Влажность воздуха. осадки – биология

Влажность как экологический фактор

В наземных условиях влажность чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие организмов. Объясняется это тем, что вода играет большую роль в их жизни. Она является универсальным растворителем, средой для биохимических реакций в клетке.

Молекулы воды могут непосредственно участвовать в реакциях как субстрат (гидролиз, фотосинтез). Являясь основным структурным компонентом клеток, вода обусловливает их тургор. У некоторых животных (круглые и кольчатые черви) она служит гидростатическим скелетом.

Обладая высоким поверхностным натяжением, вода выполняет транспортную функцию (передвижение веществ) в организме. Благодаря высокой удельной теплоемкости, теплопроводности и теплоте парообразования вода обеспечивает поддержание теплового баланса в организме и предотвращает его перегрев.

Она служит средой обитания для водных организмов.

Из курса географии вы уже знаете, как сильно различается увлажненность наземных местообитаний в разных географических зонах. Она зависит от годового количества осадков. Имеет значение распределение их по временам года, запас почвенной влаги и грунтовых вод.

Недостаточная или избыточная увлажненность среды — главная экологическая проблема наземных обитателей. Степень увлажненности среды влияет на внешний облик и внутреннее строение организмов. В связи с этим выделяют различные экологические группы растений и животных.

Экологические группы растений по отношению к влаге и их адаптации

В наземной среде обеспеченность местообитаний водой и ее доступность весьма нестабильны. Выработка адаптаций к дефициту влаги — ведущее направление эволюции растений при освоении суши.

По отношению к влаге принято делить все наземные растения на три экологические группы: гигрофиты, ксерофиты, мезофиты.

Эти группы различаются между собой специфическими приспособлениями к водному режиму среды.

Гигрофиты (от греч. hygros — влажный, phyton — растение) — растения, живущие на сильно увлажненных почвах и при высокой влажности воздуха. Представителями гигрофитов являются: пушица, рис, тростник, калужница болотная, многие осоки, папирус и др. Они встречаются во всех климатических зонах.

Гигрофиты имеют приспособления для интенсивной транспирации. У них тонкие листовые пластинки с постоянно открытыми устьицами. У некоторых растений есть специфические водяные устьица. Через них вода выделяется в капельно-жидком состоянии.

У гигрофитов слабо развиты механическая ткань, кутикула и эпидермис. В мезофилле листьев имеются крупные межклетники. У некоторых видов в корнях и стеблях возможно наличие аэренхимы (от греч.

aer — воздух, enchyma — ткань) — ткани, запасающей воздух (болотные гигрофиты). Слабо развита корневая система (корни тонкие, часто без корневых волосков).

Гигрофиты не способны перенести даже небольшой недостаток влаги в почве и быстро увядают.

Ксерофиты (от греч. xerox — сухой, phyton — растение) — растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местах (степи, пустыни, полупустыни, саванны, высокогорья). Они способны длительно выдерживать недостаточное увлажнение.

У ксерофитов приспособленность к сухим местообитаниям связана с ограничением затрат воды на транспирацию. У одних представителей она сопровождается активным добыванием воды при ее недостатке в почве. А у других — способностью запасать воду в тканях и органах на время засухи. В зависимости от типа адаптаций выделяют две формы ксерофитов — суккуленты и склерофиты.

Суккуленты (от лат. succulentus — сочный) — многолетние растения, способные запасать воду в своих тканях и органах, а затем экономно ее расходовать. В зависимости от того, в каких органах запасается вода, различают три типа суккулентов: листовые, стеблевые и корневые.

Листовые суккуленты накапливают воду в мясистых листьях. Из курса географии вы знаете, что листовые суккуленты встречаются в засушливых областях Центральной Америки (агава), Африки (алоэ). В наших широтах их можно встретить на сухих песчаных почвах (очиток, молодило).

Стеблевые суккуленты имеют сильно развитые водозапасающие ткани в коре и сердцевине стебля. Они широко представлены в американских пустынях (кактусы) и засушливых областях Африки (молочаи). Корневые суккуленты запасают воду в тканях подземных частей растений.

Растущее в Мексике невысокое дерево сейба мелколистная имеет на корнях вздутия диаметром до 30 см, в которых накапливается вода.

Суккуленты интенсивно всасывают воду поверхностными корнями и запасают ее в паренхиме вегетативных органов. Почвенная влага из глубоких слоев почвы для них недоступна. Эпидермис у этих растений покрыт мощной кутикулой.

Часто имеется восковой налет или густое опушение. Немногочисленные устьица погруженного типа днем чаще всего закрыты. У стеблевых суккулентов листья редуцированы до колючек (кактусы).

Функция фотосинтеза перешла к стеблю, который приобрел зеленый цвет.

Склерофиты (от греч. scleros — твердый) — растения со сниженной транспирацией и способностью активно добывать воду при ее недостатке в почве — полынь, саксаул, бодяк, ковыль, чертополох. Они не запасают влагу на период засухи, а добывают ее и экономно расходуют. Обитают склерофиты преимущественно в степях и пустынях, засушливых местообитаниях умеренной зоны.

Склерофиты имеют сухие жесткие листья и стебли, покрытые толстой кутикулой. Из-за сильного развития механических тканей при водном дефиците у них не наблюдается увядания. Они могут переносить глубокое обезвоживание и без заметного ущерба терять 25-75 % водного запаса (гигрофиты вянут при потере 1-2 % воды).

В силу высокого осмотического давления клеточного сока у склерофитов развивается большая сосущая сила, поэтому их называют «растениями-насосами». Корни склерофитов уходят глубоко в землю (у верблюжьей колючки длина главного корня достигает 15 м). Некоторые представители образуют разветвленную поверхностную корневую систему (степные злаки).

В периоды засух транспирация уменьшается за счет ряда морфологических адаптаций. Во-первых, у склерофитов мелкие, часто в виде игл или колючек, листья. Они имеют восковой налет или опушение и устьица погруженного типа. Во-вторых, клетки склерофитов способны удерживать воду благодаря высокой
вязкости цитоплазмы.

Мезофиты (от греч. mesos — средний) — растения, обитающие в условиях умеренного увлажнения. Они способны переносить кратковременный недостаток влаги.

К ним относится большинство лиственных древесных растений. Мезофитами являются луговые и многие лесные травы, злаки, сорняки, почти все культурные растения умеренной зоны.

Это наиболее распространенная экологическая группа растений.

По сравнению с гигрофитами и ксерофитами мезофиты имеют адаптивные признаки промежуточного характера. У них умеренно развита корневая система. На корнях имеются корневые волоски, в листьях — небольшое количество устьиц. В зависимости от обеспеченности влагой устьица могут в любое время открываться или за крываться.

В семенах у мезофитов, обитающих в степях и пустынях, содержится ингибитор (замедлитель) прорастания. Он вымывается лишь при количестве осадков, достаточном для вегетации. Такое приспособление предотвращает прорастание семян и гибель проростков в период засухи.

Адаптации животных к различному водному режиму

Сухопутные животные для восполнения потери воды вследствие выделения и испарения нуждаются в периодическом ее потреблении. В зависимости от водного режима у них выработались разные типы адаптаций: физиологические, морфологические и поведенческие.

