О механизме зарождении дождя стало известно всего несколько лет назад – Наука – Коммерсантъ

Аристофан, трактат «Облака» (перевод А. Пиотровского)

Сегодня никому не нужно доказывать, что пар поднимается наверх, что влажный воздух легче сухого и что наверху холодно. Зато мало кому известно, что, если охлаждать идеально чистый влажный воздух, то в нем влага очень долго не оседает. В природе, где идеальной чистоты нет, пересыщенность воздуха влагой не превышает 102%, а в камере Вильсона с тщательно профильтрованным воздухом можно достичь пересыщенности в 800%, прежде чем влага все-таки начнет оседать. Разгадка в том, что для конденсации каплям нужна какая-то твердая частица, например пылинка. Над большими городами это обычно крошечные частицы автомобильных шин, летающие на высоте несколько километров над землей. Чем больше город, тем больше над ним летает частиц резины, тем больше влаги на них может осесть и тем обильнее там будет дождь. Когда автомобилей не было, дожди все равно шли — но не в таких количествах и не в тех местах.

До появления шестиполосного хайвея от Голливуда до Лос-Анджелеса большая часть дождей выпадала у берега, поскольку туча от теплого моря подплывала к холодной суше и на границе температур проливалась. С появлением мегаполисов в Южной Калифорнии облака над городами стали засеваться резиновой пылью и проливаться дальше, чем раньше. В отличие от чистых облаков, в которых капель мало, но зато они большие и проливаются быстро, засеянные пылью облака содержат очень много мелких капель, и, чтобы вырасти и пролиться, им нужно время покрутиться в «центрифугах» облака и посталкиваться между собой. За это время они проплывают несколько километров. Проследить направление ветра и поставить мощную дымовую шашку неподалеку от полей и садов — это самый простой способ заставить дождь работать в странах, где вода на вес золота.

Дождь из центрифуги

Низкие облака (их еще называют теплыми) состоят из капель размером до 10 микрон. Под своим весом они медленно опускаются в нижнюю часть облака, но, не долетая до самого низа, испаряются из-за трения о воздух, и пар снова поднимается наверх. Этот круговорот капель в облаке создает динамическое равновесие, поэтому облако не падает. Чтобы пролиться вниз дождем, этим капелькам нужно весить в сто раз больше. Но парадокс в том, что чем капля больше, тем медленнее она растет. Выросши до 10 микрон (сотая доля миллиметра), капли практически перестают расти. Если бы дождь шел оттого, что капли сами выросли за счет конденсации и под своей тяжестью стали падать, то облака терпеливо висели бы над землей целую неделю. В реальности от появления облака до дождя проходит час-полтора, а в тропиках и вовсе минут двадцать. В школе нас учили, что капли в облаке сливаются вместе и проливаются дождем. Но эксперименты европейских физиков показали, что слить вместе капли размером от 1 до 10 микрон практически невозможно. Потоки одинаковых по размеру капель плывут с одной и той же скоростью в одних направлениях и потому не смешиваются. Но даже если капли разного размера движутся навстречу друг другу, маленькая всегда обтекает большую. Ученые всего мира многие века не знали механизма зарождения дождя.

Правда открылась всего несколько лет назад.

Ветер всегда дует вихрем, а не в каком-то направлении. Вихри создают в облаке центрифуги, которые крутят капли рывками в разных направлениях. Это называется турбулентностью. Турбулентность может быть опасна для самолетов, зато она совершенно необходима для дождей. Раскрученные до большой скорости капли вырываются из орбит своих центрифуг и сталкиваются, образуя крупные дождевые капли. К такому выводу пришли мы вместе с физиками-теоретиками Александром Фуксоном и Михаилом Степановым и опубликовали об этом статью в Nature. А в 2014 году небольшое, но полностью «идентичное натуральному» облако создали в физическом Институте Макса Планка, где наша теория подтвердилась экспериментально.

Пока в Германии проверяли наши расчеты, мы вместе с аспирантом МФТИ Сергеем Беланом предсказали возможность отрицательного турбофореза — явления, при котором частицы в турбулентном потоке движутся в невозможном с общепринятой точки зрения направлении. Другими словами, мы поправили самого Джеймса Максвелла, который утверждал, что движущиеся частицы всегда собираются в самом холодном месте, как, например, частички копоти на внутренней поверхности керосиновой лампы. Логика Максвелла была проста: чем выше температура, тем быстрее движутся частицы среды и быстрее толкают попавшую в них чужеродную частицу. Так, случайным образом они выталкивают ее туда, где скорость частиц среды меньше, то есть их температура ниже. В турбулентной среде это правило работает и без учета разности температур по тому же принципу, то есть частицы вылетают из турбины к ее краям. Но более крупные из них обладают своей инерцией и, оказалось, могут двигаться в центр турбины с ее краев. Это открытие хоть и усложнило микрофизические расчеты эволюции облака от его появления до наступления дождя, зато еще больше сблизило теорию и практику.

Девять уравнений на сантиметр

Метеорологи и сегодня считают физиков чудаками, а каких-то десять-двадцать лет назад они вообще не воспринимали их всерьез. Поэтому когда похожие идеи высказывал в 80-е годы ХХ века один американский физик-теоретик, метеорологи махнули на него рукой. А на рубеже столетий, спустя всего лишь 20 лет, эту идею и наши расчеты скопления дождевых капель в облаке на стыке вихрей уже не отбраковали так безоговорочно. Теперь метеорологи пытаются превратить их в свой рабочий инструмент. Физики смеются: «У них же на десятки километров облаков всего три численных параметра, а у нас на один кубический сантиметр девять уравнений в частных производных! Как эти данные вообще возможно совместить?»

Меня часто спрашивают, когда будет практическое применение моих расчетов. Использоваться в метеорологии они будут лет через 30-40. Уже появилось первое поколение метеорологов, которые понимают микрофизику. Еще несколько поколений, и они научатся ее использовать.

текст Григорий Фалькович, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда No14-22-00259

Как образуется дождь?

Кто-то дождь просто терпеть не может, и даже отменяет дела, если за окном дождливая погода. Не скажу, что я в восторге от луж под ногами, но мне очень нравится воздух после дождя, им надышаться просто невозможно. Сейчас я вам расскажу, как же образуется дождь, который вызывает такие противоречивые чувства.

Что приводит к появлению дождя

Все мы знаем, что, если на небе появились темные тучи, усилились потоки ветра, а птицы летают прям над головой, то вскоре начнется дождь. Но что же именно происходит там, наверху, перед тем, как мы начинает видеть капли воды, падающие с неба?

Конечно же, все мы помним про круговорот воды в природе. Теплые воздушные массы начинают перемещаться вверх, где они и охлаждаются. В этот момент начинается процесс конденсации и образуется водяной пар. Миниатюрные капли воды, образовавшиеся в этот момент, начинают парить в воздухе. Постепенно они соединяются друг с другом, а их размеры значительно увеличиваются. И вот когда капли становятся очень тяжелыми, они падают на землю. Это явление мы и называем дождем.

Дождевые капли

Зимой, когда падает крупный снег, я часто рассматриваю снежинки, но вот о том, что дождевые капли могут быть разной формы, я раньше не задумывалась. Оказывается, что они отличаются друг от друга по размеру и форме. Дождевые капли бывают:

• быстрые;
• маленькие;
• большие.

Только в процессе полета каждая капля становится плоской. Этому способствуют потоки воздуха, которые меняют ее форму, и, в конце концов, капля лопается и падает на землю. На самом деле, все эти изменения происходят за доли секунды. До земли долетают мелкие капли. Они падают довольно медленно, может показаться, что они витают в воздухе.

Все эти процессы четко определены природой, и человеку вообще не стоит вмешиваться в это. Но, к сожалению, наши нынешние дожди иногда приносят очень много вреда. Думаю, все слышали про кислотные осадки. А причина всему этому — вредные производства, которые есть практически в каждом городе. Поэтому лучше не гулять под дождем, а наблюдать за ним у окошка с кружкой чая.

Почему из серых туч идет дождь

Глядя на пасмурное небо, взрослые часто говорят: «Сегодня будет дождь, сходим на прогулку в другой раз!» Дети расстраиваются и задаются вопросом: почему из тучки идет дождик? Ведь еще вчера ярко светило солнце и можно было целый день гулять на свежем воздухе, а сегодня на улице пасмурно и мокро.

У дождя есть объяснимая причина – это круговорот воды в природе. Кроме водоемов, вода окружает нас повсюду: ее частицы содержатся в земле, воздухе, растениях и в живых организмах.

