АТМОСФЕРА

ВОДА В АТМОСФЕРЕ

3 °Да поступает в атмосферу, испаряясь с поверхности океанов и морей, рек и озер, увлажненной почвы, лесов и лугов. Конечно, больше всего испарений идет от поверхности океанов и морей, так как они занимают около 71 процента всей поверхности земного шара.

В атмосфере постоянно находится около 10 000 мил­лиардов тонн воды в виде пара. Это означает, что над

Каждым гектаром земной поверхности в воздухе содер­жится в среднем более 200 тонн воды.

При этом (В атмосфере происходит непрерывный кру­говорот водяного пара. Испаряясь с поверхности земли (с океанов и с материков), водяной пар распростра­няется в атмосфере. Воздушные течения переносят его на далекие расстояния. При конденсации водяного пара возникают облака и осадки; в виде осадков вода вновь возвращается на земную поверхность.

По расчетам советского ученого М. И. Львовича с по­верхности океанов в течение года испаряется около 450 тысяч кубических километров воды[10]), т. е. слой воды толщиной в среднем 1,24 метра. С материков за год испаряется около 71 тысячи кубических километров воды. Осадков на материки выпадает 107 тысяч кубиче­ских километров, а над океанами — свыше 410.

По приближенным расчетам в атмосфере в виде во­дяного пара находится в среднем зимой 13 080 кубиче­ских километров воды, а летом— 14 540. Так как за год осадков на земном шаре выпадает примерно в 40 раз больше, нетрудно видеть, что круговорот воды в атмо­сфере очень интенсивен. Если учесть при этом, что как на испарение, так и на конденсацию влаги расходуется большое количество тепловой энергии, становится оче­видным исключительно большое значение круговорота воды в процессах, совершающихся в атмосфере.

Содержание водяного пара в воздухе (влажность воздуха) определяют с помощью специальных прибо­ров— волосного гигрометра и психрометра. В волосном гигрометре используется свойство волоса удлиняться при увеличении влажности воздуха. Если воздух стано­вится более сухим, волос, наоборот, укорачивается. Та­ким образом, соединенный со стрелкой или с пером, записывающим на бумажной ленте кривую влажности, волос может показывать количество водяного пара в воздухе.

Более точный прибор — психрометр. Он состоит из двух ртутных термометров. Шарик с ртутью одного из термометров обернут лентой из тонкой материи (обычно батиста), а концы ленты опущены в воду.

Вода из батиста, покрывающего резервуар термо­метра, будет испаряться. Быстрота испарения зависит от влажности воздуха. Чем суше воздух, тем испарение протекает быстрее, чем влажность воздуха больше, тем испарение идет медленнее.

Испарение воды может происходить лишь при затра­те теплоты. Тепло поступает из двух источников: от ок­ружающего воздуха и от резервуара с ртутью термо­метра. Поскольку на процесс испарения идет часть тепла от ртути, то температура ее понижается и смочен­ный термометр охлаждается. Температуру воздуха по­кажет только сухой термометр, показание же смочен­ного термометра будет ниже, чем сухого. Чем быстрее будет происходить испарение, тем больше тепла в еди­ницу времени будет расходоваться ртутью смоченного термометра, и показания. последнего станут ниже. Поэто­му, чем суше воздух, тем больше разница в показаниях сухого и смоченного термометров. При большой влаж­ности разница невелика; когда же влажность достигнет 100%, то показания обоих термометров станут одинако­выми.

Таким образом, по разности показаний сухого и смо­ченного термометров можно судить о влажности воз­духа. Расчеты производятся при помощи специальных таблиц.

Известно, что любой газ при определенной темпера­туре переходит в жидкое или твердое состояние. Так, например, при температуре ниже 183 градусов кислород превращается в жидкость. Однако в атмосферных усло­виях сжижение газов, входящих в состав воздуха, не на­блюдается, за исключением водяного пара. Находящий­ся в воздухе водяной пар может превращаться как в капли воды, так и в кристаллы льда. Происходит это следующим образом.

Молекулы воды непрерывно движутся. При этом неко­торые из них, находящиеся близко к поверхности воды, отрываются от нее и поступают в воздух. Часть из мо­лекул остается в воздухе в виде водяного пара, часть возвращается обратно в воду.

