Дождь – самая распространенная разновидность атмосферных осадков. Еще в младших классах ученикам рассказывают, откуда берется дождь. Но, несмотря на доступность учительских объяснений, остается много неясных «почему». Например, почему маленькое облако способно вылить потоки ливня, тогда, как черные тучи проходят мимо, даже не брызнув? Почему капли бывают разных размеров и как они формируются ?

Дождь и круговорот воды в природе

Все начинается с тепла. Солнечная энергия заставляет воду испаряться с поверхностей океанов, озер, морей, рек, других водоемов, почвы и даже растений. Превращаясь в пар, она поднимается в воздух. Сила ветра ускоряет процесс. Маленькие водные частицы не осязаемы. При высокой влажности (особенно в тропической зоне) можно заметить, как пузырьки кружат вокруг, не опускаясь, а наоборот, стремясь ввысь.

Материалы по теме:

Дожди на других планетах

Причины дождя (образования осадков)

Климатология и метеорология – науки, прямо интересующиеся любыми осадками, выделяют 4 основные причины появление дождя:

1. Восходящие движения воздуха
2. Наличие в воздухе водяного пара, в количестве, достаточном для образования дождя
3. Встреча теплых и холодных воздушных потоков
4. Наличие возвышенных форм рельефа

Восходящие движения воздуха

Солнце нагревает земную поверхность, и с нее начинает испаряться влага. Процесс испарения происходит не только непосредственно с почвы, но и с поверхности океана, моря, озера, а также с листовых пластинок и человеческой кожи. Вся вода, которая испарилась, пока находиться в воздухе. Но, нагретый воздух – в соответствии с законами физики, начинает медленно подниматься вверх. Вместе со всей, содержащейся в нем, водой.

Нужно помнить важные физические понятия – относительная и абсолютная влажность. Абсолютная – это то количество водяного пара, которое уже – в данный момент, содержится в воздухе. Относительная влажность – это та влажность, которая есть, по отношению к той, что может быть при данной температуре. И последний физический закон – чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может удержать в себе.

В восходящих воздушных потоках уже есть какая-то влага. Но с продвижением вверх, температура воздуха падает. Поэтому влага начинает конденсироваться в облака. Когда температура падает еще ниже, а облако уже не может удерживать содержащееся в нем количество влаги, излишки проливаются в виде дождя.

Материалы по теме:

Как самолеты садятся в сильный туман и дождь?

Наличие в воздухе водяного пара, в количестве, достаточном для образования дождя

Процесс подобен вышеописанному, только с уточнениями. Правило образования дождя работает, если водяному пару есть откуда взяться – с поверхности свежевспаханной почвы, речки, зеркала озера или листовой пластины зеленой рассады капусты и шпината. А если мы находимся в центре пустыни Сахары, то влаги в воздухе не будет, сколько бы солнце не светило.

Дождь является одним из самых распространенных погодных явлений. Однако не все знают, почему идет дождь, хоть эту информацию давали преподаватели еще в младших классах. Мировой круговорот воды начинается с теплового воздействия. Под палящими лучами солнца жидкость испаряется с поверхностей водоемов, рек, морей и океанов. Она превращается в пар и устремляется ввысь. В странах с высокой влажностью маленькие пузырьки можно легко заметить.

Причины появления

Науки, которые изучают любые виды осадков, носят название метеорология и климатология. Они выделяют 4 основных причины:

1. Возвышенные формы рельефа.
2. Восходящее перемещение воздушных масс.
3. Наличие водяных паров, которые способствуют образованию осадков в виде дождя.
4. Встреча и взаимодействие потоков холодного и теплого воздуха.

Можно провести небольшой опыт в домашних условиях и увидеть наглядно, как происходит мировой круговорот воды.

Для этого нужно взять небольшую емкость, набрать в нее воды и поставить на огонь закипать. Кастрюлю нужно накрыть прозрачной крышкой. Когда жидкость нагреется, она начнет превращаться в пар, и мелкие капельки начнут скапливаться на поверхности крышки, а потом обратно падать в кастрюлю с кипящей водой и снова превращаться в пар.

Восходящие движения

Солнечные лучи нагревают землю, и начинается процесс испарения влаги. Это происходит не только с почвой, но и с водными поверхностями. Испарившаяся жидкость находится в воздухе. Согласно законам физики, теплый воздух перемещается в верхние слои атмосферы вместе с водяными пузырьками, которые в нем содержатся.

