Снежные осадки. Влияние сезонности на физическое состояние атмосферных осадков. Связь облачных структур с типом погоды

Образование осадков почти всегда связано с восходящим движением воздуха. Так как облако состоит из очень мелких частичек с ничтожной скоростью падения, то они не только не выпадают из облака, но поднимаются вверх вместе с воздухом. Одно из условий выпадения осадков заключается в том, что скорость падения облачных частичек должна быть больше, чем скорость вертикального подъема воздуха. Следовательно, для образования осадков капли должны увеличиться до определенных размеров.

Чтобы выпасть на землю, дождевые капли должны пройти путь от облака до земной поверхности, а так как влажность в нижних слоях воздуха обычно недостаточна для насыщения, то падающие капли могут по пути испариться, причем испарение тем больше, чем меньше размер капли. Расчеты показывают, что путь, проходимый каплей до испарения, возрастает примерно пропорционально радиусу капли в четвертой степени. Так, при относительной влажности воздуха 90 % для капли с радиусом 1 мкм это расстояние составляет всего 1-2 см, а радиусом 100 мкм оно увеличивается до 15 см, и только капли с радиусом 1 мм могут пройти путь больше 1 км. При низкой относительной влажности воздуха капли испаряются на еще более коротком пути, и летом, например, под облаками часто наблюдаются темные полосы дождя, не достигающие, земной поверхности. Основными процессами, определяющими рост и укрупнение частиц в облаках, являются их коагуляция (слияние) и конденсация или сублимация на них водяного пара, Но эти процессы в различных облаках протекают по-разному в зависимости от широты (температурных условий), водности и микрофизического строения облака.

Наблюдения, проведенные в облаках, показывают, что хотя большинство капель очень малы (радиус 10-12 мкм), среди них всегда есть относительно «крупные», имеющие в диаметре несколько сотен микрон. По-видимому, они образуются на крупных гигроскопических ядрах. Такие капли растут в результате столкновений с более мелкими. Если облако имеет большую вертикальную мощность и характеризуется высокой водностью, как, например, мощные кучево-дождевые облака в тропиках, то крупные капли становятся настолько тяжелыми, что уже не могут удержаться восходящими токами. Они начинают падать вниз, еще более вырастают за счет дальнейших столкновений и, наконец, выпадают из облака. Некоторые капли достигают критических размеров (до 7 мм в диаметре), становятся неустойчивыми и распадаются. Так начинается «цепная реакция», результатом которой является выпадение сильного ливня.

В тропической зоне, где нижняя часть облаков находится в области высоких положительных температур, происходит и другой процесс, приводящий к росту капель. Так как в облаке существуют восходящие и нисходящие движения, то капли, пришедшие сверху, оказываются на данном уровне холоднее капель, пришедших на тот же уровень снизу. Упругость насыщения над поверхностью более теплой капли больше, чем над поверхностью холодной (при одном и том же радиусе капель). Благодаря этому начнется перегонка пара с теплой капли на холодную,причем тем интенсивнее, чем выше температура окружающего воздуха. В средних широтах, где облака находятся в области низких температур, этот эффект не имеет существенного значения.

Обильные осадки в средних и полярных широтах образуются иначе. Выпадают они из слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков, в которых одновременно находятся переохлажденные капли и кристаллы. Так как упругость насыщения над каплями и ледяными кристаллами различна, то для капель воздух будет ненасыщенным, а для кристаллов - перенасыщенным. Тогда капли будут испаряться, а кристаллы расти.

Укрупнившиеся кристаллы начинают выпадать обычно из верхней части облака. По пути они укрупняются путем сублимации или при столкновении с переохлажденными каплями, которые намерзают на них. Таким образом, в нижней части облака появляются крупные кристаллы. Если в нижней части облака или под ним температура выше нуля, кристаллы тают, превращаясь в капли, которые и выпадают из облака в виде дождя. При дальнейшем падении капли различных размеров при столкновении могут коагулировать. Если температура в нижней части облака и под ним отрицательная до самой земной поверхности, осадки выпадают в виде снега или крупы. Более сложные условия имеют место, если осадки, выпадают в виде града.

Рост дождевых капель в облаках - это только одно из необходимых условий выпадения осадков. Другим, не менее существенным и решающим фактором является приток влаги к облаку. Осадки, выпадающие из облака, уносят из него влагу, и запас воды в нем уменьшается. Исследования показывают, что количество осадков в 10-20 раз больше, чем запас воды в облаке. Из этого следует, что облако представляет собой своеобразный генератор осадков, к которому в процессе их выпадения притекает водяной пар.