Вода как часть природного цикла

Солнце нагревает поверхность суши и водоемов, при этом молекулы влаги нагреваются, превращаются в пар, поднимаются высоко в небо и образуют облака. Это называется испарением. Каждая частица имеет либо отрицательный, либо положительный заряд, и сталкиваясь между собой, они сливаются и образуют капли. Это происходит на высоте в несколько тысяч метров из-за того, что температура воздуха гораздо ниже, чем внизу. Процесс превращения пара в капли называется конденсацией. Когда набирается большая водная масса, под действием собственной тяжести влага перемещается в нижнюю часть облака. Если посмотреть на тучу перед дождем, то можно увидеть, что снизу она значительно темнее, чем в верхних слоях. Потемнение – это верный признак того, что скоро пойдет дождь.

Выпавшая влага наполняет реки и озера, которые несут свои воды в моря и океаны. Затем солнце снова нагревает водную гладь, вода испаряется, конденсируется и опять проливается дождем. Это и есть круговорот воды в природе. 

Циклон и антициклон

Если в местность приходит воздушный вихрь с пониженной температурой и давлением воздуха – это циклон, который всегда приносит с собой осадки, ветер и прохладу. 

Именно поэтому мы наблюдаем частые дожди в осеннюю пору: в соседней области все еще может быть тепло – там процветает антициклон со спокойной и солнечной погодой. Вода поднимается в небо в большом количестве, но после испарения часть капель уплывает с облаками в область циклона и приносит с собой дожди. Еще одна причина осенних дождей – это прохлада, при которой частицы воды в облаках быстрее конденсируются.

Можно ли пить дождевую воду

Пить дождевую воду опасно для здоровья, ведь в ней могут содержаться вредные элементы – особенно если дождь пролился вблизи химических заводов и крупных предприятий, выбрасывающих в атмосферу пары, которые содержат химикаты. Однако и в экологически чистом районе дождевую воду лучше не пить, потому что неизвестно, откуда пришли облака и какие вещества содержатся в каплях дождя. 

Для питья люди используют пресную воду из рек и озер, которая проникает через слои земли и становится очищенной. Чем глубже под поверхностью протекает подземная река, тем через большее количество фильтров она прошла. Иногда поток выходит на сушу и образуется родник. Вода из таких источников может быть не только чистой, но и целебной для человека. На пути под землю влага впитывает много полезных солей и минеральных частиц. Чистая, насыщенная полезными веществами вода может помочь человеку улучшить свое здоровье.

Почему идёт дождь и откуда он берётся? Ответ для детей

Автор Nat WorldВремя чтения 2 мин.Просмотры 630Опубликовано 2018-08-12Обновлено 2018-10-17

Дети очень любознательны. Они надеются всегда получать от взрослых исчерпывающие ответы на свои многочисленные вопросы.

Когда ребенок видит дождь, на улице, на картинке или в мультике, у него может возникнуть вопрос: Почему идет дождь? Откуда он берется в облаках? Как образуется? Почему падает с неба?

Дождь — это один из этапов круговорота воды в природе. Когда Солнце светит на Землю, оно прогревает ее. На нашей планете есть много разных водоемов — рек, озер, морей и океанов. Свет и тепло солнышка нагревают всю эту воду. Часть воды становится паром. Это очень маленькие капельки воды, которые трудно разглядеть по отдельности.

Его мы видим, когда закипает вода в кастрюле или чайнике. Пар очень легкий, и поэтому он поднимается в небо. Когда маленьких капелек пара становится много, получаются облака, которые проплывают в небе, высоко над нашими головами. Их гонит ветер.

Пока воздух теплый с ними ничего не происходит. Но, когда воздух становится холодным, маленькие капельки пара тянутся друг к другу и становятся более крупными дождевыми каплями.

Постепенно облака становятся тяжелыми и большими. И затем они проливаются дождем на Землю.

Как сделать дождь своими руками?

Ребенку дома можно продемонстрировать несложный опыт. Для этого поставьте кастрюлю с водой на огонь. Подержите крышку над кастрюлей. Чтобы она была постоянно холодной, положите сверху кусочки льда. По мере нагревания воды будет образовываться пар. Он будет подниматься и оседать на нижней части крышке. Капельки пара начнут соединяться. Затем ребенок увидит большие капельки воды, которые будут капать обратно в кастрюлю. Так получится искусственный дождь в домашних условиях.

Мне нравитсяНе нравится

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

«Можем получать дождь, если есть подходящие облака». Интервью с главным научным сотрудником Института экспериментальной метеорологии о том, как разгоняют облака

— Вы исследуете физику облаков, в том числе изучаете воздействие на них, чтобы получать осадки. Какое применение у вашей работы?

— Получение осадков из облаков актуально не только у нас, но и во всем мире. Вызванные искусственным путем осадки могут помочь бороться с засухами, пополнять водохранилища, тушить лесные пожары. Сюда же относятся работы по разгону облаков. В Москве этим занимается одно из подразделений Росгидромета. Они используют наши наработки и предотвращают дождь над Красной площадью, «выливают» воду из облаков на окраине Москвы.

А мы занимаемся разработкой методов, приборов, средств воздействия и самих реагентов. Например, мы разработали специальный гигроскопический реагент для получения дополнительных осадков из облаков.

— А из чего вообще делают такие реагенты и чем ваша разработка от них отличается?

— Раньше и за рубежом, и у нас применялись пиротехнические составы, которые дают дым из гигроскопических частиц. Эффект воздействия на облако есть, но небольшой. Недостаток пиросостава в том, что он выдает очень мелкие пирочастицы. Так вот на частицах пиросостава капельки образуются очень мелкие — они слабо помогают образованию капель в дождевом облаке.

Мы разработали более совершенный реагент. Он не требует поджига, это не пиросостав, а специальный солевой порошок. Самое главное, что в нашем составе есть частицы соли разного размера и есть определенная пропорция этого распределения: в нашем соляном порошке есть и крупные соляные частицы, и мелкие. Такая микроструктура соляного порошка позволяет оказывать на облако более эффективное воздействие.

В любой пиросостав добавляют гигроскопические вещества — хлорид калия, хлорид натрия, или обычную поваренную соль. Соль очень быстро накапливает на себя влагу. На пиротехническом составе вырастают мелкие капли, а на нашем более крупные — в этом и есть выгодное отличие нашей разработки.

Частички гигроскопического вещества вносятся в основание облака. Если облако начинается на высоте 1 км и распространяется до 5-6 км, то нужно эти солевые частички вводить в основание облака, потому что. .. как образуется облако? Образуются воздушные потоки, которые всасывают влагу из воздуха. И вместе с этими воздушными потоками соляные частички вносятся в облако и поднимаются вверх. За это время они растут. Капли, которые выросли на солевых частицах, более крупные, чем те, которые выросли в облаке без них. Таким образом, с реагентом дождевые капли образуются раньше. На определенном этапе воздушный поток останавливается и капли падают вниз. Пока они летят вверх, это еще не дождевые капли, а когда они падают вниз, они по дороге захватывают другие капли — это называется процесс коагуляции. Воздействие гигроскопическими частицами стимулирует коагуляцию, то есть процессы коагуляции начинаются раньше, чем в обычном облаке. За счет этого капли более крупные и начинают расти раньше, пока облако еще развивается. Поэтому количество дождевых капель увеличивается.

— А как реагент вводят в облако?

— Пиросоставы обычно вносят самолетным методом: на крыле подвешивают специальные шашки или батареи. Самолет летит под облаком, включается поджиг, шашки горят, и дым поднимается в облако.

Для введения солевого порошка в облако мы разработали два способа и оба уже опробовали — это введение с помощью ракет и с самолета. Для самолета есть специальная установка с распылением. А ракетный метод такой. Есть противоградовая служба России, они используют ракеты для воздействия на градовые облака. Нам пришлось сделать другие ракеты, но установки для их запуска мы использовали их. В ракету помещается около 2 кг порошка, она выстреливает, подлетает под облако, ее разрывает взрывом, и вещество всасывается в облако.

— Вы сказали про противоградовую службу. Никогда о ней не слышала. Как она работает?

— Давайте сначала разберемся, почему возникает град. Чтобы пошел дождь, нужно, чтобы образовалась капелька, а образуется она на гигроскопических частицах. Таких частиц в атмосфере полно — это пыль, аэрозоль и так далее. Капельки образовались, потом образовался дождь.