К физиологическим адаптациям относятся особенности процессов жизнедеятельности, восполняющие дефицит влаги в организме. Например, млекопитающие пьют воду, земноводные поглощают ее кожными покровами. Мелкие животные пустынь (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) добывают воду, поедая растения с сочными побегами.

Есть животные, которые могут получать воду за счет окисления жиров (окисление 100 г жира дает 105 г воды). Поэтому обильные отложения жира — горб верблюда, курдюк овцы — служат своеобразными резервуарами химически связанной воды.

К морфологическим адаптациям относятся приспособления, задерживающие воду в теле животных. Насекомые и паукообразные имеют многослойную хитинизированную кутикулу. У пресмыкающихся есть роговой покров тела (роговые чешуи и пластинки). У наземных моллюсков — раковины. У птиц тело покрыто перьями, а у млекопитающих — шерстью.

Поведенческие адаптации заключаются в том, что большинство животных активны в поисках воды. Они периодически посещают места водопоя.

Порой им приходится мигрировать на сухой период в районы с большей влажностью. Способность совершать далекие миграции к водопою характерна для антилоп, сайгаков, куланов.

Некоторые животные в сухой период переходят на ночной образ жизни или впадают в летнюю спячку (суслики, сурки, черепахи).

Источник: http://jbio.ru/vlazhnost-kak-ekologicheskij-faktor

Роль фактора влажности в жизни растений

Значение воды для растений определяется целым рядом ее свойств.

В организме растений она является основной средой (внутриклеточной и внеклеточной), в которой протекает обмен веществ у всех растений. В воде растворяются минеральные вещества, находящиеся в почве, что способствует лучшему усвоению их растениями.

Только в водной среде растворяются и поступают в растения необходимые ему углекислота из воздуха и питательные вещества из почвы. Без водной среды немыслим ни один физиологический процесс, свойственный растениям. Обладая высокой удельной теплоемкостью, вода способствует относительной стабилизации температуры растений.

Она связывает растение с почвой и атмосферой, обусловливая единство организма с условиями среды.

Для нормальной жизнедеятельности растения его клетки и ткани должны быть достаточно насыщены водой, особенно в тот период, когда в них активизируются жизненные процессы. Именно в это время содержание воды в клетках и тканях деятельных частей растений достигает 70—90 %.

Вода в растениях, воздухе и почве в зависимости от времени года может находиться в жидком, газообразном и твердом состоянии.

Летом вода является регулятором температуры листьев, она предотвращает их перегрев в результате транспирации. В зимнее время, находясь в твердом состоянии — в виде снега на поверхности земли, вода предохраняет растения от вымерзания.

Растения, которые покрыты снегом, обычно хорошо перезимовывают, те же, что находятся над снежным покровом, могут повреждаться в различной степени в зависимости от морозоустойчивости самих растений, от времени воздействия абсолютных минимумов температуры воздуха и т. д.

Повреждению растений способствуют и зимние оттепели, особенно если после продолжительной оттепели, в течение которой происходит оттаивание растений, наступает быстрый и резкий переход к очень низким отрицательным температурам.

Благодаря тургору — напряженному состоянию оболочки клеток растений, создаваемому водой,— растения ориентируются в пространстве, выносят ассимилирующие части к свету, прорастающие семена преодолевают сопротивление почвы при выходе проростков на поверхность, а ткани взрослых растений обладают упругостью и конструктивной прочностью. Наконец, вода используется растениями как исходный строительный материал, как источник водорода и кислорода при синтезе органических веществ, образующихся в результате фотосинтеза. Вода участвует в разнообразных процессах превращения веществ и энергии.

Основной источник поступления воды в растения — почвенная влага. Источником воды в почве являются атмосферные осадки и грунтовые воды.

Физически несвязанная вода почвы не всегда физиологически доступна растениям.

Поступление воды в корни из почвы может ограничиваться недостатком кислорода в почвенном воздухе и воде, засолением, повышенной кислотностью и т. д.; у теплолюбивых растений — низкой температурой почвы.

Само увлажнение территории определяется как количеством выпадающих осадков, так и испаряемостью с поверхности избыточно увлажненной почвы, однако последнее зависит от количества тепла. Именно соотношение между количеством осадков и суммой активных температур дает показатель, характеризующий увлажненность территории.

Однако выпадающее количество осадков и испаряемость еще не дают полного представления о запасах влаги в почве на конкретном участке.

Очень важное значение для определения этой характеристики имеет учет рельефа местности, экспозиции склонов, глубины залегания грунтовых вод, а также структура и механический состав почвы, содержание в ней гумуса.

Поглощение растениями влаги из почвы осуществляется корнями. Но вода в растения может частично, в небольших количествах, поступать через листья в капельно-жидком состоянии (туман, роса, осадки).

Образование росы, например, при ночных понижениях температуры помогает растениям лучше переносить почвенную засуху и формировать при этом относительно более высокий урожай, чем в случаях без образования росы.

В соответствии с приспособленностью растений произрастать при различном увлажнении почвы выделяют три экологических типа растений: гигрофиты — растения влажных мест; мезофиты — растения сухих мест и карофиты — растения засушливых мест. Большинство овощных и садовых растений относятся к мезофитам.

Само понятие о недостаточном или избыточном увлажнении относительно, так как фактор влажности проявляется как функция других факторов жизни.

Сочетание повышенной влажности почвы с обильным минеральным питанием и оптимальными температурами (15—20 °С) способствует интенсивному фотосинтезу, быстрому росту растений и накоплению большей биомассы.

При пониженных температурах (5—10 °С) такое же повышенное увлажнение влияет уже отрицательно.

Источник: http://www.activestudy.info/rol-faktora-vlazhnosti-v-zhizni-rastenij/

Влажность воздуха и осадки

Водяные пары в атмосфере. Как известно, тропосфера состоит не только из азота, кислорода, углекислого газа, но и водяных паров. Вода, испаряясь с поверхности океанов, озер и т.д., попадает в атмосферу. Водяные пары невидимы, они легче воздуха.

Воздух может содержать в своем составе то или иное количество водяных паров. Содержание водяных паров в воздухе зависит от температуры. При температуре 0°С в 1 м.

куб воздуха может содержаться до 5 г; при температуре 10°С—9 г; при 20°С—17 г и при 30°С—30 г водяных паров. Следовательно, чем ниже температура воздуха, тем меньше в нем водяных паров.

Содержание водяных паров в 1 м3 воздуха, измеряемое в г/м.куб, называется абсолютной влажностью.

Воздух, в котором содержание водяных паров достигает предельной нормы, называется воздухом, насыщенным влагой.

Те, кому приходилось слушать по радио прогноз погоды, не могли не заметить фразы диктора: относительная влажность воздуха 80% или 70%. Что означает термин «относительная влажность»?

Допустим, температура воздуха +30°С, а содержание водяных паров в 1 м3 воздуха — 15 г, то есть в два раза меньше предельной нормы. Следовательно, фактическое содержание водяных паров в воздухе по отношению к норме составляет 50 %. Это и есть относительная влажность. В насыщенном влагой воздухе относительная влажность —100 %.

Относительная влажность воздуха на метеостанциях измеряется с помощью прибора, называемого гигрометром.

Облака. Охлаждение воздуха, насыщенного парами воды, приводит к появлению мелких капель воды. Переход водяных паров в мелкие жидкие частицы называется конденсацией.

