Наземные гидрометеоры, условия их образования

Это осадки в виде капелек, кристаллов или аморфных на вид атмосферных отложений льда, возникающие на земной поверхности и на поверхности наземных предметов путем конденсации или кристаллизации на них водяного пара. Это роса, жидкий налет, иней, твердый налет, изморось. Сюда же относят гололед.

Наиболее распространенным видом наземных гидрометеоров является роса (рисунок 39). Росой называются мельчайшие капли воды, образовавшиеся в процессе конденсации на земной поверхности, особенно на траве, а так же на горизонтальных поверхностях предметов, вечером и ночью в теплое время года. Роса возникает на самой поверхности предметов при отсутствии тумана в нижних слоях воздуха (рисунок 42). На листьях с несмачиваемой поверхностью (например, ландыша) капли росы сливаются между собой в более крупные.

Причина выделения росы состоит в том, что поверхность почвы и особенно растительности (трава, листья) охлаждается путем ночного излучения) до точки росы. Поэтому и воздух, непосредственно соприкасающийся с такой поверхностью, охлаждается. Если температура его падает ниже точки росы, то происходит выделение жидкой воды на поверхности. Понятно, что условием, необходимым для выделения росы, является ясная и тихая погода, при которой ночное излучение особенно велико. Обильная роса может дать 0,1-0,5 мм/ночь, в тропиках 3 мм/ночь.

По наблюдениям в Англии, роса в равнинной местности может дать за год 10-30 мм осадков. Близкие к этому значения – в среднем за год 10 мм – получены для Средней Европы. В Южной части Африки роса может дать свыше 40 мм в год. В теплых и влажных тропических областях, где влагосодержание воздуха велико, роса может быть обильной и может стекать с деревьев и крыш.

Жидким налетом называется пленка воды, возникающая на холодных, преимущественно вертикальных, поверхностях в пасмурную и ветреную погоду. Причина осаждения состоит уже не в ночном излучении, а в адвекции сравнительно теплого и влажного воздуха после холодной погоды. Поверхности, о которых идет речь (стены, заборы, стволы деревьев), охлаждены во время предшествующей холодной погоды. Соприкасаясь с ними, влажный воздух охлаждается, и часть водяного пара, содержащегося в нем, конденсируется. Понятно, что этот процесс происходит преимущественно на наветренных поверхностях, которые при этом покрываются мельчайшими каплями (запотевают).

Хорошо известен еще искусственный вид подобного налета: в отапливаемых жилых помещениях в холодное время года, таким образом, часто запотевают изнутри оконные стекла.

Инеем называют ледяные кристаллы различной формы, длиной порядка нескольких миллиметров, возникающие на траве, почве и различных горизонтальных поверхностях при таких же условиях, как и роса, но только при отрицательных температурах подстилающей поверхности (рисунок 43). Водяной пар из воздуха, непосредственно соприкасающегося с холодной поверхностью, сублимируется на ней в виде кристаллов. Иней возникает и на поверхности снежного покрова.

Твердый налет возникает на вертикальных поверхностях, особенно каменных (стены, цоколи зданий), с наветренной стороны при таких же условиях, как жидкий налет, но при температурах ниже нуля. Следовательно, его образование связано с притоком теплого влажного воздуха (часто при тумане), причем температура все же остается отрицательной. В отдельных случаях потепление может сопровождаться оттепелью, но поверхность, на которой возникает налет, должна сохранять отрицательную температуру. Твердый налет чаще всего образуется в виде мелких кристалликов густо и плотно сидящих на поверхности, но он может образоваться и в виде тонкого слоя гладкого прозрачного льда.

Изморозью называют рыхлые белые кристаллы, нарастающие на ветвях деревьев, на хвое, проводах, проволочных изгородях и других тонких предметах (рисунок 44). Это кристаллы образуют длинные, легко осыпающиеся нити. Изморозь нарастает при значительных морозах и, как правило, при тумане. Переохлажденные капли тумана, замерзшие при соприкосновении с предметами, дают начало дальнейшему образованию кристаллов. Нарастание изморози происходит преимущественно с наветренной стороны предметов. Достаточно сильный ветер легко сдувает возникшую изморозь. Осаждение изморози может быть очень значительным, особенно в горных лесах. Изморозь часто называют инеем. Между тем это два совершенно разных явления и по условия образования, и по форме.

Явления, подобные твердому налету, инею и изморози, могут наблюдаться и в искусственно созданных условиях: на оконных стеклах (морозные), на стенах и потолках в плохо отапливаемых жилых помещениях, погребах, складах, а также в пещерах.

Образование слоя плотного льда на земной поверхности и на предметах в результате намерзания капель переохлажденного дождя, мороси или обильного тумана называется гололедом. Гололед, таким образом, не выделяется из воздуха путем непосредственной сублимации на наземных предметах, как рассмотренные выше виды твердых гидрометеоров. Для его образования необходимо выпадения переохлажденных капель, возникших в атмосфере.