različne dele globus.

V hladnih in vlažnih območjih, kot je Aljaski polotok, je učinkovitost blizu 100 %. Po drugi strani pa je za suha območja, kot je Arizona, učinkovitost med poletno deževno sezono le približno 5 %. Če bi bilo možno povečati učinkovitost že za zelo majhno količino, recimo 6 %, bi se količina padavin povečala za 20 %. Žal še ne vemo, kako to doseči. Ta naloga je problem preobrazbe narave, ki ga znanstveniki po vsem svetu poskušajo rešiti že vrsto let. Poskusi aktivnega vplivanja na procese nastajanja dežja so se začeli že leta 1946, ko sta Langmuir in Schaefer pokazala, da je mogoče umetno povzročiti padavine iz določenih vrst oblakov tako, da jih zasejemo z jedri suhega ledu. Od takrat je bil dosežen določen napredek pri metodah vplivanja na oblake. Vendar pa še ni dovolj razlogov za domnevo, da je mogoče količino padavin iz katerega koli oblačnega sistema umetno povečati.

Glavni razlog, zakaj meteorologi trenutno ne morejo spreminjati vremena, je nepoznavanje procesov nastajanja padavin. Na žalost ne poznamo vedno narave nastajanja dežja v različnih primerih.

POLETNE NALIVE IN GRETEVANJE

Ne tako dolgo nazaj so meteorologi verjeli, da vse padavine nastanejo v obliki trdnih delcev. Ko so izpostavljeni toplemu zraku blizu površine zemlje, se ledeni kristali ali snežinke stopijo in spremenijo v dežne kaplje. Ta ideja je temeljila na temeljnem delu Bergerona, ki ga je objavil v zgodnjih tridesetih letih 20. stoletja. Trenutno smo prepričani, da proces padavin, ki ga je opisal Bergeron, v večini primerov dejansko poteka, ni pa edini možni.

Vendar pa je možen tudi drug proces, znan kot koagulacija. V tem procesu dežne kaplje rastejo tako, da trčijo in se združujejo z manjšimi delci oblaka. Za nastanek dežja zaradi koagulacije prisotnost ledenih kristalov ni več potrebna. Nasprotno, v tem primeru bi morali biti veliki delci, ki padajo hitreje od ostalih in povzročajo veliko trkov.

Radar je odigral pomembno vlogo pri potrditvi dejstva, da proces koagulacije v oblakih konvektivnega razvoja poteka zelo učinkovito. Konvektivni oblaki, podobni cvetači, se včasih razvijejo v nevihte. Radarji z navpičnimi antenami lahko opazujejo razvoj takšnih oblakov in zabeležijo, na kateri višini se pojavijo prvi delci padavin.

Preučevanje rasti območja velikih delcev navzgor in navzdol je mogoče izvesti le z nenehnim opazovanjem istega oblaka. Ta metoda je bila uporabljena za pridobitev niza opazovanj, od katerih je eno prikazano na sl. 20. Serijo sestavlja 11 različnih radarskih opazovanj, ponazorjenih s fotogrami v intervalih od 10 do 80 sekund.

Kot je razvidno iz prikazanega na sl. 20 serij opazovanj je primarni radijski odmev razširil na višino približno 3000 m, kjer je bila temperatura 10 ° C. Nadalje se je radijski odmev hitro razvijal navzgor in navzdol. Toda tudi ko je dosegel največjo velikost, njegov vrh ni presegel 6000 m, kjer je bila temperatura okoli 0°C. Očitno ni nobenega razloga za domnevo, da bi lahko dež v tem oblaku nastal iz ledenih kristalov, saj je padavinsko območje nastalo v območju pozitivnih temperatur.

