Осадки, их формы и виды.

Осадками называют капли воды и кристаллы льда, выпадающие из облаков или оседающие из воздуха на земную поверхность. Осадки из облаков дают более 99% общего количества воды, поступающей из атмосферы на земную поверхность; менее 1% приходится на осадки, осаждающиеся из воздуха.

Осадки характеризуются количеством и интенсивностью. Количество осадков измеряется толщиной (выраженной в мм. или см.) того слоя воды, который они образовали бы на поверхности земли при от сутствии просачивания, стока и испарения. Интенсивность − это количество осадков, выпадающих за единицу времени (за минуту или за час).

Необходимым условием для образования осадков является укрупнение облачных элементов до таких размеров, при которых скорость падения этих элементов становится больше скорости восходящих потоков. Процесс укрупнения происходит, в основном, по следующим причинам:

а) за счет переконденсации водяного пара с капель воды на кристаллы льда или с мелких капель на крупные. Это происходит потому, что упругость насыщения над ледяными кристаллами меньше, чем над каплями воды, над крупными каплями меньше, чем над мелкими.

б) за счет слияния (коагуляции) капель воды при их столкновении в результате турбулентных движений воздуха и различной скорости падения крупных и мелких капель. Эти столкновения приводят к поглощению мелких капель крупными.

Рост капель за счет конденсации преобладает до тех пор, пока радиус капли не станет равным 20…60 мкм, после чего главным процессом укрупнения облачных элементов становится коагуляция.

Облака, однородные по своей структуре, т.е. состоящие только из одинаковых по размерам капель или только из ледяных кристаллов, осадков не дают. К таким облакам относятся кучевые и высоко-кучевые, состоящие из мелких водяных капель, а т акже перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые, состоящие из ледяных кристаллов.

В облаках , состоящих из капель разного размера, происходит медленный рост более крупных капель за счет мелких. Однако, в результате указанного процесса образуются лишь небольшие капли дождя. Такой процесс происходит в слоистых, а иногда и в слоисто- кучевых об лаках, из которых могут выпадать осадки в виде мороси.

в) основные виды осадков выпадают из смешанных облаков, в которых укрупнение облачных элементов происходит за счет замерзания переохлажденных капель на кристаллах льда. Укрупнение облачных элементов идет бурно и сопровождается выпадением дождя или снега. К таким облакам относятся кучево-дождевые, слоисто-дождевые и высоко-слоистые.

Осадки, выпадающие из облаков, могут быть жидкими, твердыми и смешанными.

Основными формами осадков являются:

Дождь – осадки в виде капель воды д иаметром более 0,5 мм.

Снег – твердые осадки в виде снежинок различных размеров. Снежинки чаще всего имеют вид звездочек правильной шестигранной формы. При температуре воздуха около 0°С снежинки слипаются, образуя хлопья, нередко довольно крупные.

Морось – мельчайшие капельки воды диаметром меньше 0,5 мм, находящиеся практически во взвешенном состоянии в воздухе. Их падение почти незаметно для глаза. Когда капель много, морось становится похожей на туман. Однако, в отличие от тумана, капли мороси выпадают на земную поверхность.

Мокрый снег – осадки, состоящие из тающего снега при температуре – 0°…+5°С.

Снежная крупа – мягкие молочно-белые непрозрачные крупинки округлой формы диаметром 2…5 мм.

Снежные зерна – снежные мягкие крупинки белого цвета диаметром менее 2 мм.

Ледяная крупа – прозрачные крупинки с плотным белым ядром в центре. Диаметр крупинок менее 5 мм. Образуется в тех случаях, когда капли дождя или частично растаявшие снежинки замерзают при падении сквозь нижний слой воздуха с отрицательной температурой. 

Град – осадки в виде кусочков льда разного размера. Градины имеют неправильную или сферическую (близкую к сферической) форму, их размер колеблется от 5 мм до 10 см и более. Поэ тому вес градин может быть очень большим. В центре градин имеется беловатое полупрозрачное зерно, обтянутое несколькими слоями прозрачного и непрозрачного льда.

Ледяной дождь – мелкие прозрачные сферические частицы диаметром 1…3 мм. Они образуются при замерзании капель дождя, падающих сквозь нижний слой воздуха с отрицательной температурой (дождь при температуре 0°…•5°С). 

Ледяные иглы – мельчайшие ледяные кристаллы, не имеющие ветвистого, как снежинки, строения. Наблюдаются в тихую морозную погоду. Видны как сверкающие в солнечных лучах искринки.

По характеру выпадения , в зависимости от физических условий образования, продолжительности и интенсивности, осадки разделяются на три вида: 

1. Обложные осадки − это продолжительные, средней интенсивности осадки в виде капель дождя или в виде хлопьев снега, которые наблюдаются одновременно над значительной площадью. Эти осадки выпадают из системы фронтальных слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаков.

2. Ливневые осадки − это кратковременные, большой интенсивност и осадки в виде крупных капель, крупных хлопьев снега, иногда ледяной крупы или града, которые обычно наблюдаются над небольшими районами. Выпадают из кучево -дождевой, а иногда мощно- кучевой (в тропиках ) облачности. Обычно они начинаются внезапно, длятся недолго, но в ряде случаев могут неоднократно возобновляться. Выпадение ливневых осадков часто сопровождается грозами и шквалами. 