Наблюдение за осадками заключается в определении их количества, интенсивности, типа и вида. Для измерения количества осадков на суше применяют специальные приборы-дождемеры. В судовых условиях за осадками ведут визуальные наблюдения и определяют их интенсивность на глаз, выделяя три градации: слабые, умеренные и сильные.

Полезную информацию о зонах выпадения осадков можно получить с помощью судовых радиолокационных станций.

Зоны осадков в виде дождя, снега или града хорошо изображаются на экранах судовых радиолокаторов. В практике судовождения эхо-сигналы от метеорологических целей (ливень, град, снег и т. п.) мешают наблюдению за полезными сигналами от береговой черты, встречных судов и т. п. Вместе с тем их радиолокационные изображения в ряде случаев могут дать судоводителю ценную информацию о состоянии погоды, что позволяет заблаговременно принять, если необходимо, надлежащие меры.

Эхо-сигналы, от дождя при слабых и умеренных осадках имеют вуалеобразные и мягко окаймленные края, при сильных - плотные, |резко оконтуренные очертания. Слабый моросящий дождь на судовом радиолокаторе изображения не дает, так как мелкие дождевые капли очень слабо отражают электромагнитную энергию. То же относится и к туману, размеры частичек в котором еще меньше.

Туманы и осадки вызывают заметное ослабление электромагнитных волн сантиметрового диапазона вследствие их поглощения и рассеивания каплями дождя, тумана и снега. Степень ослабления энергии радиоволн в осадках зависит от водности последних, соотношения размеров капель и длины волны, а также температуры. Наименьшее ослабление наблюдается в тумане, наибольшее - в тропическом ливне.

Осадками, осаждающиеся из воздуха на земной поверхности или на предметах называются наземными. К ним относятся роса, иней, жидкий и твердый налеты, изморозь.

Роса - это мельчайшие капли воды, конденсирующиеся на почве, на горизонтальных поверхностях предметов, на палубе, на натянутых тентах и т. п. Роса не образуется на бортах судна, стенках надстроек и мачтах. Благоприятными условиями для ее образования являются ясные безоблачные ночи, при которых происходит сильное радиационное охлаждение наземных предметов. Чем меньшей теплоемкостью и теплопроводностью обладает тело, тем оно сильнее охлаждается в этих условиях и тем интенсивнее на нем образуется роса. Небольшой ветер (0,5-1,0 м/с) усиливает образование росы вследствие того, что к охлажденной поверхности приносятся все новые и новые порции влажного воздуха. Роса никогда не образуется при пасмурном небе или тумане, а также при сильном ветре из-за оттока водяного пара вверх вследствие турбулентности.

Если температура открытых горизонтальных поверхностей опустится ниже 0°С, то водяной пар сублимируется на -этих поверхностях и образуется иней - тонкий слой ледяных кристаллов.

Жидкий налет - это осадки в виде капель воды, а иногда и сплошной водяной пленки, образующейся в пасмурную и ветреную погоду на наветренной части холодных, преимущественно вертикальных поверхностей предметов, обладающих большой теплоемкостью. Конденсация воды в данном случае обусловливается адвекцией сравнительно теплого и влажного воздуха после длительно стоявшей холодной погоды. При отрицательных температурах поверхностей образуется твердый налет, состоящий либо из мелких кристаллов, густо и плотно сидящих на поверхности, либо в виде тонкого слоя гладкого прозрачного льда.

Изморозь -это белый рыхлый осадок, образующийся на проводах, оснастке судна, стойках, реях, мачтах, а также на углах, выступах и карнизах стенок в туманную морозную погоду при слабом ветре. В отличие от инея изморозь никогда не образуется на горизонтальных поверхностях, наблюдается в любое время суток и иногда при пасмурном небе. От твердого налета изморозь отличается рыхлым строением.

Нарастание изморози иногда происходит очень быстро, и под ее тяжестью обрываются провода, антенны и легкая оснастка. различают зернистую и кристаллическую изморози.

Зернистая изморозь по внешнему виду имеет аморфное строение. Она образуется вследствие намерзания на предмет переохлажденных капель тумана, когда они не успевают потерять своей формы, и представляет собой снеговидное обледенение, состоящее из ледяных кристаллов, неразличимых глазом. Наблюдается зернистая изморозь при температуре от -2 до -7°С.