Процесс конденсации приводит к появлению облаков. Водяные пары, поднимаясь вверх, охлаждаются и превращаются в мельчайшие частицы воды или льда при температуре 0°С и ниже.

Облака делятся на три основных типа: кучевые, слоистые и перистые.

Прогретый воздух устремляется вверх и образует кучевые облака. В случаях, когда основание кучевых облаков начинает темнеть, говорят, к дождю. Такие облака называют кучево-дождевыми. Кучевые облака чаще всего появляются в нашем небе весной и летом.

Читайте также:  Видообразование - биология

Обычно кучево-дождевые облака приносят с собой сильный дождь, или ливень. Иногда на небе появляются сплюснутые гладкие облака. Эти облака называют слоистыми. В ясный солнечный день высоко в небе появляются полупрозрачные облака, края которых напоминают распущенные перья. Такие облака называют перистыми.

Появление перистых облаков предвещает смену погоды.

Осадки. Водяные пары тропосферы, попадающие на землю в жидком (дождь) и твердом (град, снег) состояниях, называются атмосферными осадками. Прежде чем выпасть на землю мельчайшие капли воды при определенных условиях сливаются и образуют крупные капли, из которых состоит дождь.

Случается, что прогретый воздух стремительно устремляется ввысь, туда, где господствуют низкие температуры (ниже 0°С). Водяные капли превращаются в белый лед, который и выпадает на землю в виде града. В зимнее время водяные пары, из которых состоят облака, превращаются в тонкие ледяные иголочки.

Сливаясь, ледяные иголочки превращаются в снежинки и в виде снега выпадают на землю.

Осадки выпадают и при безоблачном небе. Ранним весенним или осенним утром на траве появляется роса.

Почему роса появляется, как правило, весной или осенью? Дело в том, что весной и осенью дневные температуры положительные, а ночные — отрицательные.

Поэтому, как только садится солнце, земля и растения поддаются быстрому охлаждению. Водяные пары, которыми насыщен приземной слой воздуха, превращаются в капли росы.

В Зимнее время превратившиеся в лед водяные пары покрывают землю, крыши домов и растения изморозью, или инеем.

Метеорологи (специалисты, осуществляющие наблюдение за погодой) измеряют не только температуру и влажность воздуха, но и количество выпавших осадков. Измеряют количество выпавших осадков с помощью специальных приспособлений и приборов.

Толщину снежного покрова измеряют с помощью рейки, на которой отмечен каждый миллиметр, как на ученической линейке. Осадки, выпавшие в течение суток, месяца и года, называют суточным, месячным и годовым количеством осадков.

Например, в Ташкенте в течение года выпадает в среднем около 400 мм осадков.

Большая часть годовых осадков приходится на февраль и март месяцы. На экваторе осадки в течение года выпадают равномерно. Больше всего, 14 400 мм/год, выпадает в Тихом океане, на Гавайских островах.

Количество осадков зависит от удаленности местности от моря и постоянно дующих ветров. Много осадков выпадает и на склонах гор, обдуваемых ветром.

Внимание! Если Вы нашли ошибку в тексте, выделите её и нажмите Ctrl+Enter для уведомления администрации.

Источник: http://geografiya.uz/nachalniy-kurs/9790-vlazhnost-vozduha-i-osadki.html

География 495 школа – Влажность воздуха, осадки

Водяные пары в атмосфере
Испарение – это испарившееся и поступившее в воздух количество водяного пара. Скорость испарения зависит от многих причин, но главным образом от температуры воздуха и ветра. Понятно, что чем выше температура, тем больше испарение.

Но ветер, постоянно перемещая насыщенный водяными парами воздух, приносит в данное место новые и новые объемы сухого воздуха. Даже слабый ветер скоростью 2-3 м/с увеличивает испарение в три раза. На испарение влияют также характер рельефа, растительный покров и т.д.

Однако из-за недостатка влаги в данной местности испарение бывает значительно меньше, чем могло бы быть при данных условиях.

Количество воды, которое могло бы испариться при данных условиях, называется испаряемостью .

Иначе говоря, испаряемость – это потенциально возможное испарение в данной местности, которое чаще всего определяется с помощью испарителя или по показателям испарения с открытой водной поверхности крупного естественного (пресноводного) водоема или с избыточно увлажненной почвы.

Испаряемость, как и испарение, выражается в миллиметрах слоя испарившейся воды (мм); за конкретный период – мм/год и т.д.На земной поверхности постоянно происходят два противоположно направленных процесса: орошение местности осадками и осушение ее испарением. Но степень увлажнения территории обусловливается соотношением осадков и испарения.

Увлажнение территории характеризуется коэффициентом увлажнения (К),под которым понимается отношение суммы осадков (Q) к испаряемости (И): К = (если К выражается в долях единицы – дробью) и К = ? 100% (если в процентах).

Например, в европейской тундре осадков выпадает 300 мм, а испаряемость только 200 мм, т.е. осадки превосходят испаряемость в 1,5 раза; коэффициент увлажнения равен 1,5, или 150%.Увлажнение бывает избыточным , когда К > 1, или > 100%; нормальным , когда К = 1, или 100%; недостаточным , когда К < 1, или < 100%. По степени увлажнения выделяют влажные (гумидные) и сухие (аридные) территории. Коэффициент увлажнения характеризует условия стока, развитие растительности и другое. В лесной зоне он равен примерно 1,0-1,5, в лесостепной 0,6-1,0, в степях 0,3-0,6, полупустынях 0,1-0,3, пустынях менее 0,1.

Влажность воздуха

В атмосфере всегда имеется определенное количество влаги в виде водяного пара, который поступает туда в результате испарения с водных поверхностей и с поверхности суши. Иначе говоря, воздух всегда содержит влагу в виде молекул (пар), капелек и кристалликов льда.

Влажность воздуха – это содержание в нем водяного пара. При условии достаточного поступления влаги в атмосферу влажность зависит от температуры воздуха. Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может вместить.

Так, 1м 3 воздуха при температуре 30 ° С может содержать 30 г влаги, при 20 ° С – 17,3 г, при 0 ° С – только 4,8 г. При отрицательных температурах влагосодержание воздуха заметно уменьшается, и уже при -10 ° С влаги в 1м 3 воздуха только 2,3 г. Следовательно, ход влажности параллелен ходу температуры воздуха.

Обычно влажность больше днем, чем ночью, в течение года наибольшая влажность отмечается в летние месяцы, а наименьшая – зимой. В низких широтах, где воздух гораздо холоднее, влажность больше, чем в средних и высоких.

При определенной температуре воздух может содержать соответствующее количество влаги (водяных паров). Предел содержания водяного пара в воздухе при данной температуре называется максимальной влажностью (Е).

Влажность воздуха характеризуется абсолютной и относительной влажностью. Абсолютной влажностью (а) называется фактическое количество водяных паров в воздухе в данный момент, измеряемое в г/м 3 .

Отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, называется относительной влажностью (f), т.е. f = ? 100%.

Воздух, имеющий максимальную влажность, называется насыщенным . В отличие от него ненасыщенный воздух еще обладает способностью поглощать водяные пары. Однако при нагревании насыщенный воздух становится ненасыщенным, а в случае охлаждения – перенасыщенным. В последнем случае начинается конденсация.

