§ 20. Вода в повітрі. Опади

Досліджуй

1. Подихай на дзеркало. Спостерігай, що утворюється на ньому. Спостерігай чи утворяться краплини води на пляшці, яку вийняли з морозильної камери. Подумай, звідки вони узялися і чи та сама причина утворення краплин води на окулярах в холодну погоду.

Мал. 20.1. Звідки краплини?

Дізнавайся

Чому в повітрі є водяна пара?

Водяна пара в повітрі утворюється внаслідок випаровуванням води з поверхні водойм, листків рослин. За добу з поверхні Світового океану випаровується майже стільки води, скільки її є в руслі річок усього світу. Підраховано, що приблизно за три тисячі років уся сучасна маса води на Землі зазнала випаровування. Тобто за останні 10 тисяч років вона вже тричі була парою в атмосфері, а за час існування Землі — декілька мільйонів разів.

Скільки водяної пари може міститися в повітрі?

Кількість водяної пари в повітрі визначають за допомогою двох показників — абсолютної та відносної вологості.

Абсолютна вологість — це густина водяної пари в повітрі, тобто кількість водяної пари в грамах у повітрі об’ємом 1 м³. Виявлено, що цей показник залежить від температури повітря. Чим вища температура, тим інтенсивніше відбуватиметься випаровування. Максимальна величина абсолютної вологості (тобто кількість води, яка може існувати у повітрі у вигляді пари) залежить від температури (мал. 20.2). Це значення абсолютної вологості називається насиченим.

Відносна вологість — це відношення кількості водяної пари в повітрі до її максимально можливої кількості за певної температури.

Мал. 20.2. Максимальний уміст водяної пари в повітрі об'ємом 1 м³за різних температур

Відносну вологість виражають у відсотках. Наприклад, у прогнозі погоди можна почути: температура повітря +20 °С, відносна вологість 50 %. Це означає, що в повітрі об’ємом 1 м³ міститься водяна пара масою 8,5 г (мал. 20.2).

Відносна вологість насиченого повітря 100 %, тобто більше водяної пари воно вміщувати не може. То куди ж діватиметься водяна пара, випаровування якої триває, адже цей процес неперервний, відбувається за будь-якої температури? Місце «вивільняється» внаслідок конденсації — перетворення водяної пари на краплинки води, або сублімації — перетворення на кристалики льоду.

Конденсація залежить від кількох чинників: температури, тиску, кількості водяної пари й кількості дрібненьких частинок пилу чи інших домішок у повітрі. Біля поверхні землі з достатньо вологого повітря, яке швидко охолоджується, випадає роса. У тропосфері в повітрі, що холоднішає і перебуває під меншим тиском, утворюються хмари. Якщо відносна вологість повітря сягає 100 %, утворюється туман.

Які бувають хмари і як вони впливають на зміни погодних умов?

Розрізняють хмари трьох ярусів: верхнього, середнього і нижнього (мал. 20.3). За формами утворень хмари поділяють на три основні види: перисті, шаруваті й купчасті. Також виокремлюють хмари вертикального розвитку. Це щільні хмарні маси із зазвичай біло-сірою підошвою і сліпучо-білими вершинами. Підошва хмари пласка, а вершини — у формі хмарних гір, веж і куполів у вигляді жмутів вати.

Мал. 20.3. Види хмар

Ступінь покриття небосхилу хмарами, тобто хмарність, визначають у балах від 1 до 10 або у відсотках. За результатами спостережень за певний період часу, наприклад, за місяць, створюють діаграму або графік хмарності.

Якими бувають опади і як їх вимірюють?

Атмосферними опадами (мал. 20.4) називають воду в рідкому (дощ, мряка) і твердому (сніг, град) станах, яка випадає з хмар або виділяється з повітря на земну поверхню (туман, роса, іній, паморозь).

Мал. 20.4. Види опадів

Залежно від вологості повітря, видів хмар, швидкості вітру опади бувають облогові (рівномірні й тривалі), зливові (сильні й короткочасні), мрячні (дуже дрібні, як манна крупа).

Унаслідок випадання мряки, дощу або осідання густого туману в холодний період року може утворюватися наліт льоду на земній поверхні — ожеледь. Шари льоду або зледенілого снігу на земній поверхні (тротуарі, дорозі), який утворюється через замерзання рідких опадів, що випали раніше, мокрого снігу або талої води, називають ожеледицею.

На метеостанціях кількість опадів вимірюють за допомогою опадоміра. Для постійного реєстрування рідких атмосферних опадів, їхньої інтенсивності та проміжку часу випадання на метеостанціях установлюють самописний прилад плювіограф. Відкрий цифровий додаток (Додаткові матеріали, до § 20). Дізнайся більше про будову згаданих приладів.

Дій

ЗНАЙ - ПОЯСНЮЙ - ЗАСТОСОВУЙ - ТВОРИ

1. Сформулюй визначення абсолютної і відносної вологості.

2. Наведи приклади хмар, різних за висотою і формами утворень.

3. Назви умови утворення хмар.

4. Поясни: а) за яких умов опади випадають не з хмар, а з повітря; б) як утворюються дощові краплі; в) як погода пов'язана з купчастими хмарами; г) чому у великих містах атмосферних опадів випадає більше ніжу приміській зоні.

5. Визнач зайве поняття: дощ, роса, сніг, град.

6. Підготуй презентацію «Рекорди опадів у світі й в Україні».