3. Моросящие осадки − очень мелкие капли, мельчайшие снежинки или снежные зерна, оседающие из облаков на землю почти незаметно для глаза. Наблюдаются одновременно над большой территорией, их интенсивность очень мала и определяется обычно не по количеству выпавших осадков, а по степени ухудшения горизонтальной видимости. Выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков.

К осадкам , выделяющимся непосредственно из воздуха, относятся: роса, иней, изморозь, жидкий или твердый налет на наветренной стороне вертикально расположенных предметов.

Роса - это жидкие осадки в виде мелких капелек воды, образующихся в летние ночи и утром на предметах, расположенных у поверхности земли, листьях растений и т.д. Роса образуется при соприкосновении влажного воздуха с охлажденными предметами, вследствие чего происходит конденсация водяного пара.

Иней - это белое мелкокристаллическое отложение, образующееся в результате сублимации водяного пара в тех случаях , когда температура приземного воздуха и подстилающей поверхности ниже 0°С;

Высокое влагосодержание, малооблачная погода и слабый ветер способствуют образованию росы и инея. В этом процессе принимает участие слой воздуха толщиной 200…300 м и больше. Иней, образующийся на поверхности воздушного судна на земле, необходимо тщательно удалять перед вылетом, так как это может привести к тяжелым последствиям вследствие того, что аэродинамические качества воздушного судна ухудшаются. 

Изморозь – это белый, рыхлый, похожий на снег, лед. Она образуется в туманную морозную погоду при очень слабом ветре на ветках деревьев и кустарников, проводах и на других предметах. Образование изморози связано главным образом с замерзанием мельчайших переохлажденных капелек, сталкивающихся с различными предметами. Снежная бахрома изморози может быть самой причудливой формы. Она легко осыпается при стряхивании, но при повышении температуры и новом похолодании может смерзаться и оледеневать.

Жидкий и твердый налет образуется на наветренной части вертикально расположенных предметов, охлажденных до температуры ниже температуры окружающего воздуха. В теплое время образуется жидкий налет, а при температуре поверхности ниже 0°С образуются белые полупрозрачные кристаллы льда. Этот вид осадков может образовываться в любое время суток при резких потеплениях в холодное время года.

Особой формой переноса осадков являются метели. Различают три вида метелей:

снежный поземок , снежная низовая метель и общая метель.

Снежный поземок и снежная низовая метель образуются при переносе сухого снега по поверхности земли. Снежный поземок образуется при ветре 4…6 м/с, снег поднимается на высоту до 2 м над поверхностью земли. Снежная низовая метель образуется при ветре 6 м /с и более, снег поднимается на высоту более 2 м над поверхностью земли. При общей метели (своего значка не имеет) наблюдается выпадение снега из облаков, ветер 10 м/с и более, подъем с земли ранее выпавшего снега и видимость менее 1000 м.

Все виды осадков усложняют производство полетов. Влияние осадков на полеты зависит от их вид а, характера выпадения и температуры воздуха.

1. В осадках ухудшается видимость и понижается нижняя граница облаков. В умеренном дожде при полете с небольшой скоростью горизонтальная видимость ухудшается до 4…2 км, а при большой скорости полета − до 2…1 км. Значительное ухудшение горизонтальной видимости наблюдается при полете в зоне снегопада. В слабом снеге видимость обычно не превышает 1…2 км, а в умеренном и сильном – ухудшается до нескольких сотен метров. В ливневых осадках видимость резко ухудшается до нескольких десятков метров. Нижняя граница облаков в зоне осадков, особенно на атмосферных фронтах, понижается до 50…100 м и может располагаться ниже высоты принятия решения.

2. Осадки в виде града вызывают механические повреждения воздушных судов. При большой скорост и полета даже небольшие градины могут сделать значительные вмятины и разрушить остекление кабины. Град иногда встречается на значительной высоте: мелкий град наблюдается на высоте около 13 км, а крупный – на высоте 9,5 км. Разрушение остекления на большой высоте может привести к разгерметизации, что очень опасно.

3. При полетах в зоне ледяного дождя наблюдается интенсивное обледенение воздушных судов.

4. Длительные обложные осадки в теплое время года вызывают переувлажнение грунта и выводят из строя нато или иное время грунтовые аэродромы, нарушают регулярность отправления и приема воздушных судов.

5. Сильные ливневые осадки ухудшают аэродинамические качества воздуш ного судна, что может привести к срыву потока. В связи с этим посадка в сильных ливневых осадках при видимости менее 1000 м запрещена.

6. При полетах по ПВП в зоне снегопада над заснеженной поверхностью значительно снижается контрастность всех объектов на земной поверхности и поэтому сильно ухудшается ориентировка.

7. При посадке на мокрую или покрытую снегом ВПП увеличивается длина пробега самолета. Скольжение на ВПП, покрытой снегом, в 2 раза больше, чем на бетонной ВПП.

8. При разбеге воздушного судна с ВПП, покрытой слякотью, может возникнуть гидроглиссирование. Колеса воздушного судна отбрасывают мощные струи воды и слякоти, происходит сильное торможение и увеличение длины разбега. Могут создаться такие условия, что воздушное судно не достигнет скорости отрыва и возникнет опасная ситуация.

9. Выпадающий в зимнее время снег требует проведения дополнительных работ по его уборке и уплотнению на ВПП, рулежных дорожках и стоянках, где обслуживаются воздушные суда и другие машины и механизмы.