Конденсация – это сгущение избыточных водяных паров и переход их в жидкое состояние, образование мельчайших капелек воды. Как насыщенный, так и ненасыщенный воздух может стать перенасыщенным во время поднятия воздушной массы, так как при этом она сильно охлаждается.

Охлаждение возможно также при выхолаживании почвы в данном месте и при проникновении теплого воздуха в холодную местность.Конденсация может происходить не только в воздухе, но и на земной поверхности, на различных предметах.

В этом случае в зависимости от условий образуются роса, иней, туман, гололед.

Роса и иней образуются при ясной и тихой погоде ночью, преимущественно в предутренние часы, когда поверхность Земли и ее объекты выхолаживаются. Тогда на их поверхности конденсируется влага из воздуха. При этом при отрицательных температурах образуется иней, при положительных – роса.

В случае, если на теплую поверхность приходит холодный воздух или теплый воздух резко охлаждается, может образоваться туман . Он состоит из мельчайших капелек, или кристалликов, как бы взвешенных в воздухе. В сильно загрязненном воздухе образуется туман или дымка с примесью дыма – смог .

При выпадении переохлажденных капелек дождя или тумана на охлажденную ниже 0 ° С поверхность и при температуре воздуха от 0 до -3 ° С образуется слой плотного льда, нарастающего на поверхности земли и на предметах, преимущественно с наветренной стороны, – гололед .

Это происходит от намерзания переохлажденных капель дождя, тумана, или мороси. Корка льда может достичь толщины нескольких сантиметров и превратиться в настоящее бедствие: она становится опасной для пешеходов, транспортных средств, обламывает сучья деревьев, обрывает провода и т.д.

Иные причины обусловливают явление, которое называется гололедица. Гололедица возникает как правило, после оттепели или дождя в результате наступления похолодания, когда температура резко опускается ниже 0 ° С. Происходит замерзание мокрого снега, дождя или мороси.

Гололедица образуется и тогда, когда эти жидкие осадки выпадают на сильно переохлажденную поверхность земли, что также обусловливает их замерзание. Таким образом гололедица – это лед на земной поверхности, образовавшийся в результате замерзания мокрого снега или жидких осадков.

Облака образуются при конденсации водяного пара в поднимающемся воздухе вследствие его охлаждения. Высота их образования зависит от температуры и относительной влажности воздуха.

При достижении им высоты, на которой насыщение станет полным, – уровня конденсации – начинается конденсация и облакообразование.

Облака находятся в постоянном движении и могут состоять из мелких капелек или кристалликов, но чаще они смешанные.

По форме различают три основных вида облаков: перистые, слоистые и кучевые.

Перистые (Cirrus) – облака верхнего яруса (выше 6000 м), полупрозрачные и состоят из мелких ледяных кристалликов. Осадки из них не выпадают.

                              

Слоистые (Stratus) – облака среднего (от 2000 до 6000 м) и нижнего (ниже 2000 м) ярусов. В основном они и дают осадки, обычно длительные, обложные.

                             

Кучевые (Cumulus) облака могут образовываться в нижнем ярусе и достигать очень большой высоты. Часто они имеют вид башен и состоят внизу из капелек, а вверху – из кристалликов. С ними связаны ливни, град, грозы.

                             Кроме трех основных форм облаков образуется много комбинированных. Например, перисто-слоистые, слоисто-кучевые, кучево-дождевые и т.д.

Облачный покров обычно состоит из разных облаков. Степень покрытия неба облаками называют облачностью , которая измеряется в баллах – от 0 до 10. В среднем на Земле половина неба закрыта облаками.

Наибольшая облачность – в областях пониженного давления, т.е. там, где воздух поднимается. Над океаном она больше, чем над сушей, так как там больше влаги.

Абсолютный средний максимум облачности – 9 баллов (над Северной Атлантикой), абсолютный минимум – 0,2 балла (над Антарктидой и тропическими пустынями).

Значение облачного покрова

Облачный покров задерживает солнечную радиацию, идущую к земной поверхности, отражает и рассеивает ее. Одновременно облака задерживают тепловое излучение земной поверхности в атмосферу. Поэтому влияние облачности на климат очень велико.

Атмосферные осадки
При подъеме теплой воздушной массы вверх водяной пар в ней конденсируется, образует мельчайшие капельки и кристаллы, которые, сгущаясь, формируют облака.

При определенных условиях эти капельки и кристаллы начинают укрупняться и достигают такой величины, что восходящие токи и сопротивление воздуха не могут удерживать их на высоте. Они падают или осаждаются на земную поверхность.

Вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на поверхность земли, называется атмосферными осадками .

Осадки различают по физическому состоянию – жидкие (морось, дождь) и твердые(снег, крупа, град) и по характеру выпадения – моросящие , обложные и ливневые .

Морось – жидкие осадки, выпадающие преимущественно из слоистых облаков или густого тумана. Это очень мелкие капельки, диаметр которых определяется сотыми долями миллиметра, они как бы взвешены в воздухе.

Более крупные из них и выпадают на землю в виде мороси или мелкого дождя. Количество осадков при мороси незначительно.При низких температурах осадки, аналогичные мороси, называют мелкими снежинками или снежными зернами .

Во время тумана может наблюдаться изморозь.

Изморозь – это отложение льда на ветвях деревьев, проводах и т.д. при тумане и в результате сублимации водяного пара (переход водяного пара из газообразного в твердое состояние минуя жидкую фазу). Чаще всего изморозь образуется на наветренной стороне предметов, при слабом ветре и температурах -15 ° С и ниже.
Дождь – это жидкие осадки в виде капель диаметром 0,5 мм и более – преобладающая форма атмосферных осадков, которые выпадают преимущественно из слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков.Твердые осадки так же, как и жидкие, довольно разнообразны. Наиболее часто выпадает снег.
Снег – это твердые осадки в виде ледяных кристалликов различной формы, выпадающие из облаков. Он образуется при низких температурах. Снег может выпадать как отдельными по форме снежинками, так и снежинками, склеенными в хлопья, которые образуются обычно при температурах, близких к 0 ° С, что способствует склеиванию снежинок. При этом сохраняется их кристаллическая основа. Один из вариантов снега – снежная крупа. Снежная крупа – твердые осадки, выпадающие из облаков в виде матово-белых снегоподобных ядер неправильной округлой формы размером от 1 до 15 мм. Характерно, что при ударе о твердые предметы ядра снежной крупы отскакивают, а не разламываются. Снежная крупа чаще всего выпадает из кучево-дождевых облаков при температуре 0 ° С. Различают снежную и ледяную крупу.
Град – осадки, выпадающие в теплое время года из мощных, развитых по вертикали кучево-дождевых облаков в виде частичек плотного льда. Градины различны по форме и величине – от 5 мм до 15-20 см. Они формируются в теплую погоду при мощных восходящих токах. Зародившись высоко, ледяной кристалл в процессе падения увеличивается. Выпадение града иногда может дать на земной поверхности покров высотой до 20-30 см. Интенсивный град может уничтожить посевы, в отдельных случаях привести к гибели животных, нанести массу механических повреждений постройкам, транспорту и т.д.

Характер выпадения атмосферных осадков также существенно различается.