Мы уже знаем, что с повышением температуры ско­рость движения молекул возрастает; при этом количе­ство частиц, поступающее в воздух, увеличивается. Дру­гими словами, увеличивается испарение.

Однако оно не моакет происходить до бесконечности. Наступает такой момент, когда количество испаряющих­ся молекул становится равным количеству возвращаю­щихся в воду. Это значит, что теперь пространство над водой полностью насыщено водяным паром. Испарение прекращается. Если теперь ввести в это пространство немного водяного пара, то его молекулы начнут соеди­няться в капли воды.

Вспомните белое облачко над кипящим чайником,— по существу, его уже нельзя назвать водяным паром. Это не пар, а скопление огромного количества очень мел­ких капелек воды.

Водяной пар, насыщающий воздушное пространство, называется насыщающим паром. Его количество зависит от температуры, оно тем больше, чем выше температура воздуха. При — 30 градусах для насыщения одного ку­бического метра воздушного пространства достаточно всего одного грамма водяного пара, а при +30 градусах нужно уже 30 граммов.

Если при —5 градусах в одном кубическом метре воздуха вместо трех граммов водяного пара окажется пять граммов, то излишек водяного пара превратится в жидкость. Такое явление наблюдается и при пониже­нии температуры воздуха; при этом может образовать­ся излишек водяного пара, который будет превращаться в капли воды.

Конденсация водяного пара в воздухе может, одна­ко, начаться только при одном важном условии: в воз­духе должны находиться ядра конденсации, о кото­рых мы говорили выше; на них оседает водяной пар. Без этого конденсации не произойдет даже при боль­шом излишке пара или при сильном охлаждении воздуха.

Итак, в результате конденсации водяного пара в воз­духе появляются мельчайшие капельки воды. Если кон­денсация происходит вблизи земной поверхности, то образуется туман. Если же конденсация происходит на значительной высоте, то образуются облака.

Размеры капелек, из которых состоят туманы и об­лака, очень малы, их диаметр не превышает 0,01 милли­метра. Такие капельки легко держатся в воздухе даже слабыми восходящими воздушными потоками и не осе­дают на землю.

Следует отметить, что, достигая высоты, где темпе­ратура воздуха ниже 0 градусов, облачные капельки замерзают не сразу, а могут длительное время находить­ся в переохлажденном состоянии, т. е. оставаться жидки­ми при температуре ниже точки замерзания. Установ­лено, что вода в природе может находиться в жидком состоянии даже при весьма низких температурах — до —30, —40 градусов. Однако это состояние воды сохра­няется только до первого сильного толчка или до введе­ния в нее кристалла льда. При этом переохлажденные

Капли воды немедленно кристаллизуются, превращаясь в лед.

При отрицательных температурах водяной пар, нахо­дящийся в воздухе, может превращаться не в капельки воды, а в ледяные кристаллы. Сросшиеся кристаллики льда образуют различные формы снежинок (рис. 8), а снежинки слипаются в хлопья снега.

Нетрудно заметить, что все снежинки, несмотря на их разнообразие, построены по типу шестигранников. Все снежные звездочки обязательно шестилучевые.

В ясные ночи, когда земная поверхность сильно ох­лаждается за счет излучения тепла, охлаждается и са­мый нижний, прилегающий к земле, слой воздуха. Во­дяной пар, находящийся в этом слое, конденсируется. Возникают низкие приземные туманы, которые называ­ются радиационными[11]). Они образуются чаще всего в местах, где скапливается ночью холодный воздух, в том числе над болотами, небольшими прудами, руслами речек. Высота радиационных туманов невелика — не бо­лее нескольких десятков метров. Возникают эти туманы обычно перед восходом Солнца, при спокойном воздухе. После восхода, когда земная поверхность нагревается, они довольно быстро рассеиваются.

Другой вид туманов возникает, когда на охлажден­ный участок земной поверхности натекает теплый влаж­ный воздух. При этом нижние слои теплого воздуха ох­лаждаются при соприкосновении с холодной земной поверхностью, и водяной пар в них начинает конденсиро­ваться. Такие туманы, носящие название адвективных, могут занимать большие площади и держаться при зна­чительном ветре. Высота этих туманов может достигать нескольких сотен метров.