Кристаллическая изморозь представляет собой белый осадок, состоящий из кристаллов очень нежной, тонкой структуры. При оседании на проводах кристаллическая изморозь имеет вид пушистых гирлянд, легко осыпающихся при встряхивании. Такая изморозь часто образуется ночью при безоблачном небе или тонких облаках, когда в воздухе наблюдается туман или дымка, при температуре от -11 до -2°С и выше.

Дождь - жидкие осадки в виде капель различного размера диаметром 0,5-7 мм.

Морось - мелкие капельки диаметром 0,05-0,5 мм, находящиеся как бы во взвешенном состоянии, падение их почти незаметно.

Снег -кристаллы льда, образующие различного рода снежинки: иглы, пластинки, столбики, звезды. Размеры снежинок колеблются в пределах 4-5 мм. Хлопья снега, образующиеся в результате соединения снежинок, достигают 5 см и более.

Мокрый снег - осадки в виде тающего снега или снега с дождем.

Снежная крупа - осадки в виде непрозрачных сферических крупинок белого или матово-белого цвета диаметром обычно от 2 до 5 мм.

Ледяная крупа - твердые частицы в виде прозрачных с поверхности крупинок, имеющих в центре непрозрачное белое ядро. Диаметр крупы от 2 до 5 мм. Возникают крупинки в результате замерзания переохлажденных капель или замерзания воды на снежинках.

Град - ледяные шарообразные частицы, внутри которых имеется снежная прослойка. Размеры градин колеблются в широких пределах, и диаметр их может достигать несколько сантиметров. Градины имеют сложное строение: в центре располагается непрозрачное ядро в виде крупинки, затем чередуются прозрачные и непрозрачные слои льда. Градины обладают очень большими скоростями падения, достигающими 30 м/с.

Количество осадков выражается высотой слоя воды, образовавшегося в результате выпадения осадков на горизонтальную Поверхность при отсутствии испарения, просачивания и стока.

Одной из важнейших характеристик осадков является их интенсивность, т. е. количество, выпадающее в единицу времени (мм/мин, мм/ч или см/ч). По интенсивности осадки делятся на слабые, умеренные и сильные.

По характеру выпадения осадки делятся на три типа: обложные, ливневые и моросящие.

Обложные осадки выпадают обычно из облаков Ns и As; они характеризуются малыми колебаниями интенсивности большой длительностью выпадения. Выпадают в виде капель дождя среднего размера или спокойно падающего снега.

Ливневые осадки выпадают из облаков СЬ. Они отличаются быстрым изменением интенсивности и малой продолжительностью. Летом они представляют собой крупнокапельный дождь, иногда с градом. Для зимних ливневых осадков характерен обильный снегопад и частая смена форм снежинок во время снегопада. К ливневым осадкам относится также снежная и ледяная крупа.

Моросящие осадки выпадают из облаков St и Sc в виде мелких капель диаметром не более 0,5 мм. Скорость падения капель настолько мала, что они кажутся как бы взвешенными в воздухе. Образуются моросящие осадки главным образом внутри устойчиво стратифицированных воздушных масс.

Суточный и годовой ход осадков. Поскольку в развитии облачности обнаруживается суточный ход, то и в выпадении осадков тоже имеется тенденция к суточной периодичности. Выделяют два типа суточного хода осадков: континентальный и морской.

В континентальном типе наблюдается два максимума и два минимума в ходе выпадения осадков. В неустойчиво стратифицированной массе воздуха максимум дают ливневые осадки в послеполуденные часы (главный максимум), когда наибольшего развития достигнет конвективная облачность; в устойчиво стратифицированной - обильные осадки в предутренние часы (вторичный максимум), когда наиболее интенсивно развита слоистая облачность. Главный минимум осадков наблюдается ночью, вторичный - перед полуднем.

В морском типе суточный ход осадков простой: минимум приходится на дневные часы, максимум - на ночные, когда над морями и океанами увеличивается вертикальный температурный градиент, в результате чего создается неустойчивое состояние атмосферы и связанное с этим облакообразование.