Моросящие осадки – это осадки, выпадающие в виде мороси или ее твердых аналогов (снежные зерна, мелкий снег). Чаще всего они внутри массового происхождения.

Обложные осадки – длительные, достаточно равномерной интенсивности осадки в виде дождя, снега или мороси, выпадающие одновременно на значительной площади.

Выпадение обложных осадков непрерывно или с короткими перерывами продолжается несколько часов, иногда значительную часть суток или даже более суток. Выпадают они из слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаков.

Читайте также:  Вид и его критерии - биология

Под ливнем понимают сильный дождь, интенсивность которого, т.е. количество осадков за 1 минуту, не ниже определенного предела. Эти пределы разные.

Например, дождь идет 5 минут с интенсивностью 50 мм осадков в минуту, или 30 минут, а его интенсивность 23 мм/мин, или дождь идет 1 час с интенсивностью 0,20 мм/мин. Все это ливень. Ливневые осадки – это осадки большой интенсивности, но малой продолжительности.

Они выпадают из кучево-дождевых облаков как в жидком, так и в твердом виде (ливневой дождь, ливневой снег и т.д.). Они характеризуются быстрым нарастанием интенсивности в начале выпадения, резкими ее колебаниями и резкими прекращениями.

Сопровождаются быстрыми изменениями облачности, усилениями ветра с порывами и шквалами, нередко грозовыми явлениями.

Распределение осадков на поверхности земного шара происходит очень неравномерно и носит зональный характер.

                    Их количество уменьшается от экватора к полюсам, что обусловлено главным образом температурой воздуха и циркуляцией атмосферы. Кроме того, большую роль в распределении осадков играют также рельеф и морские течения.

Теплые и влажные массы воздуха, встречаясь с горами, поднимаются по их склонам, охлаждаются и дают обильные осадки в предгорных районах. Именно на наветренных склонах гор находятся наиболее влажные области Земли.

Экваториальная зона получает максимальное количество осадков – до 2000 мм в год. На склонах некоторых гор выпадает до 6000-7000 мм, а, например, на склонах вулкана Камерун (Африка) – 10000 мм.

Большое количество осадков в экваториальной зоне обусловлено температурой и влажностью, а также господством восходящих токов воздуха, благоприятствующих образованию облаков.

Между двадцатыми градусами северной и южной широт выпадает почти половина всех осадков Земли.

Между 20 и 40 ° широты обоих полушарий располагаются сухие тропические зоны . Для них характерны прежде всего нисходящие движения воздуха, которые не способствуют возникновению облачности.

В этой зоне располагается большинство пустынь земного шара (Сахара, пустыни Аравии, Западной Австралии и др.).

Особенно бедны осадками западные побережья материков, омываемые холодными течениями, где осадков выпадает ничтожное количество или не выпадает несколько лет подряд (Атакама, Намиб, Марокканская пустыня).

В умеренных широтах количество осадков увеличивается. Здесь средняя годовая сумма осадков около 500 мм, но в зависимости от близости к морю и рельефа изменяется от 100 до 3000 мм.

На некоторых прибрежных хребтах количество осадков достигает 5000 мм (Продольная долина Чили, Южная Америка).

Значительное количество осадков в умеренных широтах северного полушария связано с западным переносом.

В полярных областях количество осадков уменьшается. Это прежде всего обусловлено низкими температурами и нисходящими движениями воздуха. Среднее количество осадков 250-340 мм.

На всей Земле за год выпадает 520 тыс. км 3 осадков.

Из них над океанами – 79% и над сушей – 21%.

Максимальное количество осадков выпадает на Гавайских островах (о. Гавайи, Тихий океан) – 11684 мм/год и в Черапунджи (Индия, предгорье Гималаев) – 11660 мм/год, что обусловлено крупными горными поднятиями на пути влажных воздушных потоков.

Для измерения количества осадков служат дождемер и осадкомер.

Дождемер – это металлическое ведро цилиндрической формы с площадью поперечного сечения 500 см 2 , высотой 40 см, которое устанавливается на деревянном столбе на высоте 2 м.

В ведро сверху вставлена диафрагма, не задерживающая осадки и препятствующая их испарению. Ведро закрыто специальной конусообразной защитой (за щита Нифера).

Собранные за 12 часов осадки сливаются в измерительный стакан с делениями.

Осадкомер системы Третьякова устроен так же, как и дождемер, но с той разницей, что его защита состоит из 16 отдельных пластин, а площадь поперечного сечения ведра равна 200 см 2 .

Источник: http://geografia495.ucoz.ru/index/0-46

Биология в лицее

Абиотические факторы. Влажность

Влажность воздуха — величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли, одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках.

Тропические леса на склонах гор. В год на 1 м2 выпадает до 6 м3 воды. Деревья, поросшие мхом, окутаны туманом, вызванным интенсивным испарением.

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5—2 км упругость пара вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Приспособления растений к условиям избыточного увлажнения. Растения, обитающие в избыточно увлажнённых местах с высокой влажностью воздуха и почвы, имеют для этого специальные приспособления и называются гигрофитами.

Ярко выраженные гигрофиты — травянистые растения и эпифиты влажных тропических лесов, не выносящие понижения влажности воздуха. Даже в разгар сезона дождей мелкие эпифитные папоротники на стволах деревьев теряют тургор и засыхают, если на них в течение 2—3 часов падают солнечные лучи.

Черты гигрофитов имеют травянистые растения тёмнохвойных лесов (кислица, майник двулистный, двулепестник альпийский).

К гигрофитам можно отнести и виды, растущие на открытых и хорошо освещённых местообитаниях, но в условиях избытка почвенной влаги — близ водоёмов, в дельтах рек, в местах выхода грунтовых вод.

В средних широтах примером могут служить прибрежные виды: калужница, дербенник иволистный, а в странах жаркого климата — сыть папирусная, циперус (болотная пальма).

Из культурных растений сюда можно отнести рис, культивируемый на полях, залитых водой.

Калужница болотная растёт в медленно текущей или стоячей воде вдоль речек и ручьёв, в озёрах, на заболоченных участках и по сырым канавам.

Рисовые поля держат затопленными водой. Рис может переносить кислород от листьев до затопленных корней.

Характерные структурные черты гигрофитов — тонкие нежные листовые пластинки с небольшим числом устьиц, не имеющие толстой кутикулы, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей ткани, тонкие слаборазветвлённые корни.

Приспособления растений к условиям засухи. Растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными, называются ксерофитами. Их характерные местообитания — пустыни, степи, саванны, песчаные дюны и сильно прогреваемые склоны.

Особенности морфологии и физиологии ксерофитов позволяют им приспособиться к постоянному или временному недостатку влаги. Для сохранения необходимого количества жидкости в организме растения экономно расходуют воду и обладают рядом приспособлений, позволяющих переносить большие потери жидкости.

Обычно корневая система ксерофитов мощная, хорошо развитая, по массе превышающая надземные части. У некоторых растений встречаются хорошо развитые поверхностные корневые системы, приспособленные к поглощению атмосферных осадков, орошающих верхние горизонты почвы.

Длина корней у саксаула достигает 30 м, что позволяет ему добывать воду глубоких почвенных горизонтов.