Каждый знает, как разнообразны бывают облака. Нередко они создают на небе причудливые картины. Но несмотря на все разнообразие и крайнюю изменчи­вость форм облаков, их делят всего на несколько видов, в зависимости от их внешней формы и высоты.

По внешнему виду облака делятся на три класса: кучевообразные (кучевые, мощные кучевые и кучево- дождевые), слоистообразные и волнистые, а по высоте — на четыре класса: облака верхнего яруса (выше 6 ки­лометров), среднего яруса (от 2 до 6 километров), ниж­него яруса (ниже 2 километров) и мощные облака вер­тикального развития, которые распространяются но высоте на несколько ярусов (иногда от 1 до 8 кило­метров).

Воздух в атмосфере находится в постоянном движе­нии; воздушные потоки, по-разному насыщенные водя­ным паром, поднимаются вверх, опускаются вниз, пере­мещаются по горизонтали.

Над наиболее нагретыми участками земной поверх­ности температура воздуха повышается, более теплая его часть становится легче и, как бы всплывая, подни­мается вверх. Возникает восходящий поток. На место поднимающегося теплого воздуха притекает более тяже­лый холодный воздух. Соприкасаясь с нагретой земной

Поверхностью, он также нагревается и поднимается вверх. Попадая вверху в менее плотные слои, нагретый воздух расширяется и в связи с этим снова охлаждает­ся. Это охлаждение объясняется расходом тепла на ра­боту, затрачиваемую на расширение воздуха. В резуль­тате на некоторой высоте количество водяного пара

В воздухе окажется больше предела насыщения, и водя­ной пар сконденсируется в мелкие водяные капельки. Возникает облако.

Нагревающийся различно в зависимости от характе­ра земной поверхности воздух поднимается не сразу на большой площади. Поэтому и облака образуются не сплошь, а отдельными кучками в виде белых скоплений, похожих н'а вату или хлопок. Эти облака так и называ­ются кучевыми (рис. 9). Образуются они обычно в теп­лое время года днем, ближе к полудню или после полу­дня, в часы наиболее сильного нагревания земной поверхности. В это время восходящие потоки воздуха достигают наибольшей интенсивности.

Кучевые облака образуются в среднем на высоте 800—1000 метров и распространяются вверх до двух ки-

За лометров. Если нагревание земной поверхности усили­вается, то кучевые облака могут разрастись и распро­страниться вверх до трех-четырех километров. Возника­ют мощные кучевые облака (рис. 10).

Вершина мощного кучевого облака может достигнуть области низких температур, ниже 0 градусов, где пере-

Охлажденные капельки воды начнут замерзать и пре­вращаться в ледяные кристаллы. В этом случае возни­кают так называемые кучеводождевые (грозовые) обла­ка (рис. 11); ледяные кристаллы в таком облаке растут, слипаются в снежинки и под действием силы тяжести начинают опускаться вниз. Сильные восходящие потоки воздуха внутри облака снова поднимают снежинки вверх. Во время этого движения переохлажденные во^ дяные капельки присоединяются к снежинкам. Снежин­ки увеличиваются, слипаются друг с другом и, наконец, достигают такого веса, что преодолевают сопротивление восходящего потока воздуха и падают вниз на землю. В теплое время года, попадая в более теплый воздух, эти снежинки тают и выпадают в виде капель воды. В холодное время они выпадают в виде крупного снега или белых непрозрачных зерен (так называемая крупа).

Из таких облаков выпадают сильные, но короткие ДОЖДИ — ливни С крупными каплями ИЛИ СИЛЬНЫЙ ЛИ'В - Невый снег с крупными хлопьями.

Летом, особенно в жаркую погоду, бывает и так, что в облаке образуются не крупинки, а целые куски льда (рис. 12). При падении они немного оттаивают и дости­гают поверхности земли в виде града. Наблюдался град величиной с куриное яйцо и больше. Такой град может принести большой вред сельскому хозяйству, выбивая посевы.

Кучевообразные облака могут образовываться в ат­мосфере и за счет вытеснения вверх более теплого

Влажного воздуха при вторжении под него более холод­ного воздуха.