Количество выпадающих осадков зависит от сезона года, т. е. имеет годовой ход, который в свою очередь зависит от климатических особенностей района. В экваториальной зоне между 10° с.ш. и 10° ю.ш. максимумы приходятся на апрель и ноябрь (после весеннего и осеннего равноденствия). В тропических областях (от 10 до 30° с. и ю. широт) по обе стороны от экватора наблюдается один дождливый период, захватывающий четыре летних месяца; в течение остальных месяцев господствует засушливый период. В субтропических зонах осадков выпадает мало, особенно летом.

В умеренных широтах осадки связаны преимущественно с циклонической деятельностью. Большое число циклонов проходит в средних широтах в зимнее время. Перемещаясь над океанами, они обусловливают выпадение большого количества осадков.

Над сушей в летнее время сильно развита конвекция, в результате чего при достаточном содержании водяного пара выпадают обильные ливневые осадки.

В этой же зоне на островах Тихого океана выпадает даже 5000- 6000 мм осадков. К северу и к югу от экваториальной области количество осадков уменьшается и достигает минимума в субтропической области между 20 и 30° с. и ю. широт. Среднее годовое количество осадков в этой области не более 500 мм. Здесь расположено большинство пустынь земного шара. В пустыне Сахара, пустынях Перу и Чили встречаются места, где осадки не выпадают в течение нескольких лет.

Рис. 1.9. Среднее годовое количество осадков в мм.

В умеренной зоне количество осадков снова возрастает и составляет 500-1000 мм в год, что объясняется циклонической деятельностью.

Влияние осадков на дальность видимости и работу судовых PЛ C . Атмосферные осадки существенно уменьшают дальность видимости предметов и огней (ночью) в море, особенно сильные ливни и снегопады (снежные заряды). Кроме того, атмосферные осадки значительно влияют на дальность радиолокационного обнаружения. Происходит ослабление сигналов РЛС осадками (дождем, снегом, градом) за счет поглощения ими энергии электромагнитных волн. Уменьшение дальности радиолокационного обнаружения при осадках больше, чем при тумане. Кроме того, степень ослабления радиолокационной наблюдаемости зависит от интенсивности выпадающих осадков и длины волны судовой РЛС. Радиолокационная наблюдаемость уменьшается тем больше, чем меньше длина волны судовой РЛС и чем больше интенсивность атмосферных осадков.

Кроме уменьшения дальности обнаружения цели, выпадающие осадки маскируют ее на экране РЛС отраженными от зоны сильных осадков (ливни, снегопады, град) эхо-сигналами. В этом случае нелегко, а в некоторых случаях и невозможно различить сигнал от цели, находящейся в зоне осадков, от эхо-сигналов области сильных осадков.

Информация об облачности имеет весьма важное значение, так как всякое атмосферное возмущение имеет характерную только для него облачную систему, что позволяет по форме облаков или смене одной формы на другую судить о характере изменения погоды в ближайшее время.

Например, если перистых облаков немного и они беспорядочно разбросаны по небу, то никаких существенных изменений погоды не предвидится. Но если перистые облака надвигаются с одной определенной стороны горизонта, вытянуты параллельными полосами, количество их увеличивается они постоянно заволакивают все небо - это служит признаком наступающего ухудшения погоды, дальнейшего увеличения и снижения облачности, возможного выпадения осадков и усиления ветра. В этом случае перистые облака, заволакивая небо и снижаясь, постепенно переходят в форму перисто-слоистых.

Но движение перисто-слоистых облаков служит признаком более близких и более серьезных возмущений в атмосфере (теплый фронт, циклон) и изменений погоды. Если же перисто-слоистые облака проходят стороной, ухудшение погоды бывает непродолжительным и незначительным (циклон прошел стороной)-

По окончании ветреной и дождливой погоды также часто бывают видны уходящие перисто-слоистые облака и т.п.

Использование наблюдений за влажностью воздуха на судне . Определение влажности воздуха в настоящее время не входит в программу судовых наблюдений, однако систематические наблюдения за влажностью позволяют судоводителю выявить некоторые признаки изменения погоды. Так, например, быстрое возрастание упругости водяного пара вместе с понижением температуры и давления свидетельствуют о приближении циклона или грозы. Постепенный рост упругости водяного пара с одновременным ростом относительной влажности и понижением температуры предупреждает о возможности возникновения тумана. При плавании в тумане всегда необходимо знать степень его устойчивости, как долго он продержится. Высокая относительная влажность с незначительным суточным ходом и умеренная температура воздуха без тенденции к повышению свидетельствуют об усилении тумана и его устойчивости. Наоборот, уменьшение относительной влажности и повышение, температуры - признаки ослабления тумана и наступления ясной погоды.