Листья ксерофитов мелкие, узкие с толстой кутикулой и большим количеством механических тканей, поэтому даже при большой потере воды они не теряют упругости и тургора.

Клетки листа мелкие, образующие плотную ткань, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность.

К физиологическим адаптациям относится высокая водоудерживающая способность клеток и тканей, обусловленная большой вязкостью цитоплазмы. Это позволяет ксерофитам переносить глубокое обезвоживание тканей (до 75% всего водного запаса) без потери жизнеспособности.

К группе ксерофитов относятся и суккуленты — растения с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань.

Различают листовые и стеблевые суккуленты (надземные части представлены мясистыми стеблями (кактусы, некоторые молочаи).

Длительные засушливые периоды преодолеваются ими путём накопления воды в особых водоносных тканях, экономное расходование обеспечивается восковым налётом на листьях и стеблях, немногочисленными, закрытыми днём устьицами. Таким образом, транспирация у суккулентов чрезвычайно мала.

Корневая система суккулентов поверхностная, мало развитая, рассчитана на поглощение воды из верхних слоёв почвы, увлажнённых редко выпадающими дождями. В засуху корни могут отмирать, но после дождей за несколько дней отрастают новые корни.

Растения-эфемеры — однолетние травянистые растения с очень коротким вегетационным периодом. 

Такие растения характерны для степей, полупустынь и пустынь. Они интенсивно развиваются, цветут и дают плоды во влажный период, обычно приходящимся на весну. В период летней засухи их надземные вегетативные побеги отмирают, и растения продолжают существовать только в виде луковиц или корневищ, находящихся в почве и защищённых от высыхания. 

Приспособления животных, позволяющие переносить недостаток влаги. Наземные животные теряют воду как в процессе метаболизма, так и в процессе испарения с поверхности тела.

Возместить потерю жидкости в организме животное может, получив воду из окружающей среды непосредственно или с пищей, а также в результате обменных процессов. Такая метаболическая вода очень важна, например, в жизни грызунов, населяющих засушливые области — они питаются сухим кормом.

Грызуны, живущие в пустыне, выделяют очень концентрированную мочу и сухой помёт. Земноводные влагу поглощают и теряют через кожу.

Некоторые животные (улитки, земноводные) могут впитывать влагу кожей.

Количество воды, которое животное может временно потерять без особого вреда для организма, для разных видов колеблется. Млекопитающие переносят потерю до 10% от собственного веса. Исключение составляет верблюд, способный переносить потерю 20—30% жидкости, и домовая мышь, выносящая до 30%.

Из приспособлений, связанных с жизнью в пустынях, можно отметить светлый окрас. Для некоторых млекопитающих характерна разная длина передних и задних конечностей, сильное развитие ушных раковин. Жизнь в пустынных районах приурочена к тёмному времени суток, когда жара спадает и животные выходят из своих нор, служащих им защитой от зноя.

Потеря жидкости холоднокровными животными может быть ещё больше — так ящерицы способны терять до 46% воды, от испарения влаги их защищает роговой покров и отсутствие потовых желёз.

Из насекомых рекордсменами по потере влаги можно считать жужелиц.

Исключительно высокие потери влаги переносят обитатели моховых болот — коловратки и тихоходки. Они способны выдерживать потерю 98—99% веса, переходя в состояние покоя с интенсивностью обмена веществ, близкой к нулю. В таком состоянии они могут находиться годами.

Важным фактором для заселения засушливых мест является защита от испарения. У насекомых засушливых районов испарение через покровы не происходит, они регулируют отдачу воды, закрывая дыхальца.

Улитки засушливых мест отличаются чрезвычайно толстой раковиной и светлой окраской, отражающей солнечные лучи. В сухое время года они закупоривают раковину крышечкой из слизи.

 Сухолюбивые виды не используют против испарения никаких особых защитных приспособлений. Саранча испаряет воду через кутикулу.

Пополняет недостаток влаги, поедая сочный растительный корм.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/abioticheskie_faktory_vlazhnost/0-660

Влажность воздуха: абсолютная и относительная. Атмосферные осадки

Вода в атмосфере, ее значение

Вода в атмосфере содержится во всех трех состояниях.

Значение водяного пара и облаков:

1. Отражают и поглощают избыток солнечной радиации

2. Регулируют тепло на поверхности Земли

3. Влияют на погоду и климат

4. Участвуют в круговороте воды

Рис. 1. Процесс испарения и выпадения осадков

Абсолютная и относительная влажность воздуха

Абсолютная влажность воздуха – количество водяного пара в граммах, которое содержится в 1 кубическом метре воздуха.

Рис. 2. Таблица соотношения количества водяного пара при определенной температуре

Насыщенный воздух – воздух, в котором количество испаряющихся молекул водяного пара равно количеству возвратившихся молекул.Из такого воздуха в дальнейшем могут выпадать осадки.

Точка роса – температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы достичь состояния насыщения водяным паром при данном влагосодержании и неизменном давлении, при этом пар переходит в жидкое состояние.

Относительная влажностьотношение количества водяного пара к тому количеству водяного пара, которое воздух может содержать при данной температуре.

Относительная влажность воздуха измеряется в процентах. Например, если относительная влажность воздуха 50%, это значит, что в воздухе содержится половина от того количества пара, которое может содержаться.

Относительная влажность воздуха велика в районе экватора и вблизи крупных водоемов.

Любой воздух содержит хоть какое-нибудь количество водяного пара. Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометра.

Рис. 3. Гигрометр

Облака

Облака – скопление в атмосфере конденсированного водяного пара.Облака содержатся в основном в тропосфере.

По форме облака объединяют в три группы:

1. Кучевые

2. Перистые

3. Слоистые

Рис. 4. Виды облаков

Осадки выпадают в основном из разновидностей кучевых облаков.

Облачность – количество облаков, наблюдаемых в определенном месте.

Транспирация

Транспирация – процесс испарения воды растениями.В процессе транспирации растение обеспечивает себя влагой и минеральными веществами, что необходимо для его существования, также происходит терморегуляция. Процесс ускоряется на свету, в тепле и сухости.

Рис. 5. Транспирация

Прогнозирование предстоящей погоды на основе наблюдений за перистыми облаками

Перистые облака – облака верхнего яруса, образуются они лишь на высотах более 6 километров. Это нежные облака белого цвета, волнистые или нитевидные. Из перистых облаков никогда не выпадают осадки. Но зато именно эти облака могут подсказать вам, что через 12-30 часов небо над вами будет затянуто сплошными тучами (слоисто-дождевыми облаками), которые и принесут с собой дожди.

Как только заметите перистые облака, сразу определите, с какой стороны они появились и в какую сторону продолжают движение.

Если перистые облака надвигаются на вас с юго-запада и продолжают движение на северо-восток, то они обязательно принесут с собой дождь.

Если же перистые облака появляются с запада и движутся на восток, то дождя может и не быть, хотя погода изменится и небо затянется сплошными облаками.

Облачность

Облачность – количество облаков, наблюдаемых в определенном месте.Облачность можно определить на глаз и по 10-балльной шкале.

Список литературы

Основная

1. Начальный курс географии: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.

2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.

3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.

Читайте также:  Космические тела неживой природы - биология

4. География. 6 кл.: конт. карты: М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1.Федеральный институт педагогических измерений (Источник).

