Уровень конденсации

Известно, что адиабатически воздух охлаждается на каждые 100 м высоты примерно на 0, 6° С. Влажному и холодному воздуху достаточно подняться на 100 - 300 м, чтобы температура его достигла точки росы. Сухой и теплый воздух пус­тыни должен подняться на 5—6 км, чтобы охладиться до такой степени, при которой начнется конденсация немногочисленной в нем влаги.

Высота, на которой в процессе подъема воздуха происходит конденсация или сублимация влаги, называется уровнем конден­сации. Положение уровня конденсации зависит от температуры и влажности воз­духа, от географических условий и времени года. При фронталь­ном подъеме больших воздушных масс уровень конденсации всегда ниже, чем во внутримассовых конвекционных токах.

Система океан — атмосфера — материки

Все природные воды - океанские, атмосферные и внутриматериковые (реки, озера, лед­ники, подземные воды) образуют единую систему, объединенную влагооборотом. Каждое звено влагооборота необходимо изучать только как часть целостной системы.

Океан служит важнейшим начальным источником атмосфер­ной влаги и играет решающую роль в увлажнении материков. В системе «океан-атмосфера-материки» прослеживаются следующие взаимодействия»:

1. С поверхности полярных океанов - Северного Ледовитого и Южного - испарение незначительное, летом прибрежная суша теплее воды, условия для конденсации неблагоприятны, а зимой ледовый покров вовсе не дает влаги. Суша, прилегающая к этим океанам, получает мало осадков.

2. В умеренных поясах с западным переносом воздушных масс испарившаяся на океанах влага подхватывается западными вет­рами и переносится далеко в глубь материков (Евразия) или сосредоточивается на западных склонах прибрежных горных си­стем (Северная Америка, Чили). Особенно благоприятны условия для конденсации влаги над территориями, омываемыми теплыми течениями (Северо-Западная Европа, Северо-Западная Америка).

3. Восточные берега материков умеренных широт (Лабрадор и Камчатка) омываются холодными течениями, испарение с по­верхности которых и конденсация над которыми менее интенсивны, чем на западных берегах в тех же широтах.

4. В тропических широтах западные берега материков омываются холодными Канарским и Калифорнийским течениями (в северном полушарии), Перуанским, Бенгальскими Западноавстралийским (в южном полушарии). Над ними образуется температурнаяинверсия, препятствующая конденсации влаги. Кроме того, пассатами она уносится от берегов в океан и к экватору, а те незначительные воздушные массы, которые все-таки проникают на континент, оказываются над нагретой поверхностью и удаляются от точки росы.

5. Восточные берега в тро­пических широтах омываются теплыми течениями (ветви Пассатного течения): Гвианским и Бра­зильским у берегов Южной Америки, Сомалийским и Мозамбикским у берегов Африки и Восточноавстралийским у берегов Австралии. С поверхности теплой воды испа­ряется много влаги. Падение температуры с высотой благо­приятно для конденсации, и пассаты несут влагу на мате­рик.

Сравнением западных и вос­точных секторов материков в умеренных и жарком тепловых поясах выявляется замечатель­ная закономерность влагооборота в системе «океан - атмо­сфера – материки»: западно-вос­точная диссимметрия.

6. Наветренные склоны гор благодаря орографическому поднятию и адиабатическому охлаждению воздуха оказыва­ются влажными даже в арид­ных областях Средней и Центральной Азии. Именно к наветренным склонам гор приурочено и максималь­ное количество дождей (Гавайские острова, вулкан Камерун и др.).

Туманы

Если водяной пар конденсируется в приземном слое воздуха, то образуются туманы. Охлаждение при этом происходитне в результате адиабатического процесса, а вследствие теплоизлуче­ния или адвекции теплых или холодных воздушных масс.

Туманом называется скопление в приземном слое атмосферы мелких ка­пель воды или кристаллов льда или тех и других вместе. При этом уменьшается прозрачность воздуха и видимость. Если она меньше 1 км, то это туман, если в пределах от 1 до 10 км - дымка. Замутнение, создаваемое скоплением в сухом воздухе твердых частиц—пыли, дым и др., называется мглой.

По физическим причинам и географическим условиям фор­мирования туманы разделяются на туманы охлаждения и туманы испа­рения.

В туманах охлаждения различаются радиационные, адвективные и склоновые:

1. Радиационные туманы образуются в теплое время года вечером и ночью при тихой и ясной погоде над реками, озерами и низинами. После захода Солнца вода еще долгое время остается теплой и испаряется; пар поступает в уже охлажденный воздух и конден­сируется.

2. Адвективные туманы возникают в теплой воздушной массе при продвижении ее в холодные места, например с теплого моря на относительно холодную сушу. Особенно часты такие туманы в прибрежных странах, например в Западной Европе.

3. Склоновые туманы образуются на склонах гор в результате адиабатического охлаждения воздуха при подъеме.

В туманах испарения также выделяют несколько видов:

4. Морские туманы, которые бывают над полыньями (незамерзающие участками моря) в зимнее время, когда с водной по­верхности пар поступает в морозный воздух.

5. Осенние туманы возникают над реками, озерами, низинами, когда на относи­тельно теплую воду натекает холодный воздух с суши.

6. Туманы смешения образуются при горизонтальном смеше­нии различных по температуре и влажности воздушных масс. Они часты в местах встреч теплых и холодных течений, например, у Ньюфаундленда. Такую же природу имеют гаруа - туманы на побережьях тропических пустынь), омываемых холодными течениями. Эти туманы в виде мел­кой, все пронизывающей водяной пыли увлажняют песчаную поч­ву и обеспечивают влагой растения пустынь.

7. Городские туманы могут быть вызваны любой из указанных причин, но всегда усиливаются за счет обилия ядер конденса­ции - продуктов горения. Кроме обычных туманов из водяных капель, в индустриальных центрах, особенно Западной Европы, стал частым смог — удушливая смесь тумана, гари дымовых труб и выхлопных газов автомобилей.

Как и всякая особенность климата, туманы подчиняются определенным гео­графическим закономерностям. В полярных широтах они бывают часто и держатся устойчиво. В Арктике отмечается 100 дней с туманами в год. В умеренном поясе особенно часты туманы на берегах морей: на Аляске число туманных дней достигает 24—28 в месяц, на Дальнем Востоке—около 80 в год. В материковом климате туманов значительно меньше. В тропическом поясе туманы редки, но, как уже указывалось, их много на западных берегах, омываемых холодными течениями.

Туманы - часто повторяющееся метеорологическое явление, неблагоприятное для авиации, транспорта и других видов дея­тельности людей. В настоящее время в метеорологии и экологии интенсивно разрабатывается методика их прогнозирования.