Основные физические понятия - абсолютная влажность (количество пара, которое содержится в воздухе на текущий момент) и относительная (по отношению к влажности, которая наблюдается при данной температуре). Чем горячее воздух, тем больше водяного пара в нем содержится.

Во всех воздушных потоках содержится влага, но чем выше она поднимается, тем ниже становится температура воздуха. Она начинает конденсироваться, и на небе появляются облака. Когда температура достигает нижней отметки, и облако уже не способно удерживать то количество влаги, которое в нем содержится, начинается дождь.

Процесс аналогичен тому, что происходит с восходящими воздушными массами. Правило образования осадков работает только в том случае, если водяным пузырькам есть откуда взяться - с листовой пластины, водной поверхности, свежевспаханной почвы и т. д.

Но если человек находится, к примеру, в пустыне Сахаре, солнечные лучи не станут причиной появления дождя, поскольку влаге неоткуда взяться.

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.

После того как директор одной из американских радиостанций промок до нитки, попав под осенний дождь, в эфире появилась передача «Прогноз погоды», которой ранее не существовало. Сведения оказались актуальными, ведь никогда не лишним будет узнать, стоит ли сегодня захватить зонтик и нужно ли выходить из дому, так как, например, в Португалии дождь и ветер являются уважительной причиной, чтобы не появиться на работе.

Дождь — это один из видов атмосферных осадков, которые выпадают в основном из слоисто-дождевых и высокослоистых облаков в виде водных капель с диаметром от 0,5 до 7 мм. Дождь обычно идёт из облаков смешанного типа, содержащих переохлаждённые капли или ледяные кристаллы.

Капли дождя выпадают после того, как мелкие частички воды, обладающие сферической формой, сливаются в более крупные, или когда они примерзают к ледяному кристаллику. В отличие от общепринятого мнения, формы слезинки они не имеют, поскольку с нижней стороны приплюснуты из-за давления встречного воздушного потока.

Вначале эти капли достаточно легки для того, чтобы воздух давал им возможность не покидать облако. Поскольку внутри тучи они постоянно двигаются и сталкиваются друг с другом, сливаясь и увеличиваясь в размерах, они начинают постепенно опускаться вниз, продолжая увеличиваться. Этот процесс длится до тех пор, пока водяные частицы не наберут нужной массы, дающей им возможность преодолеть сопротивление воздуха и пролить на землю капли дождя.

Если водяные частички находятся в облаках, внутри которых температура достаточно высока, чтобы не превратиться в ледяные кристаллы, слияние капель друг с другом происходит постоянно и чрезвычайно интенсивно. Дождь идёт из них не так часто, как из облаков, внутри которых температура ниже нуля: дабы выпасть из облака, ледяные кристаллы набирают необходимую массу довольно быстро.

Если между облаком и поверхностью земли в это время наблюдается очень высокая разница в температурных показателях, то замёрзшие кристаллики таят, не долетев до земной поверхности – и на землю выпадают капли дождя (наиболее крупные капли получаются при таянии града).

Интересно, что чем крупнее капли осадков, тем сильнее дождь, но обычно он довольно быстро проходит. Скорость выпадения таких осадков может составлять от 9 до 30 м/с (обычно это характерно для летнего или весеннего дождя). А вот если капли дождя окажутся мелкими, то такие осадки могут идти несколько дней и даже недель – до земли вода летит «неторопливо», на скорости от 2 до 6,6 м/с, что характерно для осенних дождей.

Интенсивность осадков

Одним из важных показателей количества осадков в природе является фиксирование интенсивности дождя – объём дождевых капель, выпадающих за определённое время.

Толщина слоя выпавшей дождевой воды обычно измеряется в миллиметрах: один миллиметр слоя воды равен одному килограмму капель дождя, выпавшем на одном квадратном метре (показатель интенсивности осадков обычно колеблется от 1,25 мм/ч до 100 мм/ч). Учитывая объём осадков, который выпадает за определённый период времени, различают слабый, умеренный и проливной дождь.

Обложные осадки

Со скоростью 2,5 мм/ч, слабый дождь выпадает вне зависимости от поры года при плюсовой температуре в умеренных и высоких широтах из тёмных высоко-слоистых, слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков. Обложные осадки длятся от нескольких часов до нескольких недель и охватывают огромную территорию. Если осадки данного типа продолжительны, то они довольно часто вредят природе: влажность в атмосфере сильно увеличивается, а растения из-за перенасыщения влагой начинают гнить.