Высокая абсолютная влажность вызывает коррозию металлов. В приводном слое воздуха всегда в большом количестве присутствуют различные соли, поступающие сюда непосредственно из морской воды. Растворяясь в пленке воды, покрывающей металлические изделия, эти соли ускоряют коррозионные процессы. Поэтому на судне необходимо всегда следить за сохранностью лакокрасочных покрытий корпуса, надстроек и механизмов, предохраняющих поверхность металлов от коррозии.

Высокое влагосодержание воздуха понижает сопротивление изоляции электрооборудования. В целях защиты электрооборудования от влаги на судах применяют специальные изоляционные материалы. Линии электропроводки необходимо периодически проверять, измеряя сопротивление изоляции, особенно при плавании в тропических широтах, где влажность воздуха очень велика.

Сочетание высокой относительной влажности (80-90%) с высокой температурой воздуха (более 25°С) создает трудно переносимую духоту, понижает работоспособность экипажа. Для автоматического поддержания определенной температуры и влажности воздуха в жилых и служебных помещениях на ряде судов устанавливают системы кондиционирования воздуха.

Влажность воздуха влияет на работу дизельных судовых установок. Повышение влажности воздуха ведет к уменьшению содержания сухого воздуха и кислорода в цилиндрах двигателя, что вызывает ухудшение сгорания: топлива, а следовательно, к уменьшению коэффициента полезного действия двигателя, индикаторного давления и мощности.

Знание физических процессов, связанных с изменением температуры и влажности, очень нужно командному составу судов, в частности, для соблюдения требований по сохранению груза. Каждый вид груза имеет различные, присущие ему гигроскопические свойства. Например, металлы негигроскопичны, а бумага, джут, мука, зерно, табак, какао, сахар и другие товары и продукты обладают высокой гигроскопичностью. Сахар, например, впитывая влагу, не только портится, но и заметно увеличивает свой вес. Кроме того, появление сырости. в трюме благоприятствует развитию плесневых грибков и других микроорганизмов, наносящих вред перевозимым грузам.

При рейсах из холодных районов в теплые, например из высоких широт в низкие, особенно зимой, судно попадает в районы с теплым влажным воздухом. Температура перевозимых грузов вследствие их тепловой инерции меняется постепенно. В течение некоторого времени грузы сохраняют температуру, которую они имели: в пункте отправления. Если теплый и влажный воздух проникает в трюм и температура поверхности грузов ниже точки росы притекающего воздуха, то на этой поверхности образуется пленка воды, она растет тем интенсивнее, чем сильнее проветривается трюм и чем быстрее, следует судно, ибо при этом уменьшается время, в течение которого температура груза могла бы прийти в соответствие с новыми окружающими условиями. Сухой холодный груз может быстро увлажниться при разгрузке его в теплой зоне.

При рейсах из теплых районов в холодные, например из низких широт в высокие, пленка воды может появиться на бортах, переборках и палубных перекрытиях трюмов. Температура трюмного воздуха и, следовательно, его точка росы высоки, и при охлаждении внешних поверхностей трюма их температура быстро достигает точки росы воздуха в трюме. Поэтому при переходе из теплой зоны в холодную вентиляция обычно приводит к осушке трюмов. Однако интенсивное проветривание может вызвать охлаждение поверхности гигроскопического груза, и тогда в прилегающих к этой поверхности внутренних слоях груза может образоваться новая поверхность конденсации.

В каждом конкретном случае задачу вентилирования трюмов следует решать, учитывая свойства груза, его температуру, а также параметры наружного воздуха и воздуха в трюме. В настоящее время появляется все больше судов, оборудованных системами кондиционирования воздуха в трюмах.

Связь облачных структур с типом погоды.

По причине образования облака подразделяются на кучево-образные (облака конвекции), слоистообразные (восходящего скольжения) и волнисто-образные. Генетический тип облаков зависит от процессов, происходящих в атмосфере. Различают облака внутримассовые и фронтальные. Первые зарождаются внутри определенной воздушной массы, а вторые - на границах между воздушными массами с различными физическими свойствами.

В неустойчивых воздушных массах при развитии конвективных движений развиваются кучево-образные облака, которые достигают в умеренных широтах высоты 13-14 км, а в тропиках - 15- 20 км.