Если облако сильно вырастает вверх, а оно может достигать 12 км, то на высоте уже около 5 км будет от -6 до -10 градусов. Обычно вода замерзает при нуле градусов. Но из-за того, что капелька круглая, за счет поверхностного натяжения воды капля при нуле градусов не замерзнет. И в виде переохлажденной воды она может существовать только до -32 градусов. Достигнув -32 градусов, капля уже в любом случае замерзнет — происходит гомогенная кристаллизация. А при более высоких температурах она так и остается каплей. Чтобы капелька в атмосфере замерзла при меньших температурах, предположим при -5 или -6, нужно ядро кристаллизации. Но таких ядер кристаллизации в атмосфере нет в принципе. Градовые облака, которые образуются в атмосфере, появляются именно при -32 градуса и ниже. Очень малое число кристалликов может образоваться при -29, но при -32 замерзнут все. В естественных условиях ледяных частиц в облаке очень мало. Образовавшись при температуре около -32, они опускаются в облако и начинают притягивать к себе влагу, причем влага оседает на лед намного быстрее, чем на жидкую каплю. Сталкиваясь с мелкими, переохлажденными каплями, они нарастают, и образуются градины. Градина — это конгломерат на одном ядре, на которое намерзли другие переохлажденные капли. Когда градина падает в теплую часть облака, она захватывает теплые капельки и растет дальше. И образуются очень большие ледяные частицы. Они большие, потому что их мало.

Борьба с градом основывается на внесении как можно большего числа ядер кристаллизации, чтобы градин было много, но маленьких. Если они маленькие, вылетев из облака, они могут растаять и выпасть на землю дождем. Но даже если не растают, ущерб от такого мелкого града будет минимальный.

— Какие вещества могут быть ядрами кристаллизации?

— Есть такое вещество — йодистое серебро, его кристаллическая структура подобна структуре льда. Оно может служить ядрами кристаллизации. Его вносят в облако для предотвращения выпадения града. На этом и основана противоградовая служба России. Она существует уже 50 лет. Ущерб от града особенно в южных, сельскохозяйственных регионах — в Ставропольском и Краснодарском краях, на Северном Кавказе, может быть колоссальный. Там ведь виноградники, посевы.

— Если вернуться к Вашей работе и к получению осадков, например, для орошения полей, то какие облака для этого подходят?

— Конвективные, или кучево-дождевые, облака толщиной три километра и больше. Это облака, из которых выпадают дожди. Есть очень мощные облака, толщиной более шести километров, из которых почти вся влага выпадает осадками — дождем или градом. На них воздействуют разве что для предотвращения града, а получать из них дополнительные осадки не имеет смысла. Вся влага, что попала в облако, и без воздействия превратилась в дождь.

А в облаках меньшей мощности только около 20—30% влаги выпадает дождем. В них процессы коагуляции идут медленнее. Если внести в них реагент, то можно существенно увеличить этот процент, дополнительно получить 10—15 тысяч тонн воды из одного облака. Это несравнимо с цистернами или даже водопроводом.

— Разработанный вами реагент можно уже использовать для орошения полей или борьбы с лесными пожарами?

—В практику этот способ еще не вошел. Были только отдельные эксперименты. И дождь мы можем получать только в том случае, если есть подходящие облака.

Чтобы использовать для орошения, надо разрабатывать специальную инфраструктуру и технологии, потому что не будешь же бегать за отдельным облаком. Это надо делать на определенной территории, то есть организовать службу наблюдения. Если доставлять реагент в облако ракетами, то нужно ставить ракетные пункты. И в течение лета на этой территории подлавливать подходящие облака. Так же работает противоградовая служба. Они давно поняли, что отдельное облако никогда не поймаешь. Поэтому по всей территории Краснодарского и Ставропольского краев, на Северном Кавказе расставили ракетные пункты. И все время радиолокатор следит за обстановкой. Как только возникает опасность града, они обстреливают облака.

Для орошения нужно делать то же самое. Мы проводим эксперименты в Ставропольском крае, где уже есть инфраструктура: локаторы, ракетные пункты и так далее. Мы проводили эксперименты в 2016 году, но пока что только опробовали методику обстрела облаков. До практического применения не дошло.

 Алиса Веселкова

что это такое, как образуется, виды, интересные факты

Человечество с первобытных времен неравнодушно относилось к дождю – ему поклонялись, ему придавали мистические смыслы. Людям и сегодня свойственно то неравнодушие – они любят грустить, наблюдая за этим природным явлением, любят целоваться под проливными каплями или вдыхать свежий запах озона.

Что такое дождь

Дождь – это атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде небольших капель воды. Размер капель составляет от 0,4 до 7 мм. При сильной интенсивности капли соединяются и оседают на землю. Описываемое физическое явление выпадает из смешанных облаков, которые содержат холодные капли воды или кристаллы льда.

Осадки в целом состоят из воды, иногда смешиваясь с другими веществами, которые встречаются на пути в процессе круговорота воды в природе. Проще говоря – это та же вода, которая испаряется с поверхности Земли.

Как образуется

Люди часто задаются вопросом, откуда берется дождь. Образование дождя начинается с его зарождения в облаках. Вначале происходит испарение влаги с Земли — с рек и озер, морей, городских луж и других источников. Пар исходит даже с листьев деревьев и с нашего тела. Теплый воздух поднимается ввысь – в процессе отдаления от поверхности Земли воздух становится прохладнее. Возникает противоположный испарению процесс – конденсация. Вода превращается из газообразного состояния в жидкое.

Облака появляются при столкновении двух масс воздуха с разной температурой. При этом пар в них должен быть близок к переходу из газообразного состояния в твердое.

Формирование капель происходит только в том случае, если в нижних слоях атмосферы вследствие определенной температуры жидкость находится в двух или трех агрегатных состояниях. Когда в облаке становится больше паров переохлажденного воздуха, чем кристаллических капель, при одинаковой температуре 0 °C, переохлажденные пары выдавливают кристаллы льда. При нагреве они тянут за собой пар – вот почему идет дождь.

Следующий интересный вопрос – какие именно бывают дожди, и чем они различаются между собой.

Виды

Несмотря на практически идентичные условия зарождения облаков, виды дождя поражают своей уникальностью:

• Спорый дождь. Капли могут быть мелкими или большими. Отличается высокой скоростью падения капель. Потому он всегда обрывистый и шумный.
• Слепой дождь – осадки из мелких, но быстрых капель. Начинается при свете Солнца, когда его не закрывают тучи.
• Изморось – один из самых мелких осадков. Из-за его низкой скорости падения создается впечатление, что он зависает в воздухе. Образует влажный туман.
• Грибной дождь имеет сходство со слепым: начинается также при солнечных лучах, но идет размеренно и спокойно, как моросящий дождь.Название «грибной» исходит из того, что он дает грибам вдоволь насытиться необходимым ультрафиолетом и нужным количеством воды. Грибным еще называют тот дождь, который сбивает летающие споры грибов в воздухе, что способствует скорому росту грибов.
• Ливневые дожди – огромный массив осадков, который падает стеной на землю. Проливной дождь известен своими качелями: то льет как из ведра, то вовсе прекращает литься. И этот эффект повторяется снова и снова, пока ветер не прогонит тучи, которые и спровоцировали сильный дождь.
  Особенности проявления ливней – характерные черты, присущие данному виду осадков:
  – пониженное атмосферное давление;
  – большое количество туч;
  – чрезмерно повышенная влажность воздуха.
  Поражающими факторами ливня выступают сильный ветер и парализация дорог.По этой причине МЧС не всегда способно оказать своевременную помощь пострадавшим. В совокупности с плохой видимостью продолжительные ливни наносят ущерб транспорту на дороге. Последствия ливня наиболее страшны в районах с большим наличием водоемов, в которых из-за продолжительных осадков может подняться уровень воды. Ученые выделяют такую причину экстремальных разрушительных ливней, как глобальное потепление. Большой дождь способен нанести значительный вред и жилищам людей. Меры борьбы с ливнями включают в себя обильное высаживание лесов – растения задерживают выпадающие осадки, понижая уровень их испарения и обеспечивая правильное распределение стока воды в водоемы.
• Кратковременные дожди отличаются своим резким возникновением и бурным выпадением. Заканчиваются они так же внезапно, как и начинаются. Осадков выпадает больше, чем обычно, но последствия кратковременных осадков в скором времени исчезают.
• Сухой дождь распространен в жарких и засушливых уголках Земли. Образуется точно так же, как и мелкий дождь, но из-за раскаленного песка капли высыхают, не успев долететь до поверхности Земли.
• Цветной дождь образуется при попадании в его состав большого количества разных примесей. Например, осадки будут черными вблизи активных вулканов. Белый дождь – возле меловых карьеров. Красный дождь приобретает свой оттенок из-за пыли и микроорганизмов. Окрашенность осадков зависит от перенасыщения воздуха микрочастицами одного цвета. Кровавые дожди, содержащие в своем составе оксиды железа, приобретают яркий бордовый цвет.
• Муссонные дожди – климатический сильный ливень, появляющийся преимущественно в летнее время года, когда с океана на материк постоянно дуют ветры и нагоняют облака.
• Кислотный дождь – осадки с повышенным содержанием оксидов серы или азота. При понижении водородного показателя такое природное явление наносит вред растениям, а на теле человека может оставить ожоги или аллергические реакции. Характерен для городов с большим количеством заводов, из-за которых в воздухе повышается содержание отравляющих ядовитых веществ.

