какая влажность в облаках
Влажность воздуха. Облака.
Атмосфера всегда содержит водяной пар. Его количество влияет на обмен теплом между организмами и окружающей средой. В этой связи водяной пар имеет большое значение для жизнедеятельности человека. Благодаря его присутствию в атмосфере образуются туман и облака.
Влажность воздуха
Водяной пар попадает в атмосферу благодаря испарению влаги с земной поверхности при её нагревании. Но воздух может принимать лишь определённое количество водяного пара. Величину его содержания в атмосфере принято называть влажностью воздуха. Различают абсолютную и относительную влажность воздуха.
Абсолютная влажность воздуха — это количество водяного пара, содержащегося в определённом объёме воздуха (г/м3). Тёплый воздух может содержать больше водяного пара, чем холодный.
Относительная влажность воздуха — это отношение количества водяного пара в воздухе к максимальному его количеству, которое может содержаться при данной температуре. Относительную влажность выражают в процентах. Если воздух содержит максимально возможное количество водяного пара три данной температуре, то его относительная влажность составляет 100%. Такой воздух называют насыщенным.
Туман
Когда относительная влажность воздуха приближается к 100% (к уровню насыщения), начиняется конденсация (от латинского слова condensatio — сгущение) водяного пара — его превращение в мельчайшие капельки воды. Так над земной поверхностью образуется туман. Туманы часто наблюдаются в ясные прохладные ночи или ранним утром. Днём по мере нагревания воздуха они обычно рассеиваются.
Облака
Когда воздух поднимается вверх, он охлаждается и на определённой высоте содержащийся в нём водяной пар превращается в капельки воды или кристаллики льда. Из них и состоят облака. Они образуются на высотах от 100 метров до 8 километров и выше. Облака имеют различный внешний вид. По высоте образования и внешнему облику их объединяют в три основные группы: кучевые, слоистые и перистые. Совокупность облаков на небосклоне называют облачностью. Она измеряется в баллах от 1 до 10.
Виды облаков
Кучевые облака можно наблюдать в тёплое время года. Они имеют причудливые формы и растут медленно, по мере того как воздушные потоки, исходящие от тёплой почвы или поверхности воды, поднимаются вверх. Если их рост продолжается достаточно долго, то они становятся темнее и превращаются в кучево-дождевые облака. С ними связаны ливневые дожди и грозы.
Если воздух сильно насыщен влагой, образуются слоистые облака. Высота их образования не более 2 километров. Они обычно плотной пеленой покрывают всё небо. Иногда становятся похожими на большие валы с серым оттенком, и тогда их называют слоисто-кучевыми. Слоистые облака могут превратиться в дождевые и давать моросящие обложные дожди.
Перистые облака образуются на большой высоте, поэтому состоят из кристалликов льда. Они похожи на прозрачные тонкие нити или перья. Осадков не дают, но часто служат признаком смены погоды.
Шесть типов облаков, которые нужно знать – и что они рассказывают о погоде
Современные прогнозы погоды основаны на сложных компьютерных симуляциях. Эти симуляции используют физические уравнения, описывающие атмосферу, включая движение воздуха, солнечное тепло, формирование облаков и дождя. Постепенное улучшение прогнозов со временем означает, что сегодняшние пятидневные прогнозы настолько же точны, насколько 20 лет назад были точны трёхдневные.
Но вам не нужен суперкомпьютер для предсказания того, как изменится погода у вас над головой в ближайшие несколько часов – подобные приметы известны в разных культурах уже много тысяч лет. Следя за небом и обладая некоторыми знаниями по формированию облаков, можно предсказать, будет ли дождь.
Более того, небольшое понимание физики формирования облаков подчёркивает сложность атмосферы и проливает свет на причины того, почему предсказание погоды на срок, больший, чем несколько дней, оказывается такой сложной задачей.
Вот шесть видов облаков, которые можно увидеть, и то, как они могут помочь вам понять погоду.
1) Кучевые облака
Небольшие белые пушистые облака
Облака появляются, когда воздух охлаждается до точки росы, температуры, при которой воздух уже не справляется с содержащимся в нём водяным паром. При этой температуре водяной пар конденсируется и формирует капельки жидкой воды, которые мы видим, как облако. Чтобы это произошло, воздух необходимо заставить подняться в атмосфере, или же влажный воздух должен войти в контакт с холодной поверхностью.