При развитии восходящего движения теплого влажного воздуха по клину холодного (теплый фронт) образуются слоистообразные облака, представляющие собой огромные облачные системы, вытянутые в длину вдоль фронта на тысячи километров и в ширину на сотни километров.

В устойчивых воздушных массах при наличии высотных инверсионных слоев могут образовываться слоистые, слоисто-кучевые и высококучевые облака, имеющие волнистую структуру. Они сравнительно тонки и растянуты в горизонтальном направлении.

Кучево-образные облака интенсивно развиваются при неустойчивой стратификации атмосферы, т. е. когда вертикальные градиенты температуры в ней до уровня конденсации выше сухоадиабатических, а над уровнем конденсации - выше влажноадиабатических. Особенно интенсивно развиваются кучево-образные облака в холодных воздушных массах над теплой морской поверхностью как летом, так и зимой. В тропических широтах кучево-образные конвективные облака являются преобладающими. Более подробно турбулентные движения и ветер в грозовом облаке представлены на рис. 1.10.

Слоистообразная облачность наиболее типична для теплого атмосферного фронта. Самая мощная часть этой облачной системы располагается вблизи линии фронта (т. е. вблизи линии пересечения фронтальной поверхности с подстилающей поверхностью) и представляет собой слоисто-дождевые облака в несколько километров толщиной. По мере удаления от линии фронта облака переходят в менее мощные высокослоистые и перисто-слоистые облака. Летом осадки из высокослоистых облаков не достигают земной поверхности. Слоисто-дождевые облака дают обложные и моросящие осадки полосой, ширина которой 200-300 км и более.

Появление на западной и южной частях горизонта вытянутых (сходящихся в перспективе) полос перистых (особенно когтевидных) облаков часто может служить признаком приближения теплого фронта с последующей более или менее мощной облачностью и осадками.

В слоях высотных инверсий и по обеим сторонам от них нередко возникают воздушные волны длиной 50-2000 м, обусловленные разрывом скорости ветра и плотности воздуха. Вследствие этого облачный слой может расчленяться на отдельные валы, характерные для внешнего вида слоисто-кучевых или высококучевых облаков.

Рис. 1.10. Ветер и турбулентные движения грозового облака

Кроме свободных волн, в атмосфере могут возникать и вынужденные стоячие волны над горами, через которые перетекает воздух. На гребнях таких стоячих волн могут возникать облака, называемые облаками препятствий. Нередки такие облака с подветренных сторон гористых островов, например Гренландии, Исландии, Кергелена и др.

Таким образом, вид и форма облаков находятся в зависимости от характера преобладающих процессов в атмосфере, от сезона года и времени суток. Вот почему наблюдениям за развитием облачности над морем уделяется большое внимание при плавании.

Молниевый разряд в судно может вызвать пожар, вывести из строя антенны или радиоприемные и передающие устройства, вызвать перемагничивание магнитных приборов и т. д. Для защиты от молний на судах применяют различной конструкции молниеотводы.

Осадками называют капли воды и кристаллы льда, выпадающие из облаков или оседающие из возд уха на земную поверхность. Осад ки из облаков дают более 99% об щего количества воды, поступающей из атмосферы на земную поверхност ь; менее 1% прих одится на осад ки, осаждающиеся из воздуха.

Осадки х арактеризуются количеством и интенсивностью. Количество осадков измеряет ся толщиной (выраженной в мм или см) того слоя вод ы, который они образовали бы на поверхности земли при от сутст вии просачивания, стока и испарения. Интенсивность − э то количество осадков, выпадающих за единицу времени (за минуту или за час).

Необходимым условием д ля образования осадков является укрупнение облачных э лементов до таких размеров, при кот орых скорость падения этих элементов становится б ольше скорости восходящ их потоков. Процесс укрупнения происходит, в основном, по следующим причинам:

а) за счет переконденсации вод яного пара с капель воды на кристаллы льда или с

мелких капель на кр упные. Это происходит потому, что упругост ь насыщ ения над ледяными кристаллами меньш е, чем над каплями воды, над крупными каплями меньше, чем над мелкими.

б) за счет слияния (коагуляции) капель воды при их столкновении в результате т урбулент ных движений воздуха и различной скорости падения крупных и мелких капель. Эти ст олкновения приводят к поглощению мелких капель крупными.