Существуют и удивительные необычные дожди, которые поражают своей оригинальностью и захватывают воображение:

• Рыбный дождь в Гондурасе. Ежегодно перед наступлением лета в Гондурас приходят грозовые тучи и приносят с собой сильные ливни. После этих ливней на дорогах и в полях остается большое количество рыбы.Ходит легенда, что во время голода в Гондурасе испанский католик Хосе Мануэль Субиран молился три дня и три ночи, чтобы накормить голодающих. И на третий день пошел дождь из рыбы. Но ученые утверждают, что вся рыба после продолжительных ливней просто выплыла во время паводка из ближайших рек.
• Дождь из пауков. В Австралии есть несколько видов мигрирующих пауков, плетущих свои паутины в кронах деревьях. Сильный ветер подхватывает их сооружения, а пауки взмывают высоко вверх. После этого можно наблюдать, как членистоногие падают с неба. Часть пауков сбивают осадки, и членистоногие падают вместе с каплями на дома и улицы.

Интересные факты

О рассматриваемом явлении известно немало удивительных и необычных фактов:

• Уганда – государство в Восточной Африке, в котором гроза наблюдается около 250 раз в год.
• Осадки в пустыне – не такое уж редкое явление. Дело в том, что капли таких осадков не успевают долететь до земли, испаряясь на высоте из-за высокой температуры воздуха.
• На планете сто миллионов людей с аллергической реакцией на дождь.
• Те области, где дождевые осадки выпадают очень часто, страдают от нехватки воды в зимнее время. Людям в этих районах приходится приобретать воду за деньги в соседних регионах.

Самое забавное то, что узнать о предстоящих осадках мы можем не только из прогноза погоды. Существуют растения, предупреждающие своим видом о дожде. Домашнее растение монстера перед выпадением осадков выделяет жидкость своими листьями.

Листья клевера наклоняются вниз и складываются в форму зонтика. Соцветия земляники в преддверии ненастья также поникают, а на черемухе появляется влага.

Являясь привычным для большинства людей явлением, дождь может удивлять разнообразием своих проявлений. У одних людей он вызывает страх, у других – восхищение, но все же нотка изумления посещает каждого, кто когда-нибудь наблюдал за этим явлением.

Почему идет дождь? — Детская онлайн энциклопедия «Хочу всё знать»

С этим природным явлением сталкивался каждый человек. Все мы много раз прятались от дождя под зонтиками и давно привыкли проверять перед прогулкой нет ли туч на небе. А самые любопытные обязательно задаются вопросом, откуда берется этот дождь?

Откуда на небе берется вода для дождя?

Оказывается всё очень просто. Под действием солнечного тепла с поверхности Земли испаряются мельчайшие капельки воды. Эти капельки очень маленькие, почти невидимые глазу, такие маленькие капельки называются водяной пар.

Вода испаряется с листьев деревьев, с поверхности земли и даже с поверхности нашего тела. Больше всего воды, конечно, испаряется в виде пара с водной поверхности рек, озер, морей и океанов.

Испарения над водой можно увидеть ранним утром, когда пар начинает собираться в капельки прямо над водой. А ещё такой пар можно увидеть, когда кипит чайник.

Поднимаясь всё выше и выше пар попадает в холодные слои атмосферы и собирается в капельки воды и крошечные льдинки. Ведь температура наверху, где собираются облака, около нуля градусов. Ветер собирает капельки в огромные причудливые облака. Можно увидеть перед дождем, как белые облака собираются в тучу на глазах темнеют. Это потому, что в небе собирается такое большое количество воды, что она не пропускает солнечный свет.

Случается, что капельки из-за низкой температуры замерзают и вмести с каплями дождя падают на землю. Идет град.

Капельки в туче соединяются друг с другом, становятся все тяжелее и начинают падать на землю. Так начинает идти дождь.

Почему осенью дожди идут чаще?

Дожди в России осенью идут даже реже, чем летом.  По наблюдениям синоптиков наибольшее количество осадков выпадает в июне. А осенью из-за большого количества пасмурных дней нам кажется, что осень дождливая.

Зимой испаряющийся водяной пар даже не успевают собраться в капельки, а сразу из пара превращается в пушистые снежинки. Да-да, снежинки образуются именно из пара. И тогда вместо дождя зимой идет снег.

Круговорот воды в природе.

Теперь вы знаете как вода попадает в атмосферу и отчего идет дождь. Попав на почву в виде дождя или снега, вода уходит в подземные воды, в моря, океаны, речки, озера, и другие водоемы, и все начинается снова и снова. Этот природное явление назвали круговорот воды в природе.

Без такого круговорота воды наша планета превратилась бы в безжизненную пустыню.

Маленький круговорот воды вы можете устроить даже дома. Для это прозрачной крышкой и поставить на огонь. Вы увидите, как пар будет подниматься, оседать на крышке, в виде капелек. И капли будут падать вниз, чтобы снова, превратившись в пар, подняться вверх. Такой замечательный дождик в кастрюле.

дождь | Национальное географическое общество

Дождь — это жидкие осадки: вода, падающая с неба. Капли дождя падают на Землю, когда облака насыщаются или заполняются каплями воды. Миллионы капель воды сталкиваются друг с другом, собираясь в облако. Когда маленькая капля воды натыкается на более крупную, она конденсируется или объединяется с более крупной. По мере того как это продолжает происходить, капля становится все тяжелее и тяжелее. Когда капля воды становится слишком тяжелой, чтобы продолжать плавать в облаке, она падает на землю.

Человеческая жизнь зависит от дождя. Дождь является источником пресной воды для многих культур, где реки, озера или водоносные горизонты труднодоступны. Дождь делает возможной современную жизнь, обеспечивая водой сельское хозяйство, промышленность, гигиену и электроэнергию. Правительства, группы и отдельные лица собирают дождь для личного и общественного пользования.

Капли дождя конденсируются вокруг микроскопических частиц материала, называемых ядрами конденсации облаков (CCN). CCN могут представлять собой частицы пыли, соли, дыма или загрязнения.Ярко окрашенные CCN, такие как красная пыль или зеленые водоросли, могут вызвать цветной дождь. Однако из-за того, что CCN такие крошечные, цвет виден редко.

Когда дождь образуется вокруг определенных типов загрязнителей, таких как диоксид серы и оксид азота, CCN вступает в реакцию с водой, делая дождь кислым. Это называется кислотным дождем. Кислота может нанести вред растениям, водным животным, таким как рыбы и лягушки, а также почве. Диоксид серы и оксид азота могут выбрасываться в атмосферу естественным путем, например, в результате извержения вулкана.Эти загрязнители также могут быть выброшены в результате деятельности человека, например, при сжигании ископаемого топлива.

Сжигание ископаемого топлива может повлиять на характер дождя. В городских районах, где на дорогах одновременно находится много автомобилей, осадки более вероятны в выходные дни, чем в будние дни. Это потому, что в течение недели миллионы автомобилей выбрасывают выхлопные газы в атмосферу, создавая миллиарды CCN в облаках. К концу недели облака, скорее всего, будут насыщены влагой и CCN.

Ученые разработали процесс, называемый засеиванием облаков, для «посадки» CCN в облаках, вызывающих дождь. Посев облаков уменьшит засуху, хотя пока очень мало доказательств того, что это работает.

Хотя большинство людей думает, что капли дождя похожи на слезы, на самом деле они больше похожи на печенье с шоколадной крошкой. Как сырые шарики из теста, упавшие на противень, самые маленькие капли дождя диаметром до 1 миллиметра на самом деле имеют сферическую форму. На расстоянии 2 миллиметров капли дождя начинают сглаживаться из-за давления воздуха, которое поднимается на них, когда они падают на Землю.Этот эффект усиливается на 3 миллиметрах, а на дне капель образуются углубления, поскольку воздух сильнее выталкивает капли. На 4 миллиметрах капли дождя на самом деле искажаются, принимая форму, напоминающую парашют. Когда они достигают 4,5 миллиметров в диаметре, капли дождя становятся настолько большими, что распадаются на две или более отдельных капли.

Капли дождя имеют диаметр 0,5 мм (0,02 дюйма) или больше. Морось, которая меньше дождя, состоит из капель меньше 0.5 миллиметров. Большая часть осадков на Земле выпадает в виде дождя.

Капли дождя часто начинаются как снежинки, но тают по мере того, как они падают в атмосферу. Снег образуется так же, как и дождь, но в более холодных условиях.

Дождь выпадает с разной скоростью в разных частях мира. В засушливых пустынных регионах ежегодно выпадает менее одного сантиметра (0,4 дюйма) дождя, в то время как в тропических лесах выпадает более метра (3,2 фута). Мировой рекорд по количеству дождя за один год был установлен в Черапунджи, Индия, в 1861 году, когда выпало 2296 сантиметров (905 дюймов) дождя.

