limita conținutului de vapori de apă în aer la o temperatură dată. Cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât mai multe vapori de apă pot conține (Figura 14). Umiditatea relativă (r) - raportul dintre umiditatea absolută și conținutul maxim de umiditate, exprimat ca procent
Deficitul de umiditate D - lipsa de saturație la o temperatură dată
Punctul de rouă este temperatura la care vaporii de apă conținuți în aer îl saturează.
Distribuția umidității aerului în apropierea suprafeței pământului este în principal zonală. Umiditatea absolută scade de la ecuator la polii de la 18-20 până la 1-2 mm. Umiditatea relativă este schimbat cu o schimbare relativ mică latitudine: latitudinile 0-10 ° a fost de 85% la 30-40 ° latitudinile de 70%, la latitudini 60-70 ° 80%. Cea mai mare umiditate relativă anuală (90%) este observată la gura Amazonului, cea mai mică (28%) din Khartoum.
Evaporarea și condensarea vaporilor de apă. Apa intră în atmosferă ca rezultat al procesului de evaporare, care continuă până când aerul este saturat cu vapori de apă. Rata de evaporare depinde de deficitul de umiditate și de viteza vântului. Această dependență este exprimată de legea lui Dalton
unde f (u) este o funcție care depinde de viteza vântului. Valoarea sa, potrivit diferitor cercetători, este în intervalul de la 0,5 la 1.
În absența unei umidități suficiente la suprafață, evaporarea nu poate fi mare, chiar și la temperaturi ridicate și deficiență de umiditate ridicată. Prin urmare, se disting evaporarea și evaporarea, adică evaporarea posibilă. Deasupra suprafeței apei, evaporarea și evaporarea coincid.
In aer saturat cu vapori de apă, prin scăderea temperaturii până la punctul de rouă sau crește cantitatea de condensare a vaporilor de apă are loc, iar la temperaturi sub 0 ° sublimare.
Formarea picăturilor în timpul condensării în atmosferă (sau cristalite în timpul sublimării) are loc pe particule numite nuclee de condensare. Dacă picatura apare fără un nucleu, atunci se pare că este instabilă: moleculele care au format-o imediat zboară. Rolul nucleului de condensare constă în faptul că, datorită higroscopicității sale, crește stabilitatea picăturii formate. Dacă nu există nuclei de condensare în aer, picăturile nu s-ar putea forma nici măcar cu o fermitate mare. Nucleele importante de condensare sunt particule de săruri solubile higroscopice, în special sarea marină. Ei intră în aer când se ridică marea și se stropeste apa de mare. In plus, nucleul higroscopic în atmosferă prin pulverizarea solului, iar combustia descompunerii organice (azotic și acid sulfuric, sulfat de amoniu, etc.). Condensarea nucleelor are, de obicei, dimensiuni de ordinul zecilor și sute de microni.
Când aerul este răcit de suprafața de dedesubt a punctului de rouă, se depun pe suprafața diferitelor produse de condensare ale: rouă, îngheț, gheață, etc. În timp ce suprafața de răcire este format ca urmare a radiației de rouă, și la temperaturi sub 0 ° - ger (cristale de gheață) .. În cazul precipitării picăturilor supraîncălzite de ploaie sau ceață, se formează gheață pe o suprafață rece sub 0 °, un strat continuu de gheață densă.
Acumularea de produse de condensare (sau sublimații) în straturile de suprafață ale aerului se numește ceață sau ceață. Ceață și ceață diferă în mărimea picăturilor și determină un grad diferit de scădere a vizibilității: cu vizibilitatea ceață de 1 km sau mai puțin, cu ceață - mai mult de 1 km.
Cu temperaturi pozitive și scăzute, ceața este formată din picături. La temperaturi de aproximativ -10 °, împreună cu picăturile, apar cristale. La temperaturi foarte scăzute, ceața constă în întregime din cristale.
Dacă condensul de vapori de apă are loc la o anumită înălțime deasupra suprafeței, se formează nori. Din ceață diferă în funcție de poziția lor în atmosferă, structura lor fizică și varietatea de forme. Nori pot apărea, de asemenea, din ceață în creștere.
Nori. Faza norilor de apă sunt împărțite în trei clase: apă, constând numai din picături, gheață, constând numai din cristale de gheață și se amestecă, constând dintr-un amestec de picături suprarăcite și cristale de gheață.
Clasificarea internațională modernă a norii se bazează pe separarea lor în înălțime și aspect. Înălțimea se deosebește de norii de la nivelul superior (de la 3 la 18 km), de mijloc (de la 2 la 8 km), de nivelul inferior (până la 2 km). În aparență, se disting nori plini, stratificați, cumuluși, ploi și combinațiile lor.
Diferențele fizice și externe ale norii sunt explicate prin originea lor. Pe această bază, norii pot fi împărțiți în trei tipuri principale: convecție, alunecare ondulată și ascendentă.
Formarea de nori de primul tip are loc cu convecție foarte dezvoltată și răcirea puternică adiabatică a aerului asociat cu aceasta. Deci există nori cumulus și cumulonimbus.
Cu o creștere scăzută turbulentă a vaporilor de apă și răcirea adiabatică, se formează nori stratificați și stratus cumulus. Ele au o structură ondulată datorită diferitelor condiții de ascensiune turbulentă.
Nori de alunecare ascendentă apar pe fronturi. Sunt sisteme de nor uriașe, întinse de-a lungul frontului de mii de kilometri și lățime într-o suită de kilometri interesante. Acestea se formează atunci când se târăsc aer cald printr-o pană rece, răcirea adiabatică și condensarea vaporilor de apă. Partea cea mai puternică a acestui sistem, în apropierea liniei frontale, este un nor de ploaie stratificat de mai multe kilometri grosime. Mai departe din față, norii se transformă în straturi mai puțin puternice, chiar mai departe în circrostrat (Figura 15).
Gradul de acoperire a cerului cu nori este numit nor. Se măsoară în zecimi de acoperire a cerului sau ca procent. În cursul zilnic de acoperire a norului deasupra pământului, se detectează două maxime: dimineața devreme și după-amiaza. Deasupra mării, acoperirea maximă a norului este pe timp de noapte, cel puțin o zi. Cursul anual de acoperire a norului este variat. La latitudini scăzute, nu se modifică semnificativ în cursul anului. La latitudinile medii, maximul de vară al norului este observat pe continente, iar în latitudini mari - peste mare.
Media norului anual în zecimi de acoperire a cerului prin nori pentru întregul Pământ este de 5,4, peste pământ 4,9, peste mare 5.8. Nivelul noros mediu anual a fost înregistrat în Aswan (0,5), maximul - în Marea Albă (9,0).
Norii joacă un rol foarte important în pachetul geografic al vieții: ei transporta umiditate, acestea sunt asociate cu precipitații, de nori reflecta și risipește radiația solară și, în același timp, radiația termică a suprafeței Pământului prin ajustarea temperaturii straturilor inferioare de aer; fără nori, fluctuațiile temperaturii aerului ar deveni foarte dure.
O importanță deosebită pentru prognoza meteorologică este studiul sistemelor de nori din mari părți ale continentelor, care au devenit posibile din cauza imaginilor spațiului de la sateliții Pământului artificial (a se vedea figura 34).
Precipitații care cad din nori. În anumite condiții, precipitațiile cade din nori, adică picături sau cristale atât de mari încât nu mai pot fi ținute în atmosferă într-o stare suspendată. Din precipitații cele mai frecvente
ploaie și zăpadă, mai puține deseuri, crupi și grindină. Ploaia constă în picături cu diametrul de 0,5-8 mm. Dacă dimensiunea este mai mare, picăturile se sparg atunci când sunt scoase. Difuzorul constă din picături foarte mici, cu un diametru de aproximativ 0,5-0,05 mm. Zăpada constă din cristale de gheață complexe (fulgi de zăpadă), ale căror forme sunt foarte diverse. Forma predominantă este asteriscurile hexagonale cu diferite forfturi, formate în timpul sublimării vaporilor de apă. Crupe sunt nucleoli rotunzi, cu un diametru de 1 mm sau mai mare; se formează când fulgii de zăpadă se întâlnesc cu picăturile super-răcite în timpul coborârii lor. Grindina constă din bucăți de gheață (grindină), care variază de la un mazăre la 8 cm și uneori mai mult, reprezentând straturi transparente și tulbure de gheață. Aspectul și mărimea grindinilor se explică prin faptul că se repetă în mod repetat în sus și în jos, mărirea dimensiunii lor prin coliziune cu picăturile super-răcite. În curenții descendenți, ei coboară în straturi cu temperaturi pozitive, unde sunt subțiate de sus; apoi se ridică din nou și se îngheață de la suprafață și așa mai departe.
Ploaia și zăpada cade în principal din nori de alunecare ascendentă și convecție. Din norii de alunecare ascendentă, precipitațiile pe termen lung cade pe suprafețe mari. Acestea sunt cele mai frecvente în latitudinile temperate. Din norii de convecție ploaia cade precipitat, intens, dar de scurtă durată.
Stratul și norii de cumul stratificat pot precipita sedimentele în derivă. Din ploaia stratificată și norii cumulonimbus la temperaturi scăzute, crupa cade. De la nori cumulonimbus în timpul furtunilor și, de regulă, împreună cu un duș de ploaie, grindina poate cădea.
Pentru a forma precipitații, este necesar să se mărească picăturile sau cristalele astfel încât să poată depăși curenții în creștere și rezistența la aer. Extinderea apare în principal prin evaporarea unor elemente ale norului, transportul difuz al vaporilor formați și condensarea acestora pe alte elemente. Într-o măsură mai mică, extinderea are loc ca urmare a fuziunii picăturilor și a coeziunii cristalelor.
Dacă în norul de apă sunt prezente picături de dimensiuni diferite, transportul difuz de vapori de apă către picături mai mari și are loc o creștere a acestora. Acest lucru se datorează faptului că elasticitatea vaporilor de saturație peste picăturile mici este întotdeauna mai mare decât în cazul celor mari. Elasticitatea diferită depinde de rapoartele diferite de la suprafață la volum. Suprafața evaporării pe o cădere superficială este mai mare față de volumul său decât suprafața evaporării pe o cădere mare.
Îmbinarea picăturilor este împiedicată de un film de aer pe suprafața lor. Cu toate acestea, cu mișcări rapide turbulente, în special în nori de dezvoltare verticală, picăturile se ciocnesc și se îmbină. De asemenea, fuzionarea picăturilor are loc, spre deosebire de acuzațiile lor.
Particulele de nori, ceți și sedimente sunt adesea încărcate electric. În special încărcăturile electrice puternice au nori cumulonimbus care conțin picături mari. În nori există o separare a încărcărilor: o parte din nor are o încărcătură pozitivă, cealaltă parte - una negativă. Aceasta duce la valori uriașe ale intensității câmpului electric al atmosferei în nori și între nori și pământ. Tensiunea este îndepărtată de descărcările electrice, care se numesc trăsnet.
Cauzele electrificării norilor și precipitațiilor nu sunt suficient de clare. Unul dintre motive este captarea de picături și cristale de ioni, în special în cazul precipitațiilor.
Pentru regimul anual de precipitații în latitudinile ecuatoriale se disting două perioade ploioase (după echinocțiuri), separate de două perioade uscate. Spre perioadele umede din perioada tropicală și aproape de tropice se îmbină într-o perioadă plină de ploi, care durează 4 luni pe an. Lățimile subtropicale au, de asemenea, o perioadă ploioasă, care apare în timpul iernii. În latitudinile temperate, precipitațiile de iarnă predomină peste mare, precipitațiile de vară predomină asupra pământului. Precipitațiile de vară sunt tipice latitudinilor polare. Distribuția precipitațiilor pe suprafața pământului este prezentată în Fig. 16.
Precipitațiile anuale medii anuale scad în Cherrapunji (India) - aproximativ 12 000 mm. Cea mai mare precipitare anuală a atins aproape 23 000 mm, iar maximul zilnic a fost mai mare de 1000 mm. În părțile interioare ale continentelor și pe coastele vestică în latitudini subtropicale, ploile nu scapă în unele locuri de mai mulți ani.
Precipitarea, atârnând pe suprafața pământului sub formă de zăpadă, la o temperatură suficient de scăzută, formează un strat de zăpadă. Înălțimea capacului de zăpadă în latitudini temperate este de obicei de 30-50 cm; în munți se poate ajunge la mai mulți metri. Capacul de zăpadă protejează solul de îngheț adânc.
Având un albedo mare și o radiație mare, capacul de zăpadă ajută la scăderea temperaturii straturilor de suprafață a aerului. În regiunile polare și montane înalte, stratul de zăpadă se află în mod constant. În latitudinile temperate, durata apariției acestuia variază foarte mult, în funcție de condițiile climatice.