Рост капель за счет конденсации преобладает до т ех пор, пока радиус капли не станет равным 20…60 мкм, после чего главным процессом укрупнения облачных элемент ов становится коагуляция.

Об лака, однородные по своей структуре, т.е. состоящие т олько из одинаковых по

размерам капель или только из ледяных кристаллов, осадков не дают. К таким облакам от носятся кучевые и высоко-кучевые, сост оящ ие из мелких вод яных капель, а т акже перистые, перисто-кучевые и перист о-слоистые, состоящие из ледяных кристаллов.

В облаках, сост оящих из капель разного размера, происходит медленный рост более крупных капель за счет мелких. Однако, в результ ате указанного процесса образуют ся лишь небольшие капли дождя. Такой процесс происходит в слоистых, а иногда и в слоисто- кучевых об лаках, из которых могут вы пад ать осадки в вид е мороси.

в) основные виды осадков выпадают из смешанны х облаков, в которых укрупнение об лачных элементов происходит за счет замер зания переохлажд енных капель на кристаллах льда. Укрупнение облачных э лемент ов идет бурно и сопровождает ся выпад ением дождя или снега. К таким облакам от носятся кучево-дождевые, слоисто-дождевые и высоко-слоистые.

Осадки, выпадающие из облаков, могут бы ть жидкими, твердыми и смеш анными.

Основными формами осадков являются :

Мокрый снег – осадки, состоящие из тающего снега при температ уре – 0°…+5°С.

Снежная крупа – мягкие молочно-б елые непрозрачные крупинки округлой формы д иаметром 2…5 мм.

Град – осадки в виде кусочков льда р азного размера. Градины имеют неправильную или сферическую (близкую к сферической) форму, их размер колеблется от 5 мм до 10 см и более. Поэ тому вес градин может быт ь очень большим. В центре градин имеется беловат ое полупрозрачное зерно, обт янут ое несколькими слоями прозрачного и непрозрачного льда.

Ледяной дождь – мелкие прозрачные сферические частицы д иаметром 1…3 мм. Они образуются при замерзании капель дожд я, падающих сквозь нижний слой возд уха с отрицательной т емпературой (дождь при температ ур е 0°… 5°С).

По характеру выпадения , в зависимости от физических условий образования,

продолжит ельности и интенсивност и, осадки разделяются на три вида:

1. Обложные осадки − это продолжительные, средней интенсивност и осадки в виде капель дождя или в виде хлопьев снега, которые наблюдаются одновременно над значительной площ адью. Эти осадки выпадают из системы фронтальных слоист о-дождевых и высоко-слоист ых облаков.

2. Ливневые осадки − э то кратковременные, большой инт енсивност и осад ки в виде крупных капель, крупных хлопьев снега, иногда ледяной крупы или град а, которые обы чно наблюдают ся над небольшими районами. Выпадают из кучево -дождевой, а иногда мощ но- кучевой (в тропиках) облачности. Обычно они начинаются внезапно, длятся недолго, но в ряде случаев могут неоднократ но возобновляться. Выпадение ливневых осадков часто сопровождает ся грозами и шквалами.

3. Моросящие осадки − очень мелкие капли, мельчайшие снежинки или снежные зерна, оседающие из облаков на землю почти незаметно для глаза. Наблюдают ся одновременно над большой т ерриторией, их инт енсивност ь очень мала и определяется обычно не по количеству выпавших осадков, а по степени ухудшения горизонтальной видимост и. Выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков.

К осадкам, выделяющим ся непосредственно из воздуха, относятся: роса, иней, изморозь, жидкий или твердый налет на наветренной стороне верт икально расположенных предметов.

Роса - эт о жидкие осадки в виде мелких капелек воды, образующихся в летние ночи и утром на предметах, р асположенных у поверхности земли, листьях растений и т.д. Роса образует ся при соприкосновении влажного воздуха с охлажденными предметами, всл едст вие чего происходит конденсация водяного пара.

Иней - это б елое мелкокристаллическое отложение, образующ ееся в результат е сублимации вод яного пара в тех случаях, когда температ ура приземного воздуха и подстилающей поверхности ниже 0°С;

Высокое влагосодержание, малооб лачная погода и слабый ветер способ ствуют образованию росы и инея. В этом процессе принимает участие слой воздуха т олщиной

200…300 м и больше. Иней, образующийся на поверхности воздуш ного судна на земле, необходимо т щательно удалять перед вылет ом, т ак как э то может привести к тяжелым последствиям вследствие того, что аэ родинамические качества возд уш ного судна ухудшаются.