Что вызывает дождь? | NOAA SciJinks — Все о погоде

Краткий ответ:

Что вызывает дождь?

Облака состоят из капель воды. Внутри облака капли воды конденсируются друг на друга, заставляя капли расти. Когда эти капли воды становятся слишком тяжелыми, чтобы оставаться в облаке, они падают на Землю в виде дождя.

Если подумать, что делает снег, град и мокрый снег?

Все эти формы воды не падают с чистого голубого неба.Вам нужны облака. Но что делает облака?

Облака образуются из воды или льда, испарившегося с поверхности Земли, или из растений, выделяющих воду и кислород в результате фотосинтеза. Когда она испаряется, то есть поднимается с поверхности Земли в атмосферу, вода имеет форму газа, водяного пара. Водяной пар превращается в облака, когда охлаждается и конденсируется, то есть снова превращается в жидкую воду или лед. Для того чтобы конденсироваться, водяной пар должен иметь твердое вещество, на которое он может стекать. Это твердое «семя» может быть пылинкой или пыльцой, каплей воды или кристаллом льда.Роса — это водяной пар, который снова сконденсировался на поверхности Земли, например на траве или лобовом стекле автомобиля.

В облаке, когда больше воды конденсируется на других каплях воды, капли растут. Когда они становятся слишком тяжелыми, чтобы оставаться висящими в облаке, даже с восходящими потоками внутри облака, они падают на Землю в виде дождя. Если температура воздуха в облаке ниже точки замерзания (32 ° F или 0 ° C), образуются кристаллы льда; если воздух до земли также замерзает или ниже, вы получаете снег.Однако, если слои атмосферы внутри облака и между облаком и землей будут чередоваться между более теплыми, чем замерзание, и более холодными, чем замерзание, вы получите другие виды осадков.

Например, если снежинка падает через более теплую часть облака, она может покрыться водой, а затем снова замерзнуть, когда она будет отброшена обратно в более холодную часть. Он может вращаться, добавляя все новые и новые слои льда. Когда слишком тяжело не спать, то, наконец, сходит град. Если восходящие потоки в грозовом облаке достаточно сильны, камни града могут стать довольно большими, прежде чем они станут слишком тяжелыми, чтобы оставаться в воздухе.Камни с градом могут быть размером от горошины до мяча для гольфа и выше! В 2010 году был установлен новый рекорд по величине градины за всю историю! Он упал 23 июля в Вивиан, штат Южная Дакота. Он был 8 дюймов в диаметре, 18,62 дюйма в окружности и весил 1,93 фунта. Это может серьезно повредить вашему дню!

Самая крупная градина за всю историю наблюдений. Предоставлено NOAA NWS.

Град может нанести большой ущерб зданиям, машинам и особенно посевам. Однако ледяной дождь может быть еще хуже. Ледяной дождь случается только при «подходящих условиях». «Падающий снег встречает сначала слой более теплого воздуха, который растапливает снежинки, а затем, прямо над поверхностью Земли, очень холодный слой, который делает жидкую воду« переохлажденной », готовой замерзнуть при малейшем намек на ободрение. Теперь, когда переохлажденный дождь обрушивается на землю, температура которой ниже нуля, и на предметы, расположенные рядом с землей (например, дороги, деревья и линии электропередач), — щелчок! Вот так и начинается переохлажденный дождь. Лед покрывает все тонкой, иногда прозрачной застывшей пленкой.Чем больше выпадает дождя, тем толще покрытие. Лед может становиться настолько толстым и тяжелым, что ветви деревьев ломаются и падают на линии электропередач, или сами линии электропередачи просто прогибаются и провисают, пока не сломаются.

Кредит: NOAA.

Облака — ключевой элемент круговорота воды, поскольку они переносчики, перемещающие воду из одного места на Земле в другое. Они также важны для определения того, сколько энергии Солнца поглощается и удерживается в атмосфере. Таким образом, они очень важны для изменения температуры воздуха и поверхности Земли. Чем теплее воздух, тем больше воды он может удерживать. Чем теплее океаны, тем быстрее из них испаряется вода. Поверхностный ветер также увеличивает испарение. (Обратите внимание, что после ливня дорога сохнет быстрее, если на улице ветрено.) И чем больше воды в воздухе, тем больше солнечной энергии удерживается, что делает вещи еще теплее.

Снимок мощной штормовой системы, пересекавшей Северную Америку, с помощью спутника GOES-16.Это вызвало заморозки и обледенение, что привело к возникновению опасных условий на всей территории США 15 января 2017 года.

Спутники — важные инструменты для атмосферных ученых и синоптиков. Современные метеорологические спутники дают ученым информацию о том, как облака выглядят сверху, и даже о том, насколько они высоки. Ученые используют данные спутников серии Geostationary Operational Environmental Satellite-R (GOES-R), а также данные Глобальной миссии NASA по осаждению для изучения осадков, осадков и ураганов.

Кредит: Дж. Кармайкл.

Вместе эти спутники предоставляют изображения и другие данные об атмосфере, которые позволяют метеорологам (изучающим краткосрочную погоду) и климатологам (изучающим долгосрочное изменение климата) изучать водный цикл Земли. Задача Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) состоит в создании и запуске (с помощью НАСА), а также в эксплуатации двух различных типов спутников для изучения окружающей среды.

Как образуется дождь? | Интересные факты о детях

Отправьте эту статью по электронной почте или поделитесь ею!

Все мы знаем, что дождь полезен для нашей планеты.Он дает нам пресную воду для питья, помогает фермерам выращивать урожай, сохраняет все зеленым и пышным, и в нем весело бегать!

Знаете ли вы, что без дождя большая часть нашей планеты была бы похожа на пустыню?

Страшная мысль!

Мы собираемся узнать все о дожде и его причинах.

Что такое дождь?

Дождь на самом деле является частью большей части погоды, называемой осадков. , что означает любую форму воды, которая падает на землю, например, дождь, снег, морось, град и мокрый снег.

Как образуется дождь?

Вода всегда в движении; дождь, который выпал там, где вы живете, мог быть водой в океане пару дней назад.

Какая странная мысль.

Вода может находиться в атмосфере, на суше, в океане и даже под землей. Он используется снова и снова в так называемом круговороте воды.

В этом цикле вода меняется с жидкой на твердую и газообразную (это пар воды ).

Водяной пар попадает в атмосферу в результате процесса, называемого испарением.

Это затем превращает воду, которая находится в верхней части океанов, рек и озер, в водяной пар в атмосфере , используя энергию солнца. Этот пар может также быть из снега и льда.

Водяной пар поднимается в атмосфере, охлаждается и образует крошечные капли воды за счет чего-то, что называется конденсацией .

Эти крошечные капельки затем превращаются в облака.

Когда они все соединяются вместе, они становятся больше и становятся слишком тяжелыми, чтобы оставаться там в воздухе.

Это когда они упадут на землю в виде дождя, снега или града из-за силы тяжести.

Что происходит с дождем, когда он падает?

Когда идет дождь, большая его часть уходит в океаны, реки, озера и ручьи, которые в конечном итоге приведут к нашим океанам.

Снег и лед остаются на поверхности Земли, как ледники и другие типы льда.

Дождь тоже просачивается в землю.

Интересные факты о дожде

Вода в одних местах остается дольше, чем в других.Капля воды может провести в океане более 3000 лет, прежде чем перейти к другой части круговорота воды.

Вау!

В среднем капля воды проводит в атмосфере в среднем 8 дней, прежде чем упасть обратно на Землю.

Наибольшее количество осадков, когда-либо зарегистрированных за год, составило 1000 дюймов в Черапунджи, Индия. Это сильный дождь.

Антарктида — самый засушливый континент на Земле.

Капли дождя падают со скоростью от 1 до 18 миль в час.При ветре они могут упасть намного быстрее.

Как вы думаете, дождь — это просто вода? Ну это не так. В нем может быть что угодно, например, грязь, пыль, насекомые, трава или даже химические вещества!

Это, наверное, хорошая идея, чтобы не глотать дождь!

Словарь

Осадки — любая форма воды, которая падает на Землю

Атмосфера — тонкий слой газов, окружающих Землю

Конденсация — это когда водяной пар в воздухе переходит из газа обратно в жидкость и покидает атмосферу, возвращаясь на поверхность Земли.

Пар — газ

Теперь у вас есть вся необходимая информация о дожде и его образовании.

Надеемся, вам было интересно.

Науки о Земле.

Почему идет дождь? — Вселенная сегодня

Многие люди любят спрашивать, почему на меня всегда идет дождь? Есть те, кто хотел бы знать, почему идет так много дождя, когда им грустно, когда они хотят выйти на улицу или только когда они решают побегать или вывести своего питомца на прогулку. На эти, возможно, субъективные вопросы нет простых ответов. Однако, если спросить «почему идет дождь», ответ будет намного проще.