В солнечный день лучи греют землю, которая греет воздух, расположенный прямо над ней. Нагретый воздух благодаря конвекции поднимается вверх и формирует кучевые облака. Эти облака «хорошей погоды» похожи на вату. Если посмотреть на небо, заполненное кучевыми облаками, можно увидеть, что у них плоское дно, расположенное на одном уровне для всех облаков. На этой высоте воздух, поднявшийся с уровня земли, охлаждается до точки росы. Из кучевых облаков дождь обычно не идёт – а значит, погода будет хорошей.
2) Кучево-дождевые облака
Небольшие кучевые облака дождём не проливаются, но если они увеличиваются и растут по высоте, это признак того, что скоро будет сильный дождь. Это часто случается летом, когда утренние кучевые облака днём превращаются в кучево-дождевые.
Недалеко от земли кучево-дождевые облака чётко оформлены, но с высотой они начинают становиться более дымчатыми по краям. Такой переход указывает на то, что облако состоит уже не из капель воды, а из кристаллов льда. Когда порывы ветра выдувают капли воды за пределы облака, те быстро испаряются в более сухом окружении, из-за чего у водяных облаков очень резко очерчены края. Ледяные кристаллы, выносимые за пределы облака, не испаряются так быстро, из-за чего края такого облака выглядят более дымчатыми.
Кучево-дождевые облака часто имеют плоскую верхушку. Внутри такого облака происходит конвекция воздуха, и он постепенно охлаждается, пока не достигнет температуры окружающей атмосферы. В этот момент он теряет плавучесть и уже не может подниматься выше. Вместо этого он распространяется в стороны, образуя характерную форму наковальни.
3) Перистые облака
Перистые облака могут знаменовать приближение тёплого фронта и дождя
Перистые облака формируются в очень высоких слоях атмосферы. Они дымчатые, поскольку полностью состоят из кристаллов льда, падающих в атмосфере. Если перистые облака переносят ветра, движущиеся с разными скоростями, они приобретают характерную загнутую форму. И только на очень больших высотах или на высоких широтах перистые облака выдают дождь, достигающий земли.
Но если вы заметили, что перистые облака начинают покрывать большую площадь неба, становятся ниже и толще, то это верный признак приближения тёплого фронта. В тёплом фронте встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Более лёгкий тёплый воздух поднимается над холодным, что приводит к формированию облаков. Опускание облаков говорит о приближении фронта, и о том, что в следующие 12 часов пойдёт дождь.
4) Слоистые облака
Слоистые облака: мрачно
Слоистые облака – низко расположенная, непрерывная облачная простыня, покрывающая небо. Слоистые облака формируются медленно восходящим воздухом или несильным ветром, покрывающим влажным воздухом холодную землю или поверхность моря. Слоистые облака тонкие, поэтому, несмотря на мрачную картину, дождь из них вряд ли пойдёт, максимум небольшая морось. Слоистые облака идентичны туману, поэтому, если вы когда-нибудь шли по горной местности в туманный день, вы находились внутри облака.
5) Лентикулярные облака
Два последних типа облаков не помогут вам предсказывать погоду, но дадут первичное представление о чрезвычайно сложных движениях атмосферы. Гладкие и линзообразные лентикулярные облака формируются, когда воздух выдувается вверх и через горную гряду.
Перевалив через гору, воздух спускается до прежнего уровня. В это время он разогревается и облако испаряется. Но он может проскочить и дальше, в результате чего воздух вновь поднимется вверх и сформирует ещё одно лентикулярное облако. Это может привести к появлению цепочки облаков, простирающихся далеко за границы горной гряды. Взаимодействие ветра с горами и другими особенностями поверхности – одна из множества деталей, которые необходимо учитывать в компьютерных симуляциях для получения точных предсказаний погоды.
6) Кельвина — Гельмгольца
И, наконец, мои любимые. Облака Кельвина – Гельмгольца напоминают ломающуюся океанскую волну. Когда воздушные массы на разных высотах двигаются по горизонтали с разными скоростями, их состояние становится нестабильным. Граница между воздушными массами начинает покрываться рябью и формирует крупные волны.
Такие облака встречаются довольно редко – лично я видела их единственный раз над Ютландией, западной Данией – поскольку мы можем наблюдать этот процесс в атмосфере, только если в нижней воздушной массе есть облако. Тогда оно может обрисовать ломающиеся волны и обнаружить запутанные движения, происходящие у нас над головой, которые обычно не видны.