Veliko število takih radarskih opazovanj je bilo opravljenih v različnih regijah ZDA, Avstralije in Anglije. Takšna opažanja kažejo, da ima proces koagulacije vlogo pri nastanku močnih padavin. glavna vloga. Postavlja se vprašanje, zakaj to pomembno dejstvo ni bilo ugotovljeno že pred uporabo radarja. ena od Glavni razlog, ki pojasnjuje to okoliščino, je, da je nemogoče določiti, kje in kdaj se v oblaku pojavijo prvi delci padavin. Treba je opozoriti, da se lahko ob dežju vrh oblaka razteza do višine nekaj tisoč metrov in doseže območje s temperaturami -15 ° C in nižje, kjer je veliko ledenih kristalov. Ta okoliščina je prej vodila do napačnega sklepa, da so ledeni kristali viri padavin.

Trenutno na žalost še ne poznamo relativne vloge obeh mehanizmov nastajanja dežja. Podrobnejša študija tega vprašanja bo pomagala meteorologom pri uspešnejšem razvoju metod umetnega vpliva na oblake.

NEKATERE LASTNOSTI KONVEKTIVNIH OBLAKOV

Radarska opazovanja so omogočila podrobnejše preučevanje konvektivnih oblakov. Z uporabo različnih vrst radarjev so raziskovalci ugotovili, da se v nekaterih primerih posamezni "stolpi" radijskih odmevov razvijejo do zelo visokih nadmorskih višin. Tako so na primer v nekaterih primerih oblaki s premerom 2-3 km, podaljšati do 12-13 km.

Hude nevihte se običajno razvijajo postopoma. Sprva eden od radijskih odmevnih stolpov raste in doseže višino približno 8000 m, potem se zmanjša. Nekaj ​​minut kasneje se poleg tega stolpa začne navzgor raztezati še en, ki doseže večjo višino - približno 12 km. Postopno naraščanje radijskega odmeva se nadaljuje, dokler nevihtni oblak doseže stratosfero.

Tako lahko vsak radijski odmevni stolp obravnavamo kot ločeno opeko v skupni zgradbi ali kot eno celico celotnega sistema - nevihtni oblak. Obstoj takšnih celic v nevihtnem oblaku sta takrat domnevala Byers in Breham na podlagi rezultatov analize velikega števila meteoroloških opazovanj različnih značilnosti neviht. Byers in Breham sta predlagala, da je nevihtni oblak sestavljen iz ene ali več teh celic, katerih življenjski cikel je zelo kratek. Istočasno je skupina angleških raziskovalcev pod vodstvom Scorerja in Ludlama predstavila svojo teorijo o nastanku nevihte. Verjeli so, da so v vsakem nevihtnem oblaku veliki zračni mehurčki, ki se dvigajo iz zemlje v zgornje plasti. Kljub razlikam v teorijah o nastanku nevihte obe teoriji še vedno predpostavljata, da se razvoj nevihtnega oblaka odvija postopoma.

Študije so pokazale, da je povprečna stopnja rasti radijskih odmevnih stolpov v konvektivnih oblakih med 5 in 10 gospa, in v nekaterih vrstah nevihtni oblaki lahko so dvakrat ali trikrat večji. Jasno je, da v tem primeru letalo, ki vstopi v takšne oblake, doživi znatno turbulenco in g-sile zaradi močnih vzponov in intenzivne turbulence.

Kdor je dočakal nevihto, ve, da lahko traja uro ali več. Hkrati je življenjska doba posamezne kupole ali celice zelo kratka: kot kažejo radarska opazovanja, približno 23 minut. Očitno je lahko v velikem nevihtnem oblaku veliko celic, ki se razvijajo ena za drugo. V tem primeru lahko od trenutka, ko se pojavi dež, do njegovega konca preteče bistveno več kot 23 minut. Med nevihto, ki lahko traja več ur, intenzivnost dežja ni konstantna. Nasprotno, bodisi doseže maksimum bodisi se zmanjša do skoraj popolnega izginotja dežja. Vsako takšno povečanje intenzivnosti dežja ustreza razvoju naslednje celice ali stolpa. O navedenem se ni težko prepričati, če z uro v rokah spremljate menjavanje maksimumov in minimumov v intenzivnosti močnega dežja.