Во-первых, дождь — это жидкие осадки, в отличие от нежидких (таких как снег, град и мокрый снег). Он начинается с испарения воды у поверхности Земли в виде рек, озер, океанов или грунтовых вод при условии, что температура атмосферы превышает точку плавления воды (0 ° C). После этого происходит конденсация водяного пара из атмосферы в капли воды, которые достаточно тяжелые, чтобы упасть, часто достигая поверхности.

Осадки также являются важным компонентом гидрологического цикла — иначе говоря. «круговорот воды». Этот термин используется для описания непрерывного движения воды над Землей, над ней и под ней, и отвечает за осаждение большей части пресной воды на планете. Дождь возникает, когда происходят два основных процесса: насыщение и коалесценция.

Схема круговорота воды. Предоставлено: NASA Precipitation Education

Saturation:

.

Этот процесс происходит, когда «невидимая» влага в воздухе (водяной пар) вынуждена конденсироваться на микроскопических частицах (т.е.е. пыльца и пыль), образуя крошечные «видимые» капельки. Количество влаги в воздухе также обычно указывается как относительная влажность; который представляет собой процент от общего количества водяного пара, который воздух может удерживать при определенной температуре воздуха.

Сколько водяного пара может содержать частицы воздуха, прежде чем они станут насыщенными (относительная влажность 100%) и превратятся в облако (группу видимых и крошечных частиц воды и льда, взвешенных над поверхностью Земли), зависит от его температуры. Более теплый воздух может содержать больше водяного пара, чем более холодный воздух, прежде чем он станет насыщенным.

Слияние:

Конденсация возникает, когда воздух охлаждается до температуры «точки росы» — точки, при которой он становится насыщенным. Коалесценция происходит, когда капли воды сливаются, образуя более крупные капли воды (или когда капли воды замерзают на кристалле льда), что обычно является результатом турбулентности воздуха, которая вызывает столкновения.

По мере того, как эти более крупные капли воды опускаются, слияние продолжается, так что капли становятся достаточно тяжелыми, чтобы преодолеть сопротивление воздуха и выпадать в виде дождя.Дождь является основным источником пресной воды для большинства регионов мира, обеспечивая подходящие условия для разнообразных экосистем, а также воду для гидроэлектростанций и орошения сельскохозяйственных культур.

Снимок залитого солнцем океана и облаков, полученный Земной обсерваторией. Кредит: НАСА

Измерение:

Количество осадков измеряется с помощью дождемеров. Эти датчики обычно состоят из двух цилиндров, один в другом, которые заполняются водой. Сначала заполняется внутренний цилиндр, а во внешний цилиндр поступает перелив.После заполнения внутреннего цилиндра он опорожняется, а затем заполняется оставшимися осадками во внешнем цилиндре, что дает общую оценку в миллиметрах или дюймах.

Другие типы измерителей включают популярный клиновой измеритель, измеритель дождя с опрокидывающимся ковшом и весовой измеритель дождя. Самый недорогой вариант — это простой цилиндр с мерной линейкой при условии, что цилиндр прямой, а мерная линейка точная. Любой из этих датчиков может быть изготовлен в домашних условиях с соответствующими знаниями.

Количество осадков также активно оценивается метеорологическим радаром и пассивно метеорологическими спутниками. Примеры последнего включают спутник Миссия по измерению тропических осадков (TRMM) — совместную миссию, проводимую НАСА и Японским космическим агентством для мониторинга осадков в тропиках, — и Глобальное измерение осадков (GPM) НАСА.

Обе миссии используют микроволновые датчики для получения оценок осадков. Годовые данные об осадках собираются и контролируются Обсерваторией Земли (NEO) НАСА, которая создает подробные карты глобальных погодных условий (а также тепла и других метеорологических факторов).

Трехмерная карта внетропического циклона, наблюдаемого у побережья Японии 10 марта 2014 года с помощью двухчастотного радара для измерения осадков. Цвета указывают на интенсивность осадков. Предоставлено: JAXA / NASA

Изменение климата:

Антропоцентрическое изменение климата, которое включает в себя глобальное потепление, также вызывает изменения в структуре глобальных осадков. Это связано с тем, что увеличение выбросов углекислого газа привело к повышению годовой температуры во всем мире, что привело к увеличению испарения и осадков, а также к большему количеству экстремальных погодных явлений.

На широтах к северу от 30 ° количество осадков увеличилось за последнее столетие, тогда как в тропиках оно уменьшилось с 1970-х годов. И хотя последовательных изменений в глобальном масштабе не произошло, региональные различия были явно заметны. Например, восточные части Северной и Южной Америки, северная Европа, северная и центральная Азия стали более влажными.

Другие регионы, такие как Сахель (между пустыней Сахара и суданской саванной), Средиземноморье, южная часть Африки и некоторые части южной Азии стали более засушливыми. Также в прошлом веке увеличилось количество сильных ливней и засух во многих областях. В тропиках и субтропиках также наблюдается рост засухи с 1970-х годов.

Дождь на других планетах:

Вопреки тому, что вы могли подумать, Земля — ​​не единственная планета, на которой идет дождь. На других телах Солнечной системы выпадают жидкие осадки, хотя вода в них редко бывает. На самом деле, на Венере регулярно идут дожди, за исключением серной кислоты!

Этот кислотный дождь образуется высоко в атмосфере, где скорость ветра достигает 360 километров в час (224 миль в час).Однако, как только капли достигают нижних слоев атмосферы, они испаряются из-за сильной жары — более 460 ° C или 860 ° F. Следовательно, дождь никогда не достигает поверхности, которая является чрезвычайно сухой и расплавленной.

На Титане, спутнике Сатурна, дождь принимает форму метана. Как показали данные миссии Кассини-Гюйгенс, у Луны активный гидрологический цикл. За исключением того, что в «Титане» вместо воды используются жидкие углеводороды. В рамках этого цикла жидкий метан испаряется на поверхности, накапливается в атмосфере, а затем возвращается на поверхность в виде сезонных дождей.

Но становится еще страннее! Например, в последние годы ученые получили экспериментальные данные, указывающие на то, что Юпитер и Сатурн могут испытывать жидкий гелиевый дождь. Из-за условий экстремального давления, которые существуют внутри газовых гигантов, эти газы сжимаются до точки, в которой они принимают жидкую форму.

А еще есть так называемый «алмазный дождь», который, как предполагалось, существует на всех газовых гигантах. По сути, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун содержат метан внутри. Из-за условий экстремального давления эти углеводороды сжимаются до такой степени, что, как считается, образуются настоящие алмазы. Таким образом, в этих газовых / ледяных гигантах действительно может существовать алмазный дождь.

И, наконец, что не менее важно, есть любопытный случай «коронального дождя», который происходит на Солнце. Это явление происходит во время выброса корональной массы, когда плазма охлаждается после выброса и падает обратно на поверхность. Иногда эти плазменные капли производят «брызги» в месте попадания.И вместо того, чтобы падать прямо вниз, кажется, что плазменный дождь следует по пути невидимых силовых линий магнитного поля Солнца.

Здесь, на Земле, дождь принимает форму воды и является неотъемлемой частью нашего гидрологического цикла. В других мирах дождь может принимать другую форму, но по-прежнему занимает примерно то же место в круговороте планеты. Из-за изменения температуры, насыщения и коалесценции то, что поднимается (в виде пара), должно в конечном итоге спуститься.

Мы написали много статей о дожде для Universe Today.Вот что такое кучево-дождевые облака ?, «Что является самым влажным местом на Земле?», «Что такое теплый фронт?», «Свидетельства дождя на Марсе» и «Редкий дождь на Титане»; Раз в 1000 лет.

Если вам нужна дополнительная информация о дожде, посетите главную страницу Visible Earth. А вот ссылка на Обсерваторию Земли НАСА.

Мы также записали серию Astronomy Cast, посвященную планете Земля. Послушайте, Эпизод 51: Земля.

Источники:

Нравится:

Нравится Загрузка…

Как дождь идет из облаков?

Обновлено 29 ноября 2018 г.

Лиза Мэлони

Хотя может возникнуть соблазн сказать, что дождь идет из облаков, вы также можете сказать, что дождь — это облака, отказавшись от своих мечтаний быть водяным паром и снова Земля, где они снова начинают свое путешествие через цикл осадков. Если вы хотите лучше понять, почему дождь идет из облаков, начните с этого цикла осадков, механизма, посредством которого вода перемещается с Земли в атмосферу и обратно.

Понимание цикла осадков

Количество воды, доступной на Земле, никогда не меняется. Но его состояние (жидкость или газ / пар) влияет, и все благодаря тепловой энергии солнца. Поскольку жидкая вода нагревается солнцем, она получает достаточно энергии, чтобы разбить свои молекулы на части и превратиться в водяной пар.