Изморозь – это белый, рыхлый, похожий на снег, лед. Она образуется в туманную морозную погоду при очень слабом ветре на ветках деревьев и кустарников, проводах и на д ругих предметах. Образование изморози связано главным образом с замерзанием мельчайших переохлажд енных капелек, сталкивающихся с различными предметами. Снежная бах рома изморози может быть самой причудливой формы. Она легко осыпает ся при ст ряхивании, но при повышении температуры и новом похолодании может смерзаться и оледеневать.

Жидкий и твердый налет образуется на навет ренной част и вертикально расположенных предметов, охлажденных до температ уры ниже температуры окружающего воздуха. В теплое время образуется жид кий налет, а при температуре поверхност и ниже 0°С об разуются белы е полупрозрачные крист аллы льда. Этот вид осадков может образовываться в любое время суток при резких потеплениях в холодное время года.

Особой формой переноса осадков являют ся мет ели. Различают три вида метелей:

снежный поземок , снежная низовая метель и общая метель.

Снежный поземок и снежная низовая метель образуют ся при переносе сухого снега по поверхности земли. Снежный поземок образуется при ветре 4…6 м/с, снег поднимается на высот у до 2 м над поверхностью земли. Снежная низовая метель образуется при ветре 6 м /с и б олее, снег под нимается на высот у более 2 м над поверхностью земли. При общей метели (своего значка не имеет) наблюдается выпадение снега из облаков, ветер 10 м/с и более, подъем с земли ранее выпавшего снега и видимость менее 1000 м.

Все виды осадков усложняют производство полетов. Влияние осадков на полеты зависит от их вид а, характ ера выпадения и температуры воздуха.

1. В осадках ухудш ает ся видимост ь и понижается нижняя граница облаков. В умеренном дожде при полет е с небольшой скоростью горизонтальная видимость ухудшается д о 4…2 км, а при большой скорости полета − до 2…1 км. Значительное ух удш ение горизонтальной видимости наблюд ается при полет е в зоне снегопада. В слабом снеге видимость обычно не превышает 1…2 км, а в умеренном и сильном – ухудш ается до нескольких сотен метров. В ливневых осадках видимость резко ух уд шает ся до нескольких д есятков метров. Нижняя граница об лаков в зоне осадков, особенно на атмосферных фронтах, понижает ся до 50…100 м и может располагаться ниже вы соты принятия решения.

2. Осадки в виде града вызывают механические поврежд ения воздушных судов. При б ольшой скорост и полета даже небольшие градины могут сделать значительные вмятины и разруш ить остекление кабины. Град иногда встречает ся на значительной высот е: мелкий град наблюдает ся на высоте около 13 км, а крупный – на высоте 9,5 км. Разруш ение остекления на больш ой высоте может привести к разгерметизации, что очень опасно.

3. При полетах в зоне ледяного дождя наблюдается интенсивное обледенение

воздушных судов.

4. Длительные обложные осадки в теплое время год а вызывают переувлажнение грунта и выводят из строя на то или иное время грунтовые аэродромы, нарушают регулярност ь от правления и приема воздушных судов.

5. Сильные ливневые осадки ухудшают аэродинамические качества возд уш ного суд на, чт о может привести к срыву потока. В связи с эт им посадка в сильных ливневых осадках при видимости менее 1000 м запрещена .

6. При полет ах по ПВП в зоне снегопада над заснеженной поверхностью значительно снижается контрастность всех объ ектов на земной поверхности и поэтому сильно ух удш ает ся ориентировка.

7. При посад ке на мокр ую или покрыт ую снегом ВПП увеличивает ся длина пробега самолета. Скольжение на ВПП, покрытой снегом, в 2 раза больше, чем на бетонной ВПП.

8. При разбеге возд ушного судна с ВПП, покрытой слякотью, может возникнуть гидроглиссирование. Колеса воздушного судна отбрасывают мощные ст руи воды и слякоти, происходит сильное торможение и увеличение длины разбега. Могут создаться такие условия, что воздушное судно не д остигнет скорости отрыва и возникнет опасная ситуация.

9. Выпадающий в зимнее время снег т ребует проведения д ополнительных работ по его уборке и уплотнению на ВПП, рулежных д орожках и стоянках, где обсл уживаются воздушные суда и другие машины и механизмы.