Моросящие осадки

Умеренные дожди идут со скоростью от 2,5 до 8 мм/ч в виде мелких капель из слоистых и слоисто-кучевых облаков. Длятся эти осадки недолго, от нескольких часов до двух суток, их количество минимально, а потому дождь не оказывает на природу негативного влияния.

Ливневые осадки

Ливневые осадки – это сильный дождь с ветром, что нередко выпадает в умеренных широтах обычно в тёплое время года. Такой проливной дождь характеризуется высокой скоростью выпадения (более 8 мм/ч) и небольшой длительностью, не более нескольких часов. Исключение – майский дождь, который может идти до трёх суток, а также ливневые осадки, выпадающие в тропических и экваториальных широтах. Сезон дождей здесь нередко длится несколько месяцев, а проливной дождь льёт практически без остановок с интенсивностью 25-30 мм/мин.

Надо заметить, что гроза довольно часто сопровождает ливневый дождь, поэтому при подобной погоде лучше найти убежище, дабы избежать несчастных случаев. Интересно, что возникновение грозы непосредственно связано с Солнцем – в средних широтах такое явление природы можно наблюдать после полудня и очень редко перед рассветом.

В Европе самый сильный дождь выпал на территории Германии в двадцатых годах прошлого века, когда его показатели составляли 15,5 мм/мин. Что касается самых сильных осадков в масштабе планеты, то на землях Гваделупы был зафиксирован дождь с интенсивностью в 38 мм/мин.

Ливневый дождь часто сопровождается грозой и шквальным ветром, что наносит значительный вред как природе, так и человеку. Последствиями подобного дождя и ветра нередко бывают оползни, наводнения, эрозия грунта. Подобные погодные условия могут стать причиной смерти человека, а также вызвать экологическую катастрофу. Когда речь идёт о сильном проливном дожде, то важна не столько его продолжительность, сколько интенсивность: чем больше капель выпадет, тем пагубнее будут последствия.

Период дождей

На Земле зафиксированы области, где выпадает наибольшее количество осадков. Это явление известно, как «сезон дождей» и за ним можно наблюдать в тропических и субтропических широтах. Чем ближе к экватору сезон дождей, тем более затяжные осадки, длящиеся с мая по октябрь. В более отдалённых от экватора тропических регионах, сезон дождей состоит из двух периодов и даёт людям определенную передышку (пояс дождей на месте не стоит и постепенно перемещается вслед за зенитом Солнца от северного до южного тропика и назад).

Тропический летний дождь обычно начинается внезапно, а капли дождя, сформировав один сплошной поток, льются на землю настолько плотной стеной, что на расстоянии одного метра уже мало что можно различить. В результате осадки подобной интенсивности способны за несколько часов не только полностью залить города и сёла, но и вызвать селевые потоки и наводнения.

Интересно, что для местных жителей сезон дождей – обычное явление, они давно привыкли к таким погодным условиям и знают, как действовать, например, практически все дома в Таиланде построены на сваях. Именно поэтому туристам не рекомендуют посещать экваториальные и тропические страны в подобный период. Также довольно часто возникают штормы и ураганы, лишь в Филиппинах за один сезон дождей над страной пролетает около тридцати ураганов и штормов.

Осадки в умеренных широтах

Чем дальше от экватора, тем сезон дождей слабее, а в умеренных широтах вовсе исчезает: осадки здесь равномерно распределяются по всему году и их обилие зависит не столько от Солнца, сколько от ветров и горных хребтов. Например:

• Весенний дождь характерен для всей территории Европы и на протяжении первых двух месяцев дожди постоянно чередуются с Солнцем. Ливни зачастую начинаются в последние дни весны;
• В Германии теплый дождь можно наблюдать на протяжении всего лета. В Швеции, Дании, Нидерландах, на территории средней и восточной Европы одним из наиболее дождливых месяцев считается август;
• Осенний холодный дождь наблюдается в Норвегии, во Франции, в Италии и на Балканах в октябре и ноябре, когда теплую погоду постепенно сменяет мороз;
• Зимний холодный дождь можно увидеть в основном на юге Европы – на Балканах, на западе и юге Пиренейского полуострова, но нередок он и для северных территорий, например, часто выпадает в Шотландии и на Фарерских островах.

Дожди и природа

Роль осадков в жизни природы трудно переоценить, поскольку они как дают жизнь, так и отнимают ее. Дождь и ветер, образовывая шквалы, грозы, ураганы способны разрушить дома, побить посевы, свести на нет все усилия человека и даже лишить его жизни или здоровья. Последствия сильных осадков нередко бывают катастрофическими.

Капли дождя также даