Совет 1: Из чего состоят облака

Сегодня известно, что облака покрывают порядка 40% поверхности земного шара и являются вместилищем огромных масс воды, при этом 2/3 всего облачного покрова существует в области низких температур. Знание процессов, ведущих к образованию облачности и, как следствие, выпадению осадков важны не только для метеорологов. Облачность влияет на радиосвязь, радиолокацию, авиацию, гидро- и агротехнику и даже на космонавтику. Все это привело к тому, что в сороковых годах прошлого столетия физика облаков стала самостоятельной наукой.
Ученые традиционно делят облака на теплые и холодные, т.е. существующие при положительных и при отрицательных температурах. Теплые облака подобны туманам и состоят из микроскопических капель воды. Что касается холодных облаков, то, согласно традиционным представлениям, они могут содержать переохлажденные капли воды, ледяные кристаллы или и первое, и второе одновременно, т.е. являться смешанными по фазе.

В теории, при появлении в капельном облаке кристаллов льда, мгновенно начинается процесс Бержерона-Финдайзена, характеризующийся переконденсаций или фазовой перегонкой. Проще говоря, происходит конденсация пара в лед. Из этого следует, что двухфазное облако существовать долго не способно. В считанные минуты оно переходит в устойчивое кристаллическое состояние. Однако исследования выдающегося ученого А.М. Боровикова, показали, что в природных условиях смешанные и капельные холодные облака встречаются чаще и существуют гораздо дольше, чем это предсказывает теория, или показывает лабораторная практика.

В условиях средней полосы наиболее частыми и устойчивыми являются слоистые облака. Они же дают и наибольшее количество осадков. Современные исследования показали, что практически все холодные облака являются смешанными, т.е. содержат одновременно и капли переохлажденной воды и ледяные кристаллы.

По структуре они делятся на 3 базовых типа. К первому структурному типу относятся холодные облака, традиционно считающиеся водяными. Исследования показали, что они содержат ледяные кристаллы, не различимые обычными методами – их размеры менее 20 мкм. Два других типа облаков называются льдосодержащими. Один из типов характеризуется наличием относительно крупных ледяных кристаллов, размеры которых превышают 200 мкм. Обычно это полупрозрачные облачные структуры, расположенные на большой высоте и не всегда заметные с земли.

Другой тип льдосодержащих облаков характеризуется наличием льдинок, размеры которых менее 20 мкм. Это плотные, непрозрачные структуры, по виду мало отличающиеся от холодных водяных и теплых облаков. Именно они чаще всего приносят осадки в виде снега или дождя, в зависимости от температуры околоземного воздушного слоя.

Наличие жидких переохлажденных капель при температурах ниже -40оС, объясняется тем, что в реальных облачных структурах вода изменяет свои физико-химические свойства. Летучесть воды, по сравнению с обычными условиями, увеличивается в 5 раз. Такая вода испаряется и конденсируется значительно быстрее обычной.

Совет 2: Из чего состоит атмосфера

Атмосфера Земли — это газовая оболочка, окружающая планету. Она состоит из нескольких слоев, для каждого из которых характерны определенные температурные и иные условия. Ее внутренняя поверхность граничит с гидросферой и корой, а внешняя — с околоземной частью космического пространства.
Инструкция
1
В нижней части атмосферы, которую называют тропосферой, сосредоточено около 4/5 всей массы воздуха, состоящего из азота (78%), кислорода (21%), аргона (менее 1%) и углекислого газа (0,03%). Другие газы, такие как гелий, водород, неон, озон и криптон, составляют тысячные доли процента.
2
Высота тропосферы - около 10-15 км, температура здесь падает в среднем на 0,6°С каждые 100 м. В этом слое находится практически весь водяной пар, и образуются почти все облака. Турбулентность сильнее всего развита вблизи земной поверхности, а также в струйных течениях верхней части тропосферы.
3
Давление воздуха на верхней границе тропосферы в 5-8 раз меньше, чем на нижней. В этом слое проходят процессы, имеющие решающее значение для формирования климата и погоды на земной поверхности. Над разными широтами высота тропосферы неодинакова, над экватором — около 15 км, над полюсами — до 9 км, а в умеренных широтах — 10-12 км.
4
Стратосфера находится над тропосферой, переходный слой между ними называют тропопаузой. Стратосфера простирается до 50-55 км над поверхностью Земли, температура здесь растет вместе с высотой. В данном слое ничтожно мало водяного пара, но на высоте 20-25 км иногда наблюдаются перламутровые облака, состоящие из переохлажденных водяных капель. Здесь содержится атмосферный озон, а рост температуры объясняется его поглощением солнечной радиации.
5
Над стратосферой располагается слой мезосферы, он простирается примерно до 80 км. В нем температура падает с высотой до нескольких десятков градусов ниже нуля, вследствие чего сильно развита турбулентность. На верхней границе этого слоя давление воздуха в 200 раз меньше, чем на поверхности Земли.
6
В тропосфере, стратосфере и мезосфере сосредоточено около 99,5 % всей массы воздуха, в верхних слоях находится лишь ничтожное его количество. Выше мезосферы расположена термосфера, для которой характерны очень высокие температуры. Ее разделяют на два слоя: ионосферу, которая простирается до высот порядка тысячи километров, и экзосферу, переходящую в земную корону.
7
В ионосфере содержание ионов во много раз больше, чем в нижележащих слоях, они представляют собой заряженные атомы кислорода и молекулы окиси азота, присутствуют также свободные электроны. Температура здесь очень высока, на расстоянии около 800 км от поверхности Земли она достигает 1000°С.
8
Экзосфера заканчивается вместе с земной атмосферой на высоте порядка 2000-3000 км, где водород образует земную корону, которая простирается более чем на 20 000 км. Плотность газа здесь ничтожно мала, на 1 куб. см приходится всего около 1000 частиц.
Источники:
  • Биофайл, Атмосфера и ее строение

Совет 3: Что такое облака

Облака – это видимые с поверхности земли конденсации водяного пара. Состав облаков зависит от температуры окружающей среды. Они могут быть капельными, кристаллическими и смешанными.
Инструкция
1
В том случае, если отдельные элементы облаков становятся слишком крупными, они начинают отделяться от облаков в виде осадков. Большинство осадков появляется из облаков, в которых хотя бы один слой имеет смешанный состав. Осадки в виде мороси, как правило, выпадают из облаков однородного состава.
2
Чаще всего облака можно встретить в тропосфере. Все они классифицируются согласно международным стандартам. Некоторые виды облаков, например серебристые, можно встретить на высоте восьмидесяти километров.
3
К облакам нижнего яруса, которые располагаются на высоте до двух километров, относятся слоистые, слоисто-дождевые и слоисто-кучевые облака. Средний ярус (2-7 км) представлен высоко-кучевыми и высоко-слоистыми облаками. К верхнему ярусу тропосферных облаков относят перистые со всеми их разновидностями. Они встречаются на высоте до 13 километров.
4
Перистые облака представляют собой скопление отдельных элементов, представленных в виде белых нитей или клочьев. Обычно данный вид облаков имеет достаточно большую сферу распространения в вертикальном направлении. Это обусловлено большими размерами кристаллов, из которых они состоят.
5
Слоистые облака отдаленно напоминают туман. Они образуются достаточно близко к поверхности земли, представляя собой единый плотный слой высотой от пятидесяти да 500 метров. Иногда происходит слияние этого типа облаков с таким наземным явлением как туман.
6
Кучевые облака – достаточно плотные скопления кристаллов, обладающие сильным вертикальным позиционированием. Чаще всего они являются областью конвекции, растягиваясь на несколько километров в высоту.
7
Стоит отметить, что облака встречаются и на других планетах солнечной системы и их спутниках. Естественно, их природа кардинально отличается от земных облаков. Это обусловлено различиями в составах атмосфер каждой планеты.
Видео по теме
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500