Чем теплее воздух, тем больше водяного пара он может удерживать. Этот теплый, насыщенный влагой воздух поднимается вместе с содержащимся в нем водяным паром и, поднимаясь, охлаждается.Когда воздух охлаждается выше «точки росы», он конденсируется вокруг «ядер конденсации», которые обычно представляют собой крошечные частицы пыли, дыма или даже соли, взвешенные в воздухе. (Если вы когда-либо смотрели сквозь луч солнечного света и видели танцующие в воздухе частицы пыли, это отличное зрелище. )

Крошечные капли воды, которые изначально образуются, — это то, что вы видите как облака — и если вы обратите на них пристальное внимание. облака в небе, вы увидите, что они постоянно сжимаются и растут в ответ на противоборствующие силы испарения и конденсации.

Как облака становятся дождем

Водяной пар, который сконденсировался в крошечные капельки и образовал облака, скоро перейдет в дождь, но его еще нет. На данный момент капли воды настолько крошечные, что воздушные потоки удерживают их в воздухе, так же как кружащиеся частицы пыли могут оставаться в воздухе. Но поскольку эти капли продолжают подниматься, поддерживаемые поднимающимися телами теплого воздуха, у них есть два пути, чтобы вернуться на Землю.

Первый — это когда капли воды сталкиваются и сливаются с другими каплями, в конечном итоге становясь тяжелее, чем поднятие воздуха вокруг них, и в этот момент они падают через облако.Или, благодаря так называемому процессу Бержерона-Финдейзена-Вегенера, ледяному процессу осаждения или просто процессу Бержерона, капли поднимаются достаточно высоко, чтобы замерзнуть в кристаллах льда, притягивая к себе больше водяного пара и быстро растя, пока не станут достаточно тяжелыми. упасть как снег или растаять и упасть как дождь.

Как дождь идет из облаков?

Как только капля воды совершает прыжок из облака к Земле, она прилетает с бесцеремонным всплеском капли дождя.Обычно. Но в зависимости от атмосферных условий это может также быть ледяным дождем, мокрым снегом (ледяная крупа, смешанная с дождем или снегом), градом или, конечно, снегом.

Вы также можете увидеть много разных типов дождя, о чем может сказать вам любой, кто испытал стойкие туманы Ирландии или грохочущий ливень в тропиках. Форма дождя зависит не только от атмосферных условий, таких как температура воздуха, но и от форм рельефа. Например, холмистые прибрежные районы часто более влажные, чем плоские прибрежные районы, потому что по мере того, как влажный воздух с океана поднимается, поднимаясь над холмами, он конденсируется достаточно для выпадения дождя.

Один из самых сильных дождей может выпадать, когда сталкиваются погодные фронты или массы теплого и холодного воздуха. Когда это происходит, масса теплого воздуха — и вода, которую он несет, — поднимается вверх и над воздухом прохладного фронта. По мере того, как весь этот теплый воздух поднимается вверх, он охлаждается достаточно, чтобы водяной пар конденсировался и выпадал под сильным сильным дождем. При подходящих условиях это также может быть механизмом, который запускает летнюю грозу.

Что это за «дождь»?

Как вы уже знаете, осадки могут падать на Землю разными способами — и такие слова, как «туман», «туман», «изморось» или «ливень», не только описательны, но и имеют научные определения размера капли воды, скорость их падения, дюймы осадков в час, их плотность или количество капель в квадратном футе.От самых легких осадков до самых сильных — это следующие термины:

• Туман
  
• Туман
  
• Морось
  
• Легкий дождь
• Умеренный дождь
• Сильный дождь
• Сильный дождь

, благоприятно для вас, TV Weatherperson говорит, что «там идет дождь из кошек и собак», они немного приукрашивают, но если они говорят, что вы можете ожидать «сильного дождя», они фактически делают научное заявление.

И вообще, сколько дождя?

Это сложный вопрос. Вот один впечатляющий факт: согласно данным Геологической службы США, на континентальной части Соединенных Штатов выпадает достаточно дождя, чтобы покрыть землю на 30-сантиметровом уровне воды.

С учетом сказанного, режимы выпадения осадков сильно различаются от года к году и между географическими регионами. Например, по данным Геологической службы США, рекорд по количеству дождя в год установлен в городе Черрапунджи, Индия, где в 1861 году выпало колоссальные 905 дюймов (более 75 футов) дождя.Рекорд по самому высокому среднегодовому количеству осадков принадлежит Mt. Вайалеале, Гавайи, где ежегодно выпадает в среднем около 450 дюймов осадков.

Существуют и противоположные крайности: опять же, по данным Геологической службы США, период без дождей в Арике, Чили, длился 14 лет. Это более 5000 засушливых дней, из-за чего 767-дневная засуха в Багдаде, штат Калифорния, в начале 1910-х годов кажется почти мягкой.

Имея это в виду, вы, возможно, не удивитесь, узнав, что некоторые части Южной Америки (особенно в Чили) и части Калифорнии официально являются пустынями.Но знаете ли вы, что большие участки земли за Полярным кругом также называют пустынями из-за малого количества осадков? К ним относятся большие участки Гренландии, Канады и Сибири. Большая часть Антарктиды тоже считается пустыней.

Каковы ваши местные особенности дождя? См. Раздел Ресурсы, чтобы увидеть карту среднего количества осадков в США.

Создайте свою собственную погоду дома!

Как образуются облака?

Откуда они?

Что вызывает дождь или снег?

Откройте для себя ответы на эти и другие вопросы с помощью забавных экспериментов в этом выпуске!

Облачные научные проекты

Круговорот воды

В этом эксперименте вы увидите, как вода с земли попадает в воздух, образуя облака, а затем падает обратно на землю в виде дождя!

Что вам понадобится:

• бумажный стаканчик
• пластиковая сумка на молнии (достаточно большая, чтобы держать чашку стоя)
• лента
• вода

Чем вы занимаетесь:

1. Наполните чашу водой примерно на 1/4.
2. Осторожно поместите стаканчик в пластиковый пакет и застегните его на молнию.
3. Постучите сумкой с чашкой внутри к окну, куда проникает много солнца.
4. Проверяйте свою чашку и сумку в течение дня и смотрите, что происходит.

Что случилось:

Когда солнце нагревает воду в чашке, часть воды испарилась в газ под названием водяной пар .

Вы не видите водяного пара, но можете видеть, что произошло дальше.Водяной пар снова превратился в жидкость, и на внутренней части мешка образовались маленькие капли воды — это называется конденсацией .

Когда несколько капель воды слипались, они становились достаточно тяжелыми, чтобы стягивать друг друга по стенкам мешка.

Если вы оставите этот проект приклеенным к окну достаточно долго, вся вода изнутри чашки в конечном итоге окажется на дне мешка!

Именно так образуются облака и производят дождь.

Вода из рек, озер, ручьев или океанов испаряется в воздух, когда она нагревается солнцем. Когда водяной пар поднимается вверх в воздухе, он конденсируется или начинает остывать и снова превращается в жидкость.

Затем капли воды начинают слипаться, как облака. Когда в облаках слипается достаточно капель, они становятся большими и тяжелыми и притягиваются к земле под действием силы тяжести.

Когда капли воды падают с облаков, это называется дождем.Иногда капли замерзают, прежде чем упадут на землю, и превращаются в град, мокрый снег или снег!

Облако в банке

Знаете ли вы, что можно создать облако? Он будет намного меньше, чем те, что в небе, которые приносят нам дождь, но его форма такая же, как и в небе.

Что вам понадобится:

• банка стеклянная
• черная бумага
• лента
• теплая вода
• кубиков льда
• маленькая металлическая миска или металлический противень (должен полностью закрывать отверстие банки)
• матч
• фонарик (по желанию)
• взрослый в помощь

Чем вы занимаетесь:

1. Обрежьте черную бумагу так, чтобы она охватывала половину банки, оставив примерно один дюйм свободного места на дне банки. Приклейте его на банку скотчем.
2. Добавьте в банку около двух дюймов теплой воды.
3. Наполните металлическую миску или поддон кубиками льда.
4. Попросите взрослого зажечь спичку и подержать ее в банке на несколько секунд, а затем бросить в воду.
5. Быстро накройте банку контейнером со льдом.
6. Посмотрите в банку с открытой стороны (так, чтобы черная бумага служила фоном на задней части банки) и наблюдайте, что происходит.
7. Вы должны увидеть форму облака! Чем больше облако станет больше, тем легче будет его увидеть.Чтобы еще лучше увидеть облако, выключите свет и направьте фонарик в банку на черную бумагу.
8. Понаблюдав некоторое время за своим облаком, вы можете снять контейнер со льдом из кувшина и наблюдать, как облако поднимается и исчезает!