ZIMSKI DEŽ

AT topel čas precejšen del padavin pade zaradi ploh in nevihtnih oblakov. Posamezni oblaki, ki segajo do višin, dajejo padavine v obliki krajevnih ploh. Proces koagulacije igra pomembno vlogo pri nastajanju padavin iz takih oblakov. Posamezni oblaki imajo praviloma majhne površine preseka, v njih se razvijejo močni navzgor in navzdol, trajanje njihovega obstoja pa ni daljše od ene ure.

Večina padavin, ki pade v hladno sezono, daje oblake drugačne vrste. Namesto krajevne oblačnosti v zimski čas zdi se, da se oblačni sistemi širijo po velikem območju in ne obstajajo več ure, ampak dneve. Takšni oblačni sistemi nastanejo zaradi zelo počasnega vertikalnega gibanja zraka (pri hitrosti manj kot 1 gospa, v nekaterih primerih celo 10 cm/s.).

Oblaki, iz katerih pade večina padavin, se imenujejo nimbostratusi. Njihova oblika je posledica počasnega, a neprekinjenega naraščajočega gibanja zraka v ciklonih, ki nastajajo v srednjih zemljepisnih širinah in se premikajo z zahodnimi tokovi. Deževje iz takšnih sistemov oblakov se običajno imenuje delno deževje. Po strukturi so bolj enakomerni kot dež iz konvektivnih oblakov. Ko pa takšne sisteme opazujemo z radarjem znotraj območij, kjer bi pričakovali enakomerno porazdelitev padavin, najdemo zaplate z večjo intenzivnostjo padavin. Takšna območja opazimo, kjer hitrosti vzponov opazno presegajo povprečne vrednosti.

Na sl. 21 prikazuje fotogram značilne radarske slike zimskih padavin. Fotogram je bil pridobljen na univerzi McGill (Kanada) z radarjem s fiksno vertikalno anteno. Ta metoda opazovanja je zagotovila prerez celotnega sistema oblakov, ki je šel čez postajo. Zgornji fotogram je bil pridobljen z osvetlitvijo filma, ki se je počasi premikal pred zaslonom indikatorja vsestranskega gledanja, na katerem je bila vidna samo ena navpična črta skeniranja s svetlostjo, ki se je spreminjala po višini na tistih mestih, kjer je bil zabeležen radijski odmev. Tako lahko nastali vzorec radijskega odmeva na fotogramu obravnavamo kot vsoto trenutnih vzorcev, sestavljenih iz številnih tesno razmaknjenih navpičnih črt.

Na fotogramu lahko vidite, da je na višini več kot 2500 m opazimo poševne žarke, ki prehajajo v navpične in pravilno nameščene svetle celice. Skupina raziskovalcev z univerze McGill, ki jo je vodil Marshall, je predlagala, da svetle celice predstavljajo območja, v katerih nastajajo ledeni kristali, nagnjeni trakovi pa padajoče pasove padavin.

Če se hitrost vetra ne spreminja z višino, je konstantna tudi hitrost padajočih delcev padavin. V tem primeru ni težko izpeljati preprostega odnosa, ki opisuje trajektorijo padajočih delcev. Za izračun hitrosti padanja delcev je Marshall uporabil metodo opazovanja s snemanjem vzorca radijskega odmeva na počasi premikajočem se filmu. Po analizi enega najbolj jasno zabeleženih primerov in ugotovitvi, da je bila povprečna hitrost padajočih delcev približno 1,3 gospa, Marshall je predlagal, da so delci konglomerati ledenih kristalov.

Pri pregledu svetle radijske odmevnice (na fotogramu je to pas na nadmorski višini približno 2000 m) postane očitno, da so delci sedimenta z jedri vsaj v večini trdni. Svetel pas se pojavi nekoliko pod nivojem taljenja, blizu izoterme 0°С. Pojav svetlega pasu radijskega odmeva na fotogramih zimskih padavin so opazili številni raziskovalci in so ga pred kratkim podrobno raziskali.

Reid je bil prvi, ki je dal zadovoljivo razlago tega pojava. Njegova hipoteza, razvita leta 1946, še vedno velja za pravilno; kasneje so vanj vnesli še nekatere izboljšave drugi raziskovalci.