Облака.
Определимся с формой облака, исходя из выбранной нами модели.
Первый вопрос: почему нижняя граница облака плоская?
Безусловно, вблизи поверхности Земли воздух может иметь разную температуру и влажность, но по мере подъёма к облачному поясу он перемешивается, его температура и влажность выравнивается на относительно больших площадях. К нижней кромке облака подходит однородный воздушный поток, который одновременно, по всему его горизонтальному срезу, оказывается в нижней точке росы, благодаря чему и образуется ровная нижняя граница облачного слоя.
Второй вопрос: почему верхняя часть облака неровная и конусообразная?
Неровная потому, что замерзшие частицы воды, которые и придают облаку форму, находятся, как было сказано выше, в состоянии кипящего слоя. Отсюда клубящаяся верхняя кромка. А конусообразная форма получается потому, что воздух, пройдя через облако теряет всю воду. Поскольку только вода создавала подъёмную силу, сухой и холодный воздух над облаком не может подниматься выше и ему остается только стекать вниз, облизывая края облака и придавая ему форму наподобие горного склона.
Кстати, именно по причине того, что “отработанный”, холодный и сухой воздух обтекает облако снаружи оно и приобретает некую форму, а не расползается во все стороны. На самом деле оно расползается, но расползающаяся часть сразу же поглощается сухим, обтекающим облако воздухом и становится невидимой.
Почему из облака вдруг начинает идти дождь (снег)? Что провоцирует это явление?
Частицы воды, из которых состоит облако, находятся в состоянии подвижного равновесия. С одной стороны весов подъёмная сила восходящего потока воздуха, с другой — вес частиц воды. Поскольку воздух над облаком практически не содержит воды, подъёмная сила воздушного потока определяется температурой и количеством воды, содержащейся в воздухе ниже облака. Почему количеством воды понятно: чем больше воды, тем больше водяной градиент и создаваемая им подъёмная тяга. Температура воздуха вносит свой вклад опосредованно, т.е. посредством того, что более тёплый воздух может вобрать в себя больше воды и таким образом ещё больше увеличить силу восходящего потока.
Понятно, что формула “чем теплее воздух, тем больше воды” исправно работает только тогда, когда поверхность Земли, над которой движутся облака, испаряет надлежащее количество влаги, т.е. если на ней есть обширные водные поверхности, или в достаточном количестве лесные массивы. В пустынях нет ни того ни другого, поэтому хотя там воздух и тёплый, а местами даже очень тёплый, условий для образования или хотя бы поддержания облачного слоя нет. Но не только это является причиной отсутствия там дождей, а тот фактор, что на глубине десятков метров под поверхностью в пустынях создаются условия конденсации влаги (см. “Климат среднего Поволжья и Глобальное потепление.”), которые вступают в конкурентную борьбу с атмосферными конденсаторами и побеждают.
Но вернёмся туда, где условия образования облачной массы надлежащие. Исходя из вышесказанного, наиболее мощные облачные образования возникают в тропических регионах и над океанами. Облака, рождающиеся там, преобразуются в явления, называемые циклонами, о механизмах работы которых мы поговорим позже.
Итак, почему же частицы воды, находящиеся во взвешенном состоянии, начинают покидать облако в виде осадков? Простейшим ответом было бы то, что аккумуляционные возможности облака имеют некоторый предел, превышение которого приводит к наступлению вышеназванного явления. Это общая схема, но в каждом конкретном случае существуют причины, приводящие к выпадению осадков. Одна из самых популярных — это столкновение холодных и тёплых воздушных масс.
Разберём механизм процессов.
Представим, что теплый, заряженный мощной облачностью, воздушный поток сталкивается с холодным воздухом. Холодный воздух обладает меньшей влагоёмкостью, а значит содержит меньше воды. Как только он попадает на нижнюю границу облачного слоя градиент влажности, уменьшается, а с ним и сила восходящего потока воздуха. Равновесие в облаке нарушается и частицы воды выпадают из него в виде дождя или снега.
Иная картина возникает, когда холодный облачный фронт сталкивается с более тёплыми воздушными массами.
Теперь под облако заходит более тёплый воздух. Но хотя тёплый воздух может впитать большее количество воды, вовсе не обязательно, что он его содержит. Из статьи “Климат среднего Поволжья и Глобальное потепление.”