Что случилось:

Облака образуются, когда вода нагревается и превращается в газ, называемый водяным паром, который поднимается в воздух.

Поднимаясь выше в небе, водяной пар остывает и снова превращается в крошечные капли жидкости.

Внутри кувшина часть теплой воды испарилась и превратилась в водяной пар.

Затем, когда водяной пар попал в холодную металлическую чашу со льдом, он снова превратился в крошечные капельки жидкой воды.

Дым от спички, который держали в банке, помог облегчить просмотр облака.

Крошечные капельки воды прилипли к крошечным кусочкам дыма в воздухе между теплой водой и льдом.

В реальном облаке крошечные частицы пыли, плавающие в воздухе, действуют так же, как дым в вашем сосуде, а вокруг пыли образуются капли воды.

По мере того, как вода превращалась в водяной пар, а затем обратно в крошечные водяные капли, облако росло.

Когда вы вынули контейнер со льдом, водяной пар не конденсировался , больше не превращался в капли воды, а просто поднимался из верхней части банки, унося с собой ваше облако!

Урок по науке об облаках

Что такое облака?

Тепло от солнца заставляет крошечные капли воды подниматься с земли в воздух.

Когда молекулы воды нагреваются, они превращаются из жидкости в газ и поднимаются в воздух, или испаряются .

Испарившаяся вода называется водяным паром. Пар от кипящей на плите кастрюли — тоже водяной пар. В воздухе, которым мы дышим, много водяного пара.

Облака образуются, когда водяной пар поднимается высоко в воздух. Когда он достигает холодного воздуха, пар снова превращается в капли воды!

Эти крошечные капли воды, плавающие в воздухе, собираются и «слипаются» в небе. Облака — это просто склеенные вместе множество капель воды.

Когда облака наполняются каплями воды настолько, что уже не могут удерживать их, вода падает на землю в виде дождя!

Иногда капли воды замерзают и падают на землю в виде снега, мокрого снега или града.Вода или лед, образующиеся из облаков, называются осадками.

Облака не только приносят осадки, но и охлаждают землю. Теплый воздух всегда поднимается вверх, а холодный — опускается.

Ночами, когда много густых облаков, земля теряет тепло не так быстро, потому что облака так сильно блокируют теплый воздух.

Облачные ночи обычно теплее ясных. Ночами, когда облаков мало, тепло поднимается в атмосферу, понижая температуру земли.

Типы облаков

Есть три основных типа облаков, но также могут быть комбинации этих облаков и другие названия для них в зависимости от того, насколько высоко они находятся в небе. Чтобы узнать больше о типах облаков и их наблюдении для прогнозирования погоды, мы рекомендуем карту облаков.

Cirrus — тонкие и тонкие облака очень высоко в небе. Они часто состоят из крошечных кусочков льда и обычно возникают за день до дождя или снега. Слово cirrus происходит от латинского слова, которое означает «пучок или завиток волос».”

Кучевые облака — большие пушистые облака, которые находятся в небе в дни с хорошей погодой (без осадков). Слово кучевые облака означает «куча» или «куча». Кучевые облака могут превращаться в облака, приносящие грозы, называемые кучево-дождевыми облаками.

Stratus — темные слои облаков, низко нависающие над небом, как одеяло. Слово stratus означает «распространяться». Слоистые облака могут приносить дождь, снег или туман.

слов науки

Испарение — когда молекулы нагреваются и превращаются из жидкости в газ.

Водяной пар — когда вода с Земли испаряется в воздух, она превращается в газ и называется водяным паром.

Конденсировать — когда газ остывает и снова превращается в жидкость.

Рабочий лист для печати

Используйте этот рабочий лист с разделом «Типы облаков» приведенного выше урока естествознания, чтобы рассмотреть основные типы облаков и то, какую погоду они приносят.

Так почему идет дождь?

Так почему идет дождь?

Погодите! После всего этого мы до сих пор не знаем, почему идет дождь? Поговорим о том, чтобы ходить вокруг да около! Думаю, этого можно ожидать от человека, проработавшего профессором колледжа три десятилетия. Но мы почти у цели.

Для того, чтобы шел дождь, воздух должен быть насыщенным: относительная влажность должна быть 100 процентов или очень близка к ней. Как это случилось? Понижая температуру или вводя больше водяного пара. Но если мы просто введем больше водяного пара, и ничего больше не произойдет, мы все равно застрянем в микроскопических каплях. Итак, давайте сосредоточимся на понижении температуры. Температуру может снизить более холодный ветер, возможно, дующий с севера. Но эти северные ветры содержат меньше водяного пара, поэтому температура может снизиться, но влажность останется прежней.

Сопротивляясь стихиям

Как сильно может идти дождь? Очень тяжело! 22 июня 1947 года всего за 42 минуты над Холтом, штат Миссури, выпало 12 дюймов дождя. Это около 25 процентов нормального годового количества осадков для Холта, и это произошло менее чем за час. 4 июля 1956 года всего за 60 секунд в Юнионвилле, штат Мэриленд, выпало 1,23 дюйма дождя. 3 июля 1976 года за четыре часа выпало 10 дюймов дождя в Большом каньоне Томпсон, штат Колорадо. В результате внезапного наводнения погибло 80 человек. 9 июня 1972 года за 5 часов над Блэк-Хиллз в Северной Дакоте выпало 15 дюймов дождя.Более 200 человек были унесены водой. В Каламе, Чили, в течение 400 лет не было дождя, а затем, 10 февраля 1972 года, небо разверзлось в середине дня. Катастрофические наводнения и сели прокатились по этому региону. Самым влажным населенным местом в мире является Буэнавентура, Колумбия, где ежегодно выпадает в среднем 265,47 дюймов осадков. Самым засушливым населенным пунктом является Асуан, Египет, где среднегодовое количество осадков составляет всего 0,02 дюйма.

Температура также может упасть, если поднимется столб воздуха.По мере подъема столба воздуха вокруг него становится меньше атмосферы, что снижает давление за пределами столба. Таким образом, столбец расширяется по мере роста. Это расширение снизит температуру, потому что молекулы воздуха не будут сталкиваться друг с другом так часто. В конце концов относительная влажность достигнет 100 процентов, и поднимающийся столб не теряет водяной пар. Поднимающийся воздух кажется самым верным способом создать облако.

Кроме того, по мере того, как воздух поднимается вверх, влага распространяется по широкой области.Есть много капель, доступных для слияния, и если поднятие поднимет облако до большой высоты, лед будет образовываться даже летом, даже в тропических широтах. Таким образом, поднимающийся воздух создает наилучшую среду для превращения облачных капель в капли дождя. На рисунке ниже показана динамика, связанная с естественным выпадением дождя.

И это сообщение этого раздела. Движение вверх вызывает дождь. Чем быстрее поднимается воздух; тем сильнее идет дождь. Все остальное, что происходит в атмосфере, просто строится на этом основном принципе.

Те взлеты и падения

Типичный дождливый день может быть вызван относительно мягким восходящим движением — пара сантиметров в секунду. Обычно это происходит в течение 12 или 24 часов, а возможно, и дольше. Интенсивность осадков будет напрямую связана с величиной этого восходящего движения. Небо сначала будет покрыто перистыми облаками, которые затем сгущаются, опускаются и в конечном итоге приводят к образованию нимбослоистых облаков.

Погода и связанные с ней восходящие течения .

Погодный тип	Вертикальная скорость
Легкий дождь	1-4 см / сек
Умеренно-сильный дождь	4-20 см / сек
Гроза	см 9057+ / сек
Сильные штормы и торнадо	10-50 м / сек

В отличие от этого медленного и мягкого процесса восходящие движения могут быть сильными в тех высоких кучево-дождевых облаках, которые приносят грозы и даже смерчи.Вертикальная скорость может быть в тысячу раз больше — 20 метров в секунду или 40 миль в час при восходящем потоке, приближающемся к 100 миль в час. В этих облаках образуется крупный град, потому что восходящее движение удерживает лед в подвешенном состоянии в течение длительного времени, и у него есть шанс нарастать. В конце концов, у него нет выбора, кроме как пасть.

Weather-Speak

Проседание — это опускание воздуха, обычно связанное с зоной высокого давления.

Конечно, если воздух движется вниз, небо чистое и погода сухая.Заклинания яркой погоды напрямую связаны с этим успокаивающим движением. Вместо конденсации происходит испарение. Перед штормом воздух поднимается, но после того, как шторм уходит, атмосфера опускается, поэтому небо очищается вскоре после того, как центр шторма удаляется. Оседание не обошлось без головной боли, связанной с погодой. Если атмосфера всегда опускается, преобладают условия пустыни. Зоны пустыни вокруг земли возникают там, где воздух опускается. Кроме того, при проседании возникают серьезные уровни загрязнения воздуха.