Ride je prvi pokazal, da je njihova odbojnost v tekočem stanju približno petkrat večja kot v trdnem, ko so dimenzije odsevnih delcev veliko manjše od valovne dolžine. Močno povečanje intenzivnosti radijskega odmeva pod nivojem ničelne izoterme nastane zaradi hitrega taljenja padajočih trdnih delcev. Ko se delci stopijo, se hitro spremenijo v sferične vodne kapljice, ki padajo hitreje kot snežinke. Povečanje hitrosti padanja delcev pod izotermo 0°C in s tem povezano zmanjšanje njihovega števila na enoto volumna zraka in posledično v prostornini, ki jo osvetljuje radarski žarek, vodi do zmanjšanja intenzivnosti radijskega odmeva pod talilna plast. Na sl. 21 kaže, da gredo pasovi radijskega odmeva pod svetlo črto nekoliko bolj strmo kot pasovi radijskega odmeva nad njo. Večja strmina vpadnih pasov v območju pod nivojem taljenja kaže, da delci tu padajo hitreje.

Na podlagi analize takšnih opazovanj je mogoče sklepati, da se deževje, ki pada iz nekaterih oblik zimskih oblakov, pojavlja pri zelo nizkih temperaturah. Tudi v popolnoma izoliranih oblakih se oblikujejo ledeni kristali, ki lahko rastejo in se povečujejo, dokler ne izpadejo. Ko trčijo, se kristali združijo v snežinke, ki se premikajo po poti, ki jo določata njihova hitrost padanja in veter. S prodiranjem v spodnje plasti lahko snežinke pridejo v oblake, sestavljene iz majhnih prehlajenih kapljic, in nadaljujejo svojo rast zaradi trčenja z njimi. Samih takih oblakov zaradi majhne velikosti kapljic večina sodobnih radarjev ne more zaznati. Takoj ko trdni delci preidejo nivo ničelne izoterme, se hitro stopijo in povečajo hitrost padanja. Ko takšni delci pridejo v oblake nižji nivo nadaljujejo svojo rast zaradi trkov in zlitja s kapljicami oblakov. Če je temperatura na zemeljskem površju pod 0°C, padavinski delci ostanejo v obliki snežink.

Vendar pa vsi razširjeni sistemi v oblaku nimajo dobro definiranih tokov nad nivojem zmrzovanja, kot so tisti, prikazani na sl. 22. V nekaterih primerih oblaki proizvajajo le jasne in svetle pasove radijskega odmeva, nad katerimi ni opaznih odbojev. Ta vzorec je verjetno posledica dejstva, da so ledeni kristali nad svetlim pasom premajhni, da bi ustvarili zaznaven radijski odmev. Ko taki kristali vstopijo v območje taljenja, se njihova odbojnost poveča tako zaradi spremembe faznega stanja kot zaradi nadaljnjega povečanja njihove velikosti zaradi spajanja z manjšimi kapljicami.

Radarska opazovanja so privedla do številnih pomembnih zaključkov. Trdno je ugotovljeno, da se dež, ki pade iz večine zimskih oblakov in doseže površje zemlje, tvori na velikih nadmorskih višinah v obliki ledenih kristalov. Po drugi strani pa padavine iz konvektivnih oblakov pogosto nastanejo brez ledenih kristalov.

Ko bo raziskovalcem uspelo ugotoviti vlogo trdne faze in koagulacijskega procesa pri nastajanju padavin iz tovrstnih oblakov, bo realna priložnost za aktivno vplivanje nanju z namenom umetnega induciranja padavin. Nobenega dvoma ni, da se bo človek prej ali slej naučil obvladovati oblake. Meteorologi po vsem svetu združujejo moči, da bi pospešili to nalogo. Z učenjem obvladovanja procesa sedimentacije bodo lahko prispevali k reševanju globalnega problema vodni viri. Upati je, da se bodo, ko bo mogoče umetno uravnavanje padavin, našle možnosti za njihovo učinkovitejšo uporabo.