мы помним, что циклоны движутся из районов с большим содержанием влаги в районы с её меньшим содержанием, следовательно более тёплый воздух может быть более сухим.
В этом случае если тёплый воздух очень сухой, то градиент влажности уменьшается, как в случае с холодным воздухом, и это спровоцирует выпадение осадков. Они достигнут поверхности Земли, если теплый воздух не впитает их по дороге.
Если же теплый воздух содержит в себе больше влаги, то градиент влажности не уменьшится и вода не покинет облако в виде осадков, но тёплый воздух, поскольку он более влагоёмок, начнёт впитывать в себя влагу из облака до тех пор, пока полностью его не испарит.
И наконец, хотелось бы сказать о таком замечательном явлении как торнадо, или смерч. Теперь, разобравшись в природе циклонов можно с полной уверенностью сказать, что торнадо это близкий родственник циклона.
Судите сами: грозовое облако, из которого вылезает хобот торнадо, почти всегда совершает вращательное движение как циклон; а сам хобот торнадо это сильно суженный ГБ. В циклоне ГБ имеет радиус 20-30 км. Но ведь радиус ГБ определяется величиной силы Лоренца: чем больше сила, тем сильнее закручивается вихрь и тем меньше радиус.
Торнадо, как правило, образуются над материком недалеко от океана (моря), там где воздух ещё не потерял заряд океанической влаги, но где воздух нагревается сильнее из-за присутствия суши. Этот фактор многократно увеличивает градиент влажности, который приводит к увеличению скорости воздушных потоков внутри облака. Таким образом, вихревое движение с замкнутым циклом становится возможным на базе относительно небольшого облачного образования. В его середине, как и внутри громадного тропического циклона, возникает воздушная воронка с ГБ. Только теперь диаметр ГБ составляет уже не десятки километров, а десятки (максимум сотни) метров. В него, так же как и в тропическом циклоне, устремляется холодный и сухой воздух из верхней части облака. А поскольку отверстие в облаке маленькое, а количество воздуха вполне себе приличное (напоминаю: влажностный градиент возрастает, а значит возрастает скорость потока и расход воздуха), то скорость падающей струи холодного сухого воздуха увеличивается до такой степени, что она не только достаёт до поверхности Земли, не успев смешаться с теплым воздухом, но и подобно прессу припечатывает всё, над чем проходит торнадо. Со стороны это порой выглядит так, будто строения взрываются изнутри, потому, что поток воздуха, ударяясь о поверхность, разлетается в стороны.
Однако, далеко части разрушенных строений не успевают улететь, так как на встречу потоку холодного воздуха движутся, закручиваясь и устремляясь к центру торнадо, потоки теплого, насыщенного влагой, воздуха. Т.е. здесь возникает такой же как в облаке градиент влажности, только теперь он ориентирован не вертикально, как в облаке, а горизонтально, от периферии к центру. Так же как и в облаке, в зоне контакта теплых и холодных потоков воздуха происходит конденсация воды, благодаря чему мы и видим торнадо.
Какая влажность в облаках
Влажность воздуха: абсолютная и относительная. Атмосферные осадки
Физическая география
Влажность воздуха: абсолютная и относительная. Атмосферные осадки
Вода в атмосфере, ее значение
Вода в атмосфере содержится во всех трех состояниях.
Значение водяного пара и облаков:
1. Отражают и поглощают избыток солнечной радиации
2. Регулируют тепло на поверхности Земли
3. Влияют на погоду и климат
4. Участвуют в круговороте воды
Рис. 1. Процесс испарения и выпадения осадков
Абсолютная и относительная влажность воздуха
Абсолютная влажность воздуха – количество водяного пара в граммах, которое содержится в 1 кубическом метре воздуха.
Рис. 2. Таблица соотношения количества водяного пара при определенной температуре
Насыщенный воздух – воздух, в котором количество испаряющихся молекул водяного пара равно количеству возвратившихся молекул.Из такого воздуха в дальнейшем могут выпадать осадки.Точка роса – температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы достичь состояния насыщения водяным паром при данном влагосодержании и неизменном давлении, при этом пар переходит в жидкое состояние.
