При определенных условиях из облаков выпадают осадки, т. е. капли
или кристаллы достаточно крупных размеров, которые не могут
удерживаться в атмосфере во взвешенном состоянии.
В зависимости от физических условий образования (по генетическому
признаку) осадки подразделяются на три вида.
Из облаков восходящего движения (слоисто-дождевых и высоко-слоистых),
связанных с фронтами, выпадают обложные осадки. Это осадки средней
интенсивности. Они выпадают сразу на больших площадях (порядка сотен
тысяч квадратных километров), распространяются сравнительно
равномерно и продолжаются достаточно длительное время (порядка
десятков часов). Наибольший процент в общем количестве осадков в
умеренных широтах составляют именно обложные осадки.
Карта XXIII. Среднее годовое число дней с
туманом.
2. Из кучево-дождевых облаков, связанных с конвекцией, выпадают
интенсивные, но малопродолжительные ливневые осадки. Их сравнительно
небольшая продолжительность объясняется тем, что они связаны с
отдельными облаками или с узкими зонами облаков. В холодной
воздушной массе, движущейся над теплой земной поверхностью, ливневый
дождь в каждом конкретном пункте иногда продолжается всего несколько
минут. При местной конвекции летом над сушей, когда кучево-дождевые
облака особенно обширны, или при прохождении фронтов ливень иногда
продолжается часами. По наблюдениям в США, средняя площадь,
одновременно захватываемая одним и тем же ливневым дождем,
составляет около 20 км2.
Интенсивность ливневых осадков сильно колеблется. Даже в случае
одного дождя количество осадков, выпавшее на расстоянии всего 1-2
км, может различаться на 50 мм. Ливневые осадки являются основным
видом осадков в низких тропических и экваториальных широтах.
3. Кроме обложных и ливневые осадков, различают еще осадки
моросящие. Это внутримассовые осадки, выпадающие из слоистых и
слоисто-кучевых облаков, типичных для теплых или местных устойчивых
воздушных масс. Вертикальная протяженность этих облаков невелика,
поэтому в теплое время года осадки могут выпадать из них только в
результате взаимного слияния капель. Выпадающие жидкие осадки -
морось - состоят из очень мелких капель. Зимой при низких
температурах указанные облака могут содержать кристаллы. Тогда
вместо мороси из них выпадают мелкие снежинки и так называемые
снежные зерна.
Как правило, за сутки выпадает небольшое количество моросящих
осадков. Зимой они не увеличивают заметно снежного покрова. Только в
особых условиях, например в горах, морось может быть более
интенсивной и обильной.
По форме различают следующие виды осадков.
Дождь - жидкие осадки, состоящие из капель диаметром 0,5-8 мм. Капли
более значительных размеров при падении разбиваются на части. В
ливневых дождях диаметр капель больше, чем в обложных, особенно в
начале дождя. При отрицательных температурах иногда могут выпадать
переохлажденные капли. Соприкасаясь с земной поверхностью, они
замерзают и покрывают ее ледяной коркой.
Морось - жидкие осадки, состоящие из капель диаметром 0,05-0,5 мм с
очень малой скоростью падения. Они легко переносятся ветром в
горизонтальном направлении.
Снег- твердые осадки, состоящие из сложных ледяных кристаллов
(снежинок). Формы их очень разнообразны и зависят от условий
образования. Основная форма снежных кристаллов - шестилучевая
звезда. Звезды получаются из шестиугольных пластинок потому, что
сублимация водяного пара наиболее быстро происходит на углах
пластинок, где и нарастают лучи. На этих лучах в свою очередь
создаются разветвления. Диаметры выпадающих снежинок имеют различные
размеры (в среднем порядка нескольких миллиметров). Снежинки при
падении часто слипаются в крупные хлопья. При температурах, близких
к нулю и выше нуля, выпадает мокрый снег (или снег с дождем). Для
него характерны крупные хлопья.
Из слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков при отрицательных
температурах выпадает еще крупа, снежная и ледяная - осадки,
состоящие из ледяных и сильно обзерненных снежинок диаметром более 1
мм. Чаще всего крупа наблюдается при температурах, близких к нулю,
особенно осенью и весной. Снежные крупинки легко сжимаются пальцами,
а ледяные раздавить трудно. Они имеют оледеневшую поверхность и при
падении на землю подскакивают.
Из слоистых облаков зимой вместо мороси выпадают снежные зерна -
маленькие крупинки диаметром менее 1 мм, напоминающие манную крупу.
Зимой при низких температурах из облаков нижнего или среднего ярусов
иногда выпадают ледяные иглы - осадки, состоящие из ледяных
кристаллов в виде шестиугольных призм и пластин без разветвлений.
При значительных морозах такие кристаллы "могут возникать в воздухе
вблизи земной поверхности. Они особенно хорошо видны в солнечный
день, когда сверкают своими гранями, отражая солнечные лучи. Из
подобных ледяных иголок состоят и облака верхнего яруса.
Особый характер имеет ледяной дождь - осадки, состоящие из
прозрачных ледяных шариков (замерзших в воздухе капель дождя)
диаметром 1-3 мм.
Летом, в достаточно жаркую погоду, из кучево-дождевых облаков при
грозах и, как правило, вместе с ливневым дождем иногда выпадает град
- осадки в виде кусочков льда шарообразной формы (градин) диаметром
от нескольких миллиметров до 6 см и более. Масса градин в отдельных
случаях превышает 300 г. Градины состоят из белого матового ядра и
далее из последовательных прозрачных и мутных слоев льда.
Вид и размеры градин свидетельствуют о том, что они в течение своей
<жизни> многократно увлекаются то вверх, то вниз сильными токами
конвекции. При этом в результате столкновения с переохлажденными
каплями градины наращивают свои размеры. В нисходящих токах градины
опускаются в слои с положительными температурами, где подтаивают
сверху, затем в восходящих потоках они снова поднимаются вверх и
замерзают с поверхности и т. д.
Для образования градин необходима большая водность облаков, поэтому
град выпадает только в теплое время года при высоких температурах у
земной поверхности. Наиболее часто град выпадает в умеренных
широтах, а с наибольшей интенсивностью- в тропиках. В полярных
широтах град не наблюдается. Отмечены случаи, когда град долго лежал
на земле слоем в несколько десятков сантиметров. Град часто вредит
посевам и даже уничтожает их (градобития). В отдельных случаях от
него могут пострадать животные и даже люди.