2. Русское географическое общество (Источник).

3.Geografia.ru (Источник).

4. Яндекс (Источник). 

5. Википедия (Источник).

6. Школа Юннатов (Источник).

Источник: http://projecteducation.ru/explore/6-klas/item/76-vlazhnost-vozdukha-absolyutnaya-i-otnositelnaya-atmosfernye-osadki

5. Влажность воздуха. Облака. Осадки

Лекция 5. Влажность воздуха. Облака. Осадки.

Влажность воздуха.

      Влажность воздухаэто содержание водяного пара в воздухе. Оно в значительной степени зависит от того, сколько воды испаряется с земной поверхности в данных климатических условиях (температуры приземных слоев воздуха, скорости ветра, области формирования воздушных масс, господствующие воздушные течения).

      С водяным паром в атмосфере, с его переходами из газообразного состояния в жидкое и твердое, связаны важнейшие процессы погоды и особенности климата. Содержание водяного пара  в воздухе существенно влияет на тепловые условия в приземном слое. Водяной пар сильно поглощает инфракрасную радиацию, излучаемую Землей, и сам ее излучает в обратном направлении.

Это уменьшает ночное охлаждение нижних слоев воздуха. На испарение воды с поверхности затрачивается большое количество тепла, а при конденсации водяного пара в атмосфере это тепло выделяется в воздух. Облака, образующиеся в процессе конденсации, отражают и поглощают солнечную радиацию. Осадки, выпадающие из облаков, являются важным элементом погоды и климата.

  

     Влажность воздуха оказывает большое влияние на растения. Высокий дефицит насыщения пара вызывает резкое усиление испарения с поверхности почвы и транспирацию растений.

Длительное действие на растения воздуха с относительной влажностью менее 30% вызывает усыхание листьев, что ведет к потерям урожая.

Повышенная влажность воздуха вызывает развитие болезней сельскохозяйственных культур, например, фитофторы картофеля, томатов, белой гнили подсолнечника, ржавчины зерновых культур и др.

      Влажность воздуха характеризуется следующими величинами:

·         Абсолютная влажность () – количество граммов водяного пара в 1 м3 воздуха, выраженное в г/м3.

·         Упругость водяного пара или парциальное давление       ( е ) – давление, которое имел бы этот пар, если бы он один занимал объем, равный объему воздуха при данной температуре. Выражается в гектопаскалях (гПа). До 1980 г.

– в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах (1 гПа = 1 мб = 0,75 мм). Чем теплее воздух, тем больше водяного пара он может содержать и тем больше в нем упругость водяного пара.

У земной поверхности она изменяется от сотых долей мб при очень низких температурах (в Антарктиде, Якутии) до 35 мб (у экватора).     

·          Максимальная упругость водяного пара или упругость насыщения ( Е ) – максимально возможная при данной температуре упругость водяного пара в мм или мб или, проще, максимальное количество воды в виде пара в граммах, которое может содержаться в воздухе при этой температуре. Величина Е существенно увеличивается с ростом температуры. Ее значение при разных температурах можно найти в Психрометрических таблицах (1963) или в таблице «Максимальная упру-гость водяного пара» (в разделе «Метеорологические приборы»).

·         Относительная влажность ( r ) – отношение упругости водяного пара ( е ), которое содержится в воздухе, к максимальной упругости ( Е ) при определенной температуре воздуха, выражается в % :

r = (е : E) ´ 100%.

     Величина относительной влажности применяется для оценки благоприятности условий произрастания культур. При одинаковом парциальном давлении пара, например 12 гПа, при  температуре воздуха 10оС относительная влажность воздуха будет 98%, а при t = 30оС – только 28%. Наоборот, при уменьшении температуры относительная влажность увеличивается.

      Дефицит влажности или недостаток насыщения ( d ) – это разность между упругостью насыщения ( Е ) при данной температуре воздуха и фактической упругостью ( е ):

d = Е – е,  гПа (мм, мб).

      Дефицит насыщения комплексно характеризует условия температуры и влажности воздуха, так как Е зависит от температуры, а  е – от содержания в воздухе водяного пара.

     Точка росытакая температура, при которой воздух становится насыщенным или температура, до которой надо охладить воздух, чтобы он стал насыщенным водяным паром.

Точку росы можно найти по специальной таблице “Максимальная упругость водяного пара”, зная упругость водяного пара.

Так как в момент точки росы водяной пар достигает насыщения, е = Е, то по значению “e” можно найти соответствующую температуру, которая и будет точкой росы.

Облака.

      Облака являются источником осадков, уменьшают солнечную радиацию, поэтому существенно влияют на растения и животных. Наблюдения за облаками позволяет прогнозировать изменения погоды  и уточнять прогнозы для местных условий.

Водяной пар конденсируется или сублимируется в атмосфере и образует облака, состоящие преимущественно из мельчайших капель воды, ледяных кристаллов и их смеси.

Малый их размер определяет скорость падения, равную долям сантиметра в секунду, уравновешивается восходящими движениями воздуха и длительное время остаются взвешенными.

Облака переносятся воздушными течениями, испаряются при уменьшении относительной влажности в воздухе. В определенных условиях капли облаков укрупняются, утяжеляются и начинают выпадать в виде осадков.

      Существование облаков может продолжаться до десятков минут. Это значит, что капли облака испарились. Облака не являются неизменными образованиями, состоящими из одних и тех же частиц, они постоянно находятся в состоянии формирования и исчезновения. Длительно существует процесс конденсации и испарения, а облако является видимой частью общей массы воды, участвующей в этом процессе.

     По своему строению облака могут быть водяные, смешанные и ледяные.

Водяные (капельные) облака состоят только из капель, могут существовать при температурах ниже нуля (до –10оС), когда капли находятся в переохлажденном состоянии.

Смешанные облака содержат смесь капель и ледяных кристаллов при умеренных отрицательных температурах. Ледяные (кристаллические) облака состоят только из ледяных кристаллов при низких температурах (ниже –30оС).

      Содержание воды в облаках невелико, несмотря на наличие сотен капель в кубическом сантиметре, так как размер их мал. В водяном облаке содержится от 0,2 до 5 г воды на м3 воздуха, а в кристаллическом – сотые и тысячные доли грамма.

      Облака имеют разнообразные формы, могут их менять под воздействием атмосферных процессов. В результате много-летних наблюдений на Земном шаре создана международная классификация облаков по их внешнему виду и высоте расположения. По этой классификации они делятся на 4 семейства и 10 родов (форм):

     1. Облака верхнего яруса (в полярных широтах распространены на высоте от 3 до 8 км, в умеренных – от 5 до 13 км, в тропических – от 6 до 18 км):

1) перистые – Cirrus (сокращенное обозначение – Ci),

               2) перисто-кучевые – Cirrocumulus (Cc),

               3) перисто-слоистые – Cirrostratus (Cs).

     2. Облака среднего яруса (в полярных широтах – от 2 до 4 км, в умеренных – от 2 до 7 км, в тропических – от 2 до 8 км):

               4) высококучевые –  Altokumulus (Ac),

               5) высоко-слоистые – Altostratus (As).

     3. Облака нижнего яруса (во всех широтах – до высоты 2 км):

               6) слоистые – Stratus (St),

               7) слоисто-кучевые – Stratocumulus (Sc),

               8) слоисто-дождевые – Nimbostratus (Ns).