Образование кучеводождевых облаков часто сопро­вождается грозами. При этом в облаках скапливаются большие количества положительного и отрицательного электричества.

Как это происходит?

Ледяные кристаллики в верхней части облака элек­тризуются, причем более мелкие получают отрицатель­ный заряд, а более крупные — положительный. Крупные кристаллы, опускаясь в нижнюю часть облака, тают и превращаются в капли воды. Эти капли при движении внутри облака под сильным действием восходящих и ни­сходящих потоков разбиваются, при этом более крупные части разбитых капель получают положительные заря-

1/а 5 М. Ъ. Беляков 33 ды. В результате в грозовом облаке происходит разде­ление зарядов электричества на отрицательный (в верх­ней части облака) и положительный (в нижней части). Образование таких зарядов и приводит к тому, что между отдельными частями облака или между облака­ми и земной поверхностью происходят электрические раз­ряды, наблюдаемые нами в виде молний (рис. 13).

Вскоре после яркой вспышки молнии мы слышим гром. Это — звуковые колебания воздуха. В том месте,

Где проскакивает элек­трическая искра (в ка­нале молнии), происхо­дит сильное нагревание воздуха, доходящее до нескольких тысяч гра­дусов; благодаря это­му здесь возникает по­вышенное давление и ударная волна. Послед­няя и служит основной причиной звуковых ко­лебаний воздуха — грома.

Исследования воз­никновения молнии, проведенные советски­ми учеными, в частно­сти И. С. Сокольнико­вым, показали, что молния состоит из ря­да последовательных разрядов. Сам про­цесс развития молнии имеет две стадии. Сна-

Чала возникает ведущий, так называемый лидерный, разряд, а затем главный разряд. Лидерный раз­ряд идет от облака к земле со скоростью в 100—200 ки­лометров в секунду. Как только он достигнет земли, по проложенному им пути в обратном направлении, от земли к облаку, проходит главный, очень яркий разряд молнии, распространяющийся с огромной скоростью. Этот процесс может повторяться до 30—40 раз. Так как все это происходит в течение очень короткого времени,
наш глаз не различает промежутка между разрядами, и все они сливаются в один разряд в виде молнии.

В природе иногда возникают шаровые молнии. Это — светящийся шар, диаметром 10—20 сантиметров; дви­жется он со сравнительно небольшой скоростью. Шаро­вая молния может проникать внутрь здания через окна, дымоходы и т. д. Иногда такая молния уходит без вся­ких последствий, а иногда вызывает пожары и разру­шения. Встречаясь с препятствиями, шаровая молния часто взрывается с оглушительным треском.

Вот как описывает газета «Правда» один из случаев появления шаровой молнии в Армении в июне 1959 г.:

«Вечером 3 июня, когда над Ереваном разразилась сильная гроза, в квартире П. Атабекяна вдруг раздал­ся страшный грохот. Пробив черепичную крышу и пото­лок, на кровать свалилась шаровая молния. Она дости­гала в поперечнике тридцати сантиметров. Запахло па­леным: горело одеяло. Лопнули лампочки, вылетели пробки счетчика и перегорел телевизор, сгорела электро­проводка и, как впоследствии выяснилось, испортился телефон. Покружившись по комнате, огненный шар про­ник через открытую дверь на кухню, а затем вылетел в окно. Шаровая молния ударилась во двдре о землю и взорвалась. Сила взрыва была так велика, что стоявший метрах в пятидесяти глинобитный домик рухнул. К сча­стью, никто не пострадал».

Природа шаровой молнии еще полностью не выясне­на. Есть предположение, что такая молния представляет собой клубок сильно наэлектризованной смеси газов — азота, кислорода, водорода, озона и окислов азота.

Так как удары молнии могут причинить значитель­ный ущерб, для защиты от них применяются известные всем громоотводы (вернее, «молниеотводы»), представ­ляющие собой вертикальные металлические стержни, соединенные с надежно заземленным проводником.

