Вчера лило, сегодня льет, на прошлой неделе без зонтика из дома не выходил. На следующую неделю «мокрый» прогноз. Это лето такое, да? С этим вопросом звоню начальнику ситуационного центра Росгидромета Юрию Варакину.
- Юрий Евгеньевич, что за непорядок?
За вторую половину июня мы в Москве и Подмосковье , конечно, перевыполнили норму по осадкам. Ну и сейчас добавляем. А что делать? Мощный циклон стоит севернее Сыктывкара и своими волнами с одной стороны дает жару, а с другой осадки нагнетает. Дождливо не только в Центральной полосе, но и на верхней Волге, на северном Урале , на Черноморском побережье Кавказа . Геленджик , Туапсе , Сочи , Адлер тоже под дождями.
- Но в прошлые годы такого не было! Что происходит?
Год на год не приходится. На этот раз нетрадиционные условия возникли у нас из-за того, что предыдущие несколько недель стояла аномальная жара над всей Западной Европой от Англии до Испании и Германии . У них – жара, у нас дожди и холод. По идее в макушку лета в Москве средняя дневная температура должна быть 25 градусов и выше, а сейчас - 15 градусов и дождливо.
Обычно циклоны к нам идут с юга или с юга-запада – и несут жару. Но жара «застряла» в Европе. А к нам стали пробираться циклоны с северо-востока , закачивая влагу и прохладный воздух. При этом дальше они пробиться не могут. В районе Казахстана и Поволжья - блокирующий процесс. Поэтому вся влага и выливается здесь.
Для отдыхающих это, конечно, нехорошо. А вот для сельского хозяйства – плюс. Наполняются влагой почва, водохранилища, грунтовые воды. В предыдущее лето и в начале этого сезона был дефицит влаги.
- Но складывается ощущение вселенского потопа…
Да, пока дожди идут. Но пока климатическая норма июля не превышена. В июль обычно выпадает осадков на 30 процентов больше, чем в июне. В общем, говорить, что у нас все залило, рано.
- Можно ли уже говорить, что и это лето окажется аномальным - по жаре в Европе, по дождям у нас?
Обычно так и бывает - если где-то пусто, значит где-то густо. Пока мы однозначно можем сказать только то, что сценарий 2010 года, когда долго стояла невероятная жара, было сухо, пожары полыхали, не повторится. Той влаги, которую получили леса за июнь и за первую декаду июля хватит, чтобы избежать засухи и других подобных катаклизмов.
В целом мы предполагаем, что температура первой половины июля окажется лишь на 1-1,5 градуса ниже нормы. Во второй половине месяца, возможно, будут дни с температурой выше нормы. Так что в среднем июль-2015 не будет особо выделяться по сравнению с другими годами. Хотя за последние 4-5 лет этот июль действительно будет одним из самых холодных и дождливых.
- А прошедший июнь уложился в стандартные рамки?
В первой половине июня выпало меньше 1 процента осадков. А во второй - 140 процентов. В целом получилось 120 процентов от нормы. Тоже не катастрофично.
В июле пока выпала одна треть месячной нормы осадков. Но сейчас только 12 число. И дожди еще будут. Причем поливать будет с разной интенсивностью – будут и дни, когда выпадет не больше 1-2 миллиметра осадков, а может лить так, что наберется и 20 миллиметров за день. Как раз идущие сейчас изменения климата характерны тем, что очень неравномерно выпадают осадки.
- То есть причина всему - глобальные изменения погоды?
Да. Но они не приводят к тому, что глобально весь мир сразу заливает или к тому, что везде сразу становится теплее.
Наоборот, по всем классическим теориям изменения климата в Северном полушарии характерны тем, что чаще возникают блокирующие процессы. А они приводят к длинным периодам либо засушливой, либо дождливой погоды.
