разное

Вода в атмосфере

Содержание воды в атмосфере сравнитель­но невелико — около 0,001% всей ее массы на нашей планете. Тем не менее, это совершен­но незаменимое звено природного круговоро­та воды.

Основным источником атмосферной вла­ги являются поверхностные водоемы и увлаж­ненная почва; кроме того, влага поступает в атмосферу в результате испарения воды рас­тениями, а также дыхательных процессов жи­вых существ.

Вода в атмосфере находится во всех трех аг­регатных состояниях — газообразном (водя­ной пар), жидком (капли дождя) и твердом (кристаллики снега и льда). Конденсация во­дяных паров приводит к образованию обла­ков; атмосферная влага, теряемая в результате осадков, пополняется за счет поступления но­вых порций испарившейся воды (рис. 1.12). Полное обновление состава воды в атмосфере происходит за 9...10 дней. Таким образом, ат­мосферная влага является самым активным звеном круговорота воды в природе.

Основное количество водяного пара сосре­доточено в нижних слоях воздушной оболоч­ки — в тропосфере, на высоте до нескольких тысяч метров, и почти вся масса облаков на­ходится там. В стратосфере (на высоте около 25 км над Землей) облака появляются реже. Их называют перламутровыми. Еще выше, в слоях мезопаузы, на расстоянии 50...80 км от Земли, изредка наблюдаются серебристые об­лака. Известно, что они состоят из кристалли­ков льда и возникают при снижении темпера­туры в мезопаузе до -80°C. Их образование связывают с интересным явлением — пульса­цией атмосферы под действием приливных гравитационных волн, вызываемых Луной.

При кажущейся легкости и воздушности облака содержат значительное количество воды. Водность облаков, то есть водосодержа - ние воды в 1 м3, колеблется от 10 до 0,1 г и ме­нее. Поскольку объемы облаков очень вели­ки (десятки кубических километров), то даже одно облако может содержать в виде капель или кристалликов льда сотни тонн воды. Эти гигантские водные массы непрерывно пере­носятся воздушными потоками над поверх­ностью Земли, вызывая на ней перераспреде­ление воды и тепла. Поскольку вода обладает исключительно высокой удельной теплоем­костью, испарение ее с поверхности водо­емов, из почвы, транспирация растений по­глощают до 70% энергии, получаемой Зем­лей от Солнца. Количество теплоты, затра­ченное на испарение (скрытая теплота паро­образования), поступает вместе с водяным паром в атмосферу и выделяется там при его конденсации и формировании облаков. В ре­зультате заметно снижается температура вод­ных поверхностей и прилегающего к ним слоя воздуха, поэтому вблизи водоемов в теп­лое время года намного прохладнее, чем в континентальных районах, которые получа­ют такое же количество солнечной энергии.

Масса облаков и водяные пары, содержа­щиеся в атмосфере, существенно воздейству­ют и на радиационный режим планеты: с их помощью происходят поглощение и отраже­ние избытка солнечной радиации, и тем са­мым в известной степени регулируется ее по­ступление на Землю. Одновременно облака экранируют встречные тепловые потоки, иду­щие с поверхности Земли, снижая теплопоте - ри в межпланетное пространство. Из всего этого слагается погодообразующая функция атмосферной влаги.

Вследствие высокой «оборачиваемости» атмосферной воды годовое количество осад­ков для всей планеты составляет около 0,5 млн. км3, то есть превышает содержание влаги в атмосфере в 40 раз. В среднем на по­верхность Земли в течение года выпадает слой осадков толщиной 1 м, но реальные их

Количества весьма неодинаковы для разных областей земного шара. Так, известны три зо­ны максимума осадков (одна в экваториаль­ной области, две в умеренных широтах обоих полушарий) и четыре зоны минимума осад­ков (в двух зонах пассатных широт, а также в Арктике и Антарктике). В то время как в неко­торых районах Индии или на Гавайских ост­ровах годовой уровень осадков превышает 12000 мм, в среднеазиатских пустынях или на северо-востоке Сибири он едва достигает 200 мм.

В течение года осадки выпадают крайне не­равномерно. В экваториальных районах наи­большее количество их выпадает дважды в го­ду — после осеннего и весеннего равноденст­вия, в тропиках и муссонных областях — ле­том (при почти полном бездождье зимой), в субтропиках — зимой. В умеренных конти­нентальных зонах максимум осадков прихо­дится на лето.

От годового количества осадков во многом зависят производственная деятельность чело­века в целом, состояние и состав растительно­сти, а следовательно, характер сельского хо­зяйства. Поэтому так важно исследовать со­стояние и пути распространения атмосфер­ной влаги, закономерности формирования облачных масс, изучение возможности воз­действия на них.