     4. Облака вертикального развития. Высота от 0,5 до 6 и более км:

               9) кучевые – Cumulus (Cu),

             10) кучево-дождевые – Cumulonimbus (Cb).

    Формы облаков подразделяются на виды и разновидности по внешнему виду, условиям образования, окраске, характеру выпадения осадков, оптическим явлениям, плотности. Определяют их по Атласу облаков.

     Облака верхнего яруса расположены в тропосфере, состоят из ледяных кристаллов, белые, полупрозрачные, почти не затеняют солнечный свет. Перистые облака выглядят как отдельные нити, гряды или полосы волокнистой структуры.

Перисто-кучевые представляют собой гряды или пласты с ясно выраженной структурой из мелких хлопьев, шариков, завитков, барашков, часто похожи на рябь на поверхности воды. Перисто-слоистые облака имеют вид прозрачной белесоватой вуали, закрывающей небо, иногда в них различается волокнистая структура.

Эти облака часто дают оптические явления – “гало” – светлые круги вокруг дисков луны и солнца или светлые дуги. Такие явления создаются при преломлении света в ледяных кристаллах и отражении света от их граней.

     В среднем ярусе высококучевые облака белого, серого цвета,  выглядят как пласты или гряды, состоящие из плоских валов, дисков, пластин, часто расположенных рядами. Они тонкие, но солнце затеняют.

Высокослоистые облака, находясь в среднем ярусе, могут проникать в верхний ярус, вертикальная их мощность достигает нескольких километров. Они закрывают небо целиком или частично молочно-серым покровом, сквозь который видны размытые диски светил.

Это типичные смешанные облака, дающие зимой мелкий снег, а летом осадки испаряются, не достигая земли.

     Слоистые облака нижнего яруса самые низкие, на равнине могут быть всего в нескольких десятках метров над землей.

Они однородного серого цвета, летом – капельного строения, дают морось, зимой при низких отрицательных температурах из них могут выпадать ледяные иглы, снежные зерна, мелкий снег.

Слоисто-кучевые облака имеют вид серых, беловатых гряд или слоев из дисков, валов, с более темными участками. Чаще всего облака состоят из мелких однородных капель, переохлажденных при отрицательных температурах, не дают осадков.

Слоисто-дождевые облака имеют общее происхождение с высокослоистыми, но имеют более мощный слой в несколько километров от нижнего в средний и даже – в верхний ярус. Внизу они содержат капли и снежинки, поэтому цвет их серый, выпадает обложной дождь или снег.

     Кучевые облака расположены в нижнем и среднем ярусах, плотные, с резко очерченными краями, в виде холмов, куполов, башен белого цвета на солнце. Основания их темные, часто горизонтальные. Они состоят только из капель, осадков не дают. Кучево-дождевые (грозовые, ливневые) облака являются следующей стадией развития кучевых.

Это мощные массы, сильно развитые по вертикали от нижнего до верхнего яруса, в виде гор и башен с приплюснутыми вершинами (формы наковален). Облака вверху состоят из кристаллов льда, внизу – из кристаллов и капель, дают осадки ливневого характера летом, часто – с градом, грозовыми явлениями, а зимой – сильный густой снег, крупу.

Под основанием кучево-дождевых облаков часто наблюдаются скопления разорванных слоистых или кучевых облаков.

     При наблюдениях на метеорологических станциях определяют форму облаков, высоту нижней границы, облачность – степень покрытия неба облаками в баллах от 0 до 10 (если покрыто облаками 75% неба – облачность составляет 7,5 балла).

Осадки.

     Источником осадков является водяной пар атмосферы, который при конденсации образует облака.

Выпадение осадков из облаков происходит при укрупнении капель воды или кристаллов льда до размеров, при которых они уже не могут оставаться во взвешенном состоянии и начинают падать.

Рост капель происходит преимущественно за счет слияния крупных с мелкими при столкновении. В холодном климате, когда в облаках находятся и капли воды, и кристаллы льда, рост кристаллов происходит за счет испарения капель воды.

     Атмосферные осадки подразделяются по характеру выпадения на: обложные, ливневые и моросящие. Различают: жидкие, твердые и смешанные осадки.

      Обложной дождь выпадает в основном из слоисто-дождевых облаков длительное время непрерывно или с  небольшими перерывами и охватывает большую территорию.  

      Ливневой дождь выпадает из кучево-дождевых облаков за короткое время на небольшой территории и сопровождается часто сильным ветром. Интенсивность ливня ( а ) определяется высотой слоя  осадков (h, мм), выпавших за промежуток времени (t, мин): 

                                   а = h : t, мм/мин.

       Морось – осадки, состоящие из очень мелких капель, не образующих кругов при падении на водную поверхность, выпадают из плотных слоистых облаков.

     Смешанные осадки – это мокрый снег с дождем.

     Твердые осадки: снег, снежная крупа, снежные зерна, ледяной дождь, град. Обложной снег выпадает из слоисто-дождевых облаков, другие – из кучево-дождевых облаков.                                                             

     Снег, выпавший при отрицательных температурах, образует на земной поверхности снежный покров. Наличие его и продолжительность залегания зависят от широты местности. На Крайнем Севере снежный покров лежит до 10 месяцев, в Средней Азии устойчивого снежного покрова не бывает.

     Состояние снежного покрова характеризуется его высотой, плотностью и залеганием. Высота обусловлена количеством выпавшего снега и может быть более 2 м (Камчатка, Сахалин). В Центральных и Северных районах России, в Европе – 0,5…0,6 м.

Плотность снежного покрова – это отношение массы снега к его объему. Свежевыпавший снег имеет плотность 0,01 г/см3, слежавшийся и тающий – до 0,6 г/см3. Залегание снежного покрова зависит от рельефа местности, вида поверхности, скорости ветра.

Эти факторы определяют неравномерность залегания: высокие сугробы и оголенные поверхности.

    Снежный покров обладает большим альбедо  (отражает до   95% солнечной радиации сразу после выпадения и до 35% – в загрязненном состоянии), малой теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности увеличивается прямо пропорционально плотности и при средних ее значениях (0,2 г/см3) составляет 0,126 – 0,251 Вт/м на градус. Эта величина в 10 раз меньше, чем у почв.

     Снежный покров имеет большое значение для сельского хозяйства.

Он является источником запасов воды в почве, необходимых для растений, защищает от вымерзания озимые и многолетние травы, корневую систему плодовых и ягодных культур.

Например, при температуре воздуха -30 градусов и высоте снежного покрова 10 см температура почвы на глубине 3 см (где расположен узел кущения озимых) равна -16о, а при высоте снега 40 см – до -9оС.

      Для увеличения высоты снежного покрова используют приемы снегозадержания путем устройства кулис из высоко-стебельных растений, оставляемых на зиму (кукуруза, подсол-нечник), сохраняют стерню, создают лесные полосы, снежные валы и др. Эти приемы позволяют снизить скорость ветра и способствуют оседанию снега на поверхности почвы, а не сдуванию его.

Источник: https://studizba.com/lectures/33-nauki-o-zemle/588-agrometeorologiya/11001-5-vlazhnost-vozduha-oblaka-osadki.html

Ссылка на основную публикацию