Если раньше циклоны перемещались с запада на восток 5-6 суток – и через 5 дней опять светило солнце, то теперь очень долго может не быть дождей, а потом три дня, а то и целую неделю льют дожди и выпадает сразу около месячной нормы осадков.
И еще. Если раньше контрасты температур летом между фронтальными зонами были 5, максимум 7 градусов, то сейчас температура за очень короткий срок может снизиться с 32-35 градусов до 12-15 градусов, как это было в Сибири . Да и в Подмосковье совсем недавно было 30-35, а сейчас температура не превышает 18 градусов.
- Опять все свалят на деятельность человека?
Конечно, антропогенный фактор влияет на процессы. Но основная причина в том, что в Северном полушарии среднесуточная температура повышается намного более быстрыми темпами, чем в Южном. Плюс – уменьшается площадь лесов, увеличивается зона пустынь. Все это сказывается на изменениях климата в регионах.
- Можно ли говорить, что и следующие годы будут необычными?
На встречах с сотрудниками МЧС , энергетиками, специалистами по сельскому хозяйству мы говорим, что в ближайшие 10-15 лет надо быть готовыми к изменениям климата. И многие страны уже перестраивают свои программы. Индия , например. Китай строит или планирует строить плотины, чтобы обеспечить себя водой. Причем, на реках трансграничных, которые питают нашу территорию. В частности, вместе с Монголией может быть построена плотина на одной из крупных рек, питающих Байкал .
В ближайшие 10 лет основная геополитическая борьба развернется не за нефть, а за воду, за пресные ресурсы.
Те процессы, которые мы сейчас видим – это пока только вершина айсберга.
Почему идут дожди? Вряд ли человек станет задаваться этим вопросом, если за окном нахмурилось небо, с него упали первые капли, но нужно срочно выходить из дома. В этом случае люди просто берут зонт и идут по своим делам. Но вполне возможно в моменты досуга, философствования и созерцания
задуматься о том, почему идут дожди. В природе происходит множество постоянных процессов. Один из них - Основные участники его: жидкости различного рода и солнце.
Светило не только освещает землю, но и согревает ее. Вода, нагреваясь, переходит в другое состояние - газообразное. Водяные пары поднимаются вверх. Чем выше восходят пары, тем более холодный воздух их окружает. Молекулы в этих обстоятельствах в процессе конденсации преобразуются в кристаллы, которые скапливаясь, образуют облака и тучи. Когда они набирают большую массу, происходит нарушение их устойчивости. Облачные скопления уже не в силах держать воду, и из них начинают выпадать капли. Вот почему идут дожди.
Выпавшая на поверхность земли вода либо вновь испаряется, либо просачивается в землю, либо сразу попадает в водоем. В любом случае, вновь начинается процесс испарения. Он бесконечен и, как все гениальное, прост.
Обычно определяется температурным режимом в подоблачном слое, высотой хождения облаков и их структурой. Как правило, облака приносящие осадки имеют смешанный состав: ледяные кристаллы и капли холодной воды. Выпадая из общей массы вниз, эта смесь преобразуется в условиях или теплого, или морозного воздуха. Если температура подоблачного слоя имеет положительные показатели, то до земли долетают капли дождя. Если отрицательные параметры - на землю ложится снег.
Нижние слои атмосферы также играют свою роль. Если летом облака образуются очень высоко над землей, в условиях отрицательной температуры, то основной состав массы состоит из кристаллов льда. Значит, в подоблачный слой из тучи вылетает снег. Но проходя через теплый воздух, снежинки подтаивают. Тогда на землю падает град. Если же успевают растаять полностью, то капли воды. Вот почему идут снег, дождь, град.
Летом - на этот вопрос ответит каждый школьник. Потому что тепло. А вот почему зимой идет дождь? Случается, что атмосферные явления происходят с отклонением (по разным причинам) от нормального хода событий. Например, зимой в средние широты может попасть теплые облачные скопления, образовавшиеся в тропическом регионе над океаном или морем. В таком случае начинается оттепель, тает ранее выпавший снег, а вместо снежинок на землю падает дождь.
Подобное случается и летом. Из Арктики пробиваются массы холодного воздуха. Теплый оттесняется, но при этом образуется с мощной облачностью. Осадки могут быть чрезвычайно обильны. Сначала идет дождь, потом по мере охлаждения воздуха может пойти град или мокрый снег. Эти осадки могут выпасть и без похолодания, но всегда при наличии мощной облачности. Если же фронт зависнет над определенной местностью, температура атмосферы еще более понизится, тогда на земле пойдет настоящий снег.
Образование дождя напрямую связано с одним из ключевых природных механизмов нашей планеты – круговоротом воды. На Земле есть множество рек, морей и океанов, вода в которых имеет свойство испаряться.
Происходит это под воздействием солнечных лучей: Солнце нагревает поверхность воды, и большие капли, из которых она состоит, превращаются в крохотные, образующие легкий пар. Он поднимается вверх и попадает в атмосферу. В зависимости от температуры воздуха, в атмосфере удерживается определенное количество влаги.
Постепенно она конденсируется, и в небе образуются облака. Далеко не все из них становятся дождевыми, но рано или поздно накопившаяся вода в парообразном или в капельном виде снова попадает в водоемы и на сушу, откуда либо проникает под землю и дальше снова попадает в водоемы в виде грунтовых вод, либо снова испаряется с поверхности.
Что происходит внутри облака?
Влага в облаках способна перемещаться на огромные расстояния – ее поддерживают восходящие потоки воздуха. На землю капли воды попадают только после того, как становятся достаточно крупными и тяжелыми. Внутри облака продолжается процесс конденсации пара: на мельчайшие капли воды оседают частички пара из воздуха.
Капли внутри облака двигаются в разных направлениях, сталкиваются друг с другом и соединяются между собой. Но облака – это не только скопления большого числа капель воды, это еще и масса мельчайших ледяных кристалликов. Если в облаке есть только водяные капли, их укрупнение происходит очень медленно – в одной капле дождя содержится около миллиона таких мельчайших капелек пара.
А если облако смешанное, то водяные капли находятся в нижней его части. А в верхней, в области более холодного воздуха, в облаке концентрируются те самые кристаллики льда. Дождь в таком облаке образуется довольно быстро. А иногда случается, что теплый воздух летом поднимается вверх очень быстро, и на большой высоте, под воздействием отрицательной температуры, капли массово превращаются в кусочки льда и выпадают на землю в виде града, не успевая растаять.
После того как начинает идти дождь, новые потоки влажного воздуха пополняют дождевое облако, и так продолжается до тех пор, пока поток влаги не ослабнет. Летом в каждом кубическом километре дождевого облака может содержаться около тысячи тонн воды. Самые крупные дождевые облака, из которых прольются настоящие ливни, образуются в жаркие дни, когда от поверхности земли в воздух поднимается большое количество испаряющейся влаги.
Облако растет, увеличивается в размерах и постепенно его верхушка достигает холодных слоев воздуха. Примерно на высоте восьми тысяч метров над землей температура воздуха может составлять до минус тридцати градусов. Именно при таком сильном холоде капли пара кристаллизуются в лед.
Часто при виде темной тучи мы думаем, что сейчас . Но самые мрачные серые тучи могут пройти мимо, не пролив ни капли влаги. Верный признак того, что облако действительно грозовое – его иссиня-свинцовый оттенок.
Где на Земле дожди идут чаще?
Частота и интенсивность дождей в разных частях планеты зависит от поясов атмосферного давления. В районе экватора воздух постоянно нагрет, здесь царит область низкого давления, и теплый воздух, поднимаясь вверх, регулярно охлаждается.
Именно поэтому в области экватора постоянно образуются огромные дождевые облака и идут обильные дожди. Так происходит и в других районах планеты, где климат обусловлен областями низкого давления атмосферы. Важна и температура воздуха: чем она выше, тем чаще будут в этом месте идти дожди.
Там, где господствуют пояса высокого давления, царят нисходящие воздушные потоки. Прохладный воздух, опускаясь к поверхности земли, нагревается и становится не так насыщен влагой. В широтах 25-30 градусов дожди идут редко, а у полюсов осадков почти не бывает.
Коэффициент увлажнения и наблюдения за осадками
Уровень влажности на той или иной территории принято определять при помощи коэффициента увлажнения. Он высчитывается делением годового количества осадков на испаряемость за это же время. Чем коэффициент увлажнения ниже, тем суше климат.
При условии, что годовое количество осадков примерно равно испаряемости, коэффициент увлажнения близок к единице. Такая картина наблюдается в лесостепях и степях. Если коэффициент больше единицы, то территория характеризуется как область с избыточным увлажнением. Если коэффициент не превышает значения 0,3, территория характеризуется как область со скудным увлажнением – к таким областям относятся пустыни.
Ученые, ведущие наблюдения за климатом, измеряют количество осадков в той или иной части планеты. Специалисты зафиксировали абсолютный минимум осадков – такая ситуация складывается в Ливийской пустыне и пустыне Атакама, где выпадает меньше 50 миллиметров осадков в году.
Абсолютный максимум приходится на тихоокеанский регион (Гавайи) и индийский Черапунджи, где каждый год выпадает больше 11 с половиной тысяч миллиметров дождей.
> Почему идет дождь?
Как образуется дождь – описание для детей и взрослых: почему идет дождь на Земле, схема круговорота воды, количество осадков, дождь на других планетах.
Дождь приносит радость фермерам в зной и грусть меланхоликам. Вы рады ему, если больше не можете выдержать летнюю жару и злитесь, если вам нужно было пойти за покупками. Однако, почему дождь вообще идет и как образуется на планете?
Начнем с того, что дождь - жидкая разновидность осадков. Здесь не обойтись без расшифровки водного цикла. Все начинается с того, что Солнце испаряет воду из различных водоемов при условии, что температура воздуха выше 0°C. Дальше пар поднимается в атмосферу, где конденсируется в водяные капли. Их тяжесть заставляет снова падать на землю.
Это известный всем круговорот воды в природе. Его часто используют, чтобы описать путешествие жидкости снизу-вверх и обратно. Для появления дождя важно два момента: насыщение и слияние.
Насыщение
В этом процессе невидимый водяной пар конденсируется на микроволновых частицах, создавая крошечные капли. Обычно этот критерий доносят под видом относительной влажности – процент от общего количества водяного пара, способного сохраняться при определенной температуре воздуха.
Количество сохраняемого водяного пара до насыщения (100% влажность) и трансформации в облако зависит от его температурной отметки (чем теплее, тем больше).
Слияние
Этот процесс осуществляется, когда воздух становится насыщенным. Тогда водяные капли начинают сливаться, чтобы создать более крупные (происходит из-за турбулентности в воздушном пространстве).
Они объединяются, пока их вес не пробивается сквозь сопротивление воздуха, и они падают в виде дождя. Важно понимать, что дождь выступает главным источником пресной воды для множества стран, а также обеспечивает необходимые условия в различных экосистемах.
Измерение
Для того, чтобы зафиксировать количество выпавших осадков, придумали специальные дождевые датчики. Чаще всего, они представлены двумя цилиндрами (как матрешка), наполняемые водой. Внутренний заполняется первым и передает воду второму. Оставшиеся осадки во внешнем дают общую оценку в миллиметрах.
Есть также клинометр, а наиболее дешевый вариант – цилиндр с измерительной палочкой. Также осадки отслеживаются метеорологическим радиолокатором.
Изменение климата
Конечно, перемены в климате, вроде глобального потепления, сильно влияют и на привычное количество осадков. Повышенное количество выбросов углекислого газа увеличило отметку средней температуры по всему миру. А это значит, что выпарилось намного больше воды.
За прошедший век объем осадков севернее 30° увеличился, а вот в тропиках уменьшился. Можно отметить, что Северная и Южная Америка, Северная Европа и Азия стали влажнее. А вот засуха усилилась в Африке и Южной части Азии.
Дождь на других планетах
Да, мы не единственный мир, где есть дожди. В нашей Солнечной системе есть влажные осадки, хотя они практически не имеют связи с водой. Например, на Венере дожди идут постоянно, вот только вам не захотелось бы прогуляться под этим потоком, созданным из серной кислоты!
Он формируется высоко в атмосферном слое, где ветер ускоряется до 360 км/ч. Но капли тут же испаряются, потому что поверхность нагрета до 460°C. На спутнике Сатурна Титане это метановые дожди. У него вообще наблюдается активный гидрологический цикл, где место воды занимает углеводород.
Недавно получили еще более удивительные диковинки. На Сатурне и Юпитере могут идти жидкие гелиевые дожди. Полагают, что из-за колоссального давления на всех газовых гигантах присутствуют «бриллиантовые осадки». И это не шутка. Планеты обладают метаном, который при давлении формирует алмазы.
И еще один увлекательный случай – корональный солнечный дождь. Это происходит при выбросе корональной массы, во время которой плазма охлаждается и падает на поверхность. Создаются даже целые брызги.
Образование облака начинается с процесса парообразования, который в природе происходит постоянно. Солнце нагревает землю и водоемы, и тем самым ускоряет испарение. Оторвавшиеся от водной поверхности капельки настолько малы, что удерживаются над землей теплыми воздушными потоками. Легкий прозрачный пар смешивается с воздушными массами и вместе с ними устремляется ввысь.Между тем испарение воды с поверхности почвы и водоемов продолжается. Ветер сбивает вместе небольшие стайки тумана. Образуется облачко. Крохотные капельки водяного пара хаотично движутся, иногда они сливаются и укрупняются при столкновениях. Однако этого недостаточно, чтобы начался .
Чтобы это произошло, капли должны стать крупными и тяжелыми настолько, что восходящие потоки воздуха не смогут их удерживать. Одна дождевая капля получается при слиянии с миллионом других облачных капелек. Это очень длительный процесс.
Дождевые облака образуются в тропосфере - самом нижем слое атмосферы. Тропосфера нагревается , поэтому температура воздуха у поверхности планеты сильно отличается от температуры в нескольких километрах над ней – она падает в среднем на 6°С на каждый подъема. Даже в летнюю жару на высоте 8-9 км над поверхностью Земли царит прямо-таки арктический холод, и температура -30°С здесь совсем не редкость.
Процессы, происходящие внутри облака
Водяной пар, поднимающийся вверх вместе с потоками воздуха, постепенно остывает, а затем и замерзает, превращаясь в мельчайшие кристаллики льда. Таким образом, в верхней части дождевого облака находятся ледяные кристаллы, а в нижней - капельки воды.
Внутри облака происходит конденсация водяного пара. Как известно, процесс этот возможен только при наличии какой-либо поверхности. Водяной пар оседает на капельках воды, всевозможных пылинках и соринках, поднятых вверх восходящими воздушными потоками, а также на кристалликах льда. Размер и вес кристалликов быстро увеличивается. Они уже не могут удерживаться в воздухе и срываются вниз.
При прохождении сквозь толщу облака ледяные кристаллики становятся еще больше и весомее, поскольку конденсация продолжается. Если на нижней границе облака температура плюсовая, льдинки тают и выпадают на землю в виде дождя, если минусовая – идет град.
А далее все начинается сначала. Многочисленные дождевые потоки образуют , которые пополняют земные водоемы. Некоторая часть выпавшей влаги просачивается сквозь почву и попадает в подземные водоемы. А часть воды испаряется, и над землей образуется облако.