Еще один вид кучевообразных облаков — перистоку - чевые (кучевообразные) облака (рис. 14). Это — облака верхнего яруса. Они образуются, когда водяной пар кон­денсируется на высоте более 6 километров. На высоте около 6 километров и выше царит холод; водяной пар, конденсируясь, переходит здесь не в капли воды, а в ле­дяные кристаллы; из них и состоят перистокучевые обла­ка. Эти облака имеют незначительные размеры.

I/2 5*

В верхнем ярусе образуются также перистые обла­ка— такие облака напоминают по своему виду перья (рис. 15).

Слоистообразные облака отличаются тем, что обра­зуют сплошную пелену, закрывающую весь небосвод или большую часть его. Возникают такие облака, когда более теплый воздух медленно натекает на массу более

Холодного. Такое натекание наблюдается часто в холод­ное время года. К слоистообразным облакам верхнего яруса относятся перистослоистые облака (рис. 16) в ви­де тонкой, почти прозрачной пелены. Эти облака часто вызывают особые оптические явления в атмосфере — гало и венцы — светлые круги вокруг Солнца и Луны[12]).

В среднем ярусе образуются высокослоистые облака (рис. 17), состоящие из смеси снежинок с мелкими пере­охлажденными каплями. Снежинки растут и выпадают из облаков в виде слабого снега. Высокослоистые обла­ка закрывают серой пеленой все небо, но сквозь них мутным пятном просвечивают Солнце и Луна.

Ниже двух километров возникают также слоисто - дождевые облака, нижняя половина которых состоит из капелек воды, а верхняя — из снежинок. Такое разно­родное внутреннее строение слоистодождевых облаков приводит к быстрому образованию осадков. В теплое

Время года это — обложные дожди, выпадающие на больших пространствах, а зимой — обложной снег. Эти облака имеют вид однообразной плотной серой пелены, сквозь которую не просвечивают ни Солнце, ни Луна.

Волнистые облака представляют собой расстилаю­щийся слой, на котором видны валы и гряды, придаю­щие облакам волнистый вид (рис. 18). Одной из основ­ных причин образования волнистого вида облаков яз - ляется перемещение друг относительно друга масс воз­духа с разными плотностями. На поверхности соприко­сновения этих масс воздуха образуются волны в силу того же закона, по которому образуются волны на по­верхности воды при ветре. Этот процесс приводит к тому, что на гребне волны воздух несколько поднимается и охлаждается, что вызывает усиление конденсации водя­ного пара и уплотнение облачности. В долине волны, на­оборот, воздух опускается и несколько нагревается. Это влечет за собой разрежение или полное рассеивание облачности. В результате облачность и принимает вол­нистый вид.

В зависимости от высоты образования волнистые об­лака делятся на слоистокучевые, образующиеся в слое

До двух километров над землей, высококучевые (рис. 19), если они образуются в слое между 2 и 6 километрами, и перистокучевые волнистые, если они образуются выше 6 километров.

К классу волнистых облаков относятся также слои­стые облака, покрывающие часто большие пространства ровной серой пеленой. Образуются они в самых нижних слоях атмосферы — на высотах порядка 100—300 мет­ров. Эти облака состоят из очень мелких капелек воды. Иногда они представляют собой поднявшийся туман.

Все виды облаков, о которых мы говорили, образу­ются в нижнем слое атмосферы, не выше 10—12 кило­метров в умеренных широтах и 16—18 километров —

В экваториальной зоне. На высотах порядка 22—30 кило­метров иногда образуются очень тонкие просвечивающие облака, носящие название перламутровых. Нередко они имеют яркую радужную окраску. Происхождение и структура их еще до конца не выяснены. Предполагает­ся, что они состоят из переохлажденных водяных капель или кристаллов льда.

На очень больших высотах наблюдаются так назы­ваемые серебристые, или светящиеся, облака. Плотность их настолько мала, что они не ослабляют проходящий сквозь них свет звезд. Эти облака были открыты рус­ским астрономом В. К. Цераским.

Поздним вечером, наблюдая небо, Цераский обратил внимание на необычайные облака. «Отличаясь видом от прочих,— писал он впоследствии,— они бросались в гла­за прежде всего своим светом. Облака эти ярко блесте­ли в ночном небе чистыми белыми серебристыми луча­ми, иногда с легким голубоватым отливом, принимая в непосредственной близости от горизонта золотистый оттенок. Бывали случаи, что от них становилось светло, стены зданий весьма заметно озарялись и неясно види­мые предметы резко выступали».

Наблюдая эти облака, ученый пришел к выводу, что они находятся очень высоко. Это предположение впо­следствии подтвердилось. Вместе с астрономом А. А. Бе- лопольским Цераский организовал наблюдение за этими облаками из двух пунктов, находящихся на значитель­ном расстоянии друг от друга. Определяя углы, под ко­торыми эти облака были видны, и зная расстояние между точками наблюдения, они вычислили высоту се­ребристых облаков. Она оказалась равной 82 километрам.

С земли серебристые облака кажутся почти непо­движными, но в действительности они передвигаются с большой скоростью, достигающей часто более 100 мет­ров в секунду.

Долгое время ученые не могли объяснить причину появления этих облаков. Высказывались предположе­ния, что они состоят из вулканической пыли или из про­дуктов разрушения метеоритов. Однако это предположе­ние не могло объяснить, почему серебристые облака дер­жатся на такой большой высоте. Наиболее вероятная гипотеза происхождения этих облаков была выдвинута в 1951 году советскими учеными во главе с проф. И. А. Хвостиковым. По этой гипотезе серебристые обла­ка— обычные облака, состоящие из ледяных кристалли­ков. Образуются они в слое атмосферы между 79 и 84 километрами. Температура этого слоя настолько низ­ка, что в ней конденсируются даже ничтожные количе­ства водяного пара, попадающие сюда. Ядрами конден­сации в этом случае могут служить как космическая пыль, так и частицы морской соли, попадающей туда с поверхности земли.

Облачность играет большую роль в регулировании температуры в нижних слоях атмосферы. Облака отра­жают часть лучистой энергии Солнца, а также рассеи­вают солнечное излучение. Кроме того, облака, особен­но сплошные и густые, поглощают значительную часть излучения земной поверхности и, таким образом, умень­шают охлаждение ночью. Вот почему в облачную погоду температура изменяется не так резко, как в ясную.

Сплошные облака, закрывая землю, затрудняют по­леты на больших высотах. Летя сквозь облака, самолет может обледенеть. При температуре ниже 0 градусов переохлажденные капельки воды, сталкиваясь с само­летом, мгновенно кристаллизуются и намерзают на его поверхности. В мощных кучевых и кучеводождевых об­лаках восходящие и нисходящие потоки воздуха сильно «болтают» самолет. Опасны для самолета и грозовые явления в облаках.

Все это заставляет тщательно изучать строение и жизнь облаков.

Помимо образования туманов и облаков в атмосфе­ре, конденсация водяного пара происходит на земной поверхности в виде росы, инея, изморози, гололеда.

Роса — это довольно крупные капли воды, появляю­щиеся на стеблях и листьях травы, на лежащих на земле предметах при сильном охлаждении приземного слоя воздуха. Водяной пар осаждается сначала в виде мел­ких капелек, которые затем сливаются в более крупные. Роса выпадает чаще всего в ясные ночи, при небольшом ветре. Ветер приносит к охлажденным участкам земли все новые потоки влажного воздуха.

Смачивая листья, роса играет не малую роль в жиз­ни растений.

В холодное время года водяной пар превращается уже не в капельки воды в виде росы, а в мелкие кри­сталлики льда; образуется иней.

Иногда при сильных туманах и морозах водяной пар в приземном слое воздуха превращается в ледяные кри­сталлики, которые, осаждаясь на тонких ветвях и хвое деревьев, образуют длинные осыпающиеся нити — из­морозь. Она часто образуется также на телеграфных столбах и проводах, на стенах домов, на мостовой.

Разбирая процесс образования облаков, мы уже по - знакомились с тем, как из облаков выпадают осадки. Рассмотрим этот вопрос несколько подробнее.

Атмосферными осадками или просто осадками назы­ваются выпадающие из облаков частицы воды в жидком или твердом состоянии. Чтобы выпасть из облака, кап­ли воды или кристаллы льда (снежинки) должны до­стичь такого веса, чтобы скорость их падения была боль­ше, чем скорость восходящих движений воздуха.

Рост капель в облаках происходит по двум причи­нам. Одна из них — это осаждение молекул водяного па­ра на поверхности облачных капель, т. е. продолжение процесса конденсации водяного пара. Вторая — это слияние отдельных капелек друг с другом при их столк­новениях (так называемая коагуляция). Мелкие капли растут вначале очень быстро (за несколько секунд их диаметр может увеличиться в 2—3 раза), но с увеличе­нием размера рост их замедляется. Для образования крупных дождевых капель в облаках требуется уже не­сколько часов.

Укрупнение капель за счет их столкновений требует слияния очень большого количества мелких капель. Учитывая, что диаметр облачных капель обычно не пре­вышает 0,01 миллиметра, подсчитано, что для образова­ния крупной дождевой капли диаметром в один мшь лиметр требуется не менее миллиона мелких облачных капель.

В облаках, состоящих из ледяных кристаллов (сне­жинок), условия для выпадения осадков более благо­приятны. Ледяные частицы и замерзшие капли растут в размерах быстрее, чем водяные капли, и при столкно­вениях превращаются в снежные хлопья с диаметром в несколько сантиметров. Объясняется это тем, что уп­ругость водяного пара над льдом меньше, чем над по­верхностью воды, и рост ледяных кристаллов может начаться при значительно меньшей влажности воздуха. Все это приводит к тому, что если облако состоит из снежинок, то даже при небольших его размерах из него уже могут выпадать осадки в виде снега.

Особенно же благоприятные условия для выпаде­ния осадков наблюдаются в смешанных облаках, кото­рые состоят в верхней части из ледяных кристаллов, а в нижней — из переохлажденных облачных капель. Как уже говорилось, упругость водяного пара над поверхно­стью частичек льда всегда меньше, чем над водой, поэтому при попадании ледяных кристаллов в среду, со­стоящую из переохлажденных водяных капель, начинает­ся переход молекул водяного пара с капель на кристал­лы. В результате ледяные кристаллы и снежинки, опу­скаясь вниз, быстро увеличиваются в размерах. Поэтому из таких облаков, как правило, всегда выпадают осадки.

Осадки измеряются толщиной слоя воды, который мог бы образоваться, если бы дождь не впитывался в почву, а оставался на поверхности земли. Эта толщи­на измеряется в миллиметрах при помощи специального прибора, называемого дождемером. Количество выпав­шего снега измеряется также в миллиметрах — по тол­щине слоя воды, который получается, когда весь выпав­ший снег растает. Интенсивность осадков, т. е. количе­ство их, выпадающее в единицу времени, измеряется в миллиметрах в минуту; она может достигать 10 и более миллиметров в минуту. Это, однако, редкие слу­чаи, и наблюдаются они преимущественно в жарких странах.

Вблизи экватора, где влажность воздуха особенно велика, количество осадков достигает двух метров, а в отдельных областях даже 3—4 метров в год. Наиболь­шее количество осадков выпадает на Гавайских остро­вах ( в Тихом океане) и в Индии (местечко Черрапунд - жа). В этих местах в среднем за год слой дождевой во­ды достигает 12, а в отдельные годы даже 15 метров. Насколько это велико, можно видеть из такого приме­ра— если в течение года количество выпавших дождей составляет 12 метров, то это означает, что на каждый гектар выпадает более 10 000 000 ведер воды. В то же время на земном шаре есть области, где осадки выпада­ют очень редко, иногда с перерывами в несколько лет. Таковы пустыни в Чили и Перу (Южная Америка) и пустыня Сахара (Африка).

Ливни наибольшей силы бывают в тропиках и в эк­ваториальной зоне. Так, на Гавайских островах был ли­вень, когда каждую минуту выпадал 21 миллиметр осад­ков. В умеренных широтах интенсивность осадков зна­чительно слабее.

В истории описано много больших, катастрофиче­ских наводнений, вызванных ливнями.

Кто не знает библейской сказки о «всемирном пото­пе», от которого будто бы во всем мире спаслись всего несколько человек. Это, конечно, выдумка. Но оказы­вается, основанием для этой выдумки послужил дейст­вительный случай сильнейшего наводнения на больших реках — Тигре и Евфрате в Месопотамии (территория современного Ирака). Наводнение произошло около 5600 лет назад. При нем погибло и пострадало очень много людей. Это наводнение и было позднее описано в библии, но было сильно искажено, неправдоподобно преувеличено.

Сильнейшие наводнения от ливней произошли в по­следние годы в некоторых странах Европы и Америки.

Так, в ноябре 1951 года катастрофическое наводнение было в Северной Италии.

«Уже несколько дней,— писала корреспондент «Прав­ды» О. Чечеткина,— в Альпах и в провинции Лигурия на севере Италии идут сильные грозы с проливными дож­дями. Все реки и речушки, обычно мелководные, сейчас превратились в бурные потоки и вышли из берегов. Река По, самая большая из итальянских рек, прорвала в не­скольких местах плотины и залила прилегающие к ней равнины, превратив их в огромные водные пространства. Поток воды с огромной силой несется по равнине, смы­вая крестьянские дома, сады, виноградники. Вода зали­ла сотни деревень, хуторов, города Ровиго, Мантуя, Па­дуя, Комо окружены водой. Разлившаяся По подошла к самым стенам Феррары. Сотни гектаров недавно за­сеянных полей полностью находятся под водой.

Наводнение причинило огромные бедствия итальян­скому народу. В одной только провинции Ровиго от на­воднения пострадало 25 тысяч семей, что составляет в общей сложности около двухсот тысяч человек. В боль­шинстве— это батраки и бедные крестьяне.

Ветхие крестьянские дома не выдерживают напора воды и рушатся. Сотни семей потеряли все — дом, скот, имущество. Почти в каждом поселке имеются человече­ские жертвы; тысячи людей с малолетними детьми и стариками отрезаны в отдельных домах, вокруг которых бушует вода. Уже четверо суток сидят они на крышах без пищи, без теплой одежды, под страхом смерти».

Помощь населению затопленных районов организо­вали итальянские коммунисты. Они возглавили спаса­тельные бригады, создали комитеты помощи, пункты по сбору средств пострадавшим. Большое количество про­довольствия послал в те дни в Италию Советский Союз.

Очень часты сильные наводнения на американской реке Миссисипи и ее притоке Миссури. В июле 1951 года в долине реки Миссури в течение многих дней шли про­ливные дожди. Уровень воды в Миссури и Миссисипи поднялся необыкновенно высоко. Во многих местах Мис­сури разлилась в ширину до восьми километров. Вода размыла обветшалые плотины и хлынула на города и поселки. Наводнение охватило территорию трех шта­тов. В двух больших городах вода затопила все фабри­ки, заводы, жилые дома.

Прошло меньше года, и в США разразилось еще более катастрофическое наводнение. Оно охватило ог­ромную территорию. Почти треть территории Соединен­ных Штатов Америки была покрыта водой. Больше всех пострадала снова долина реки Миссури, где лишилось крова более 100 тысяч человек.

«Наводнение 1952 г.,— писала американская газета «Дейли уоркер»,— является десятым за десять лет... Это дело рук человека... Те средства, которые правительство расходует на одну чудовищную атомную бомбу или на пару гигантских линкоров, можно было бы использовать для осуществления мероприятий по борьбе с наводне­ниями, обеспечить район дешевой энергией и спасти лю­дей от гибели».

Сильные наводнения наблюдались в различных стра­нах в 1959 году. Так, по сообщению токийского радио, в северной части самого южного острова Японии — Кю­сю и в обширном районе Канто (центральная часть главного острова Хонсю) в июле 1959 года прошли силь­ные ливни, что вызвало разливы больших и особенно малых рек.

В японской печати отмечается, что в последние годы ливни и вызванные ими наводнения стали настоящим бедствием для населения многих районов страны. По данным статистики ущерб, причиняемый наводнениями, ежегодно достигает в среднем 240 миллиардов иен. «Другими словами,— заявил обозреватель токийского радио,— 3,1 процента национального дохода уносится водой».

Девятое в 1959 году наводнение пережила Аргенти­на. Три дня — с 20 по 22 июля — здесь шли непрерывные дожди. Много населенных пунктов было залито водой. Из столицы, Буэнос-Айреса и его пригородов, было эва­куировано сто тысяч человек, пострадавших от навод­нения.