Относительная влажность – отношение количества водяного пара к тому количеству водяного пара, которое воздух может содержать при данной температуре.Относительная влажность воздуха измеряется в процентах. Например, если относительная влажность воздуха 50%, это значит, что в воздухе содержится половина от того количества пара, которое может содержаться. Относительная влажность воздуха велика в районе экватора и вблизи крупных водоемов.
Любой воздух содержит хоть какое-нибудь количество водяного пара. Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометра.
Облака
Облака – скопление в атмосфере конденсированного водяного пара.Облака содержатся в основном в тропосфере.
По форме облака объединяют в три группы:
Рис. 4. Виды облаков
Осадки выпадают в основном из разновидностей кучевых облаков.
Облачность – количество облаков, наблюдаемых в определенном месте.
Транспирация
Транспирация – процесс испарения воды растениями.В процессе транспирации растение обеспечивает себя влагой и минеральными веществами, что необходимо для его существования, также происходит терморегуляция. Процесс ускоряется на свету, в тепле и сухости.
Рис. 5. Транспирация
Прогнозирование предстоящей погоды на основе наблюдений за перистыми облаками
Перистые облака – облака верхнего яруса, образуются они лишь на высотах более 6 километров. Это нежные облака белого цвета, волнистые или нитевидные. Из перистых облаков никогда не выпадают осадки. Но зато именно эти облака могут подсказать вам, что через 12-30 часов небо над вами будет затянуто сплошными тучами (слоисто-дождевыми облаками), которые и принесут с собой дожди.
Как только заметите перистые облака, сразу определите, с какой стороны они появились и в какую сторону продолжают движение. Если перистые облака надвигаются на вас с юго-запада и продолжают движение на северо-восток, то они обязательно принесут с собой дождь. Если же перистые облака появляются с запада и движутся на восток, то дождя может и не быть, хотя погода изменится и небо затянется сплошными облаками.
Облачность
Облачность – количество облаков, наблюдаемых в определенном месте.Облачность можно определить на глаз и по 10-балльной шкале.
Список литературы
Основная
1. Начальный курс географии: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.
2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.
3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.
4. География. 6 кл.: конт. карты: М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.
Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники
1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Федеральный институт педагогических измерений (Источник).
2. Русское географическое общество (Источник).
Влажность воздуха. Облака
Атмосфе́ра Земли (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка, окружающая планету Земля, одна из геосфер.
Просмотр содержимого документа
«Влажность воздуха. Облака»
Проверка Домашнего задания
Влажность воздуха. Облака
Атмосфера всегда содержит водяной пар. Его количество влияет на обмен теплом между организмами и окружающей средой. Благодаря его присутствию в атмосфере образуются туман и облака.
В каких состояниях может находиться вода в природе?
Что такое влажность воздуха?
это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли.
Абсолютная влажность Относительная влажность
Абсолютная влажность воздуха – это количество водяного, содержащегося в определенном объеме воздуха (г/м 3 ).
Относительная влажность воздуха – это отношение количества водяного пара в воздухе к максимальному его количеству, которое может содержаться при данной температуре.
Прибор для определения относительной влажности воздуха – гигрометр
Что такое насыщенный воздух?
это воздух содержащий максимально возможное количество водяного пара при данной температуре, относительная влажность которого составляет 100%.
Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от температуры воздуха
Во что превращается водяной пар?
Когда относительная влажность воздуха приближается к 100% (к уровню насыщения), начиняется конденсация (от латинского слова condensatio — сгущение) водяного пара — его превращение в мельчайшие капельки воды.
Туманы часто наблюдаются в ясные прохладные ночи или ранним утром. Днём по мере нагревания воздуха они обычно рассеиваются.
Когда воздух поднимается вверх, он охлаждается и на определённой высоте содержащийся в нём водяной пар превращается в капельки воды или кристаллики льда.
Из них и состоят облака.
По высоте образования и внешнему облику их объединяют в три основные группы:
На какой высоте образуются
В виде перьев и волн
Серые валы, сплошь закрывающие небо
Медленный подъем теплого воздуха
Медленный подъем теплого воздуха
Капельки воды и кристаллы льда
Интенсивный подъем теплого воздуха
На какой высоте образуются
В виде перьев и волн
Серые валы, сплошь закрывающие небо
Медленный подъем теплого воздуха
Медленный подъем теплого воздуха
Капельки воды и кристаллы льда
Интенсивный подъем теплого воздуха
Страница 105, рис. 6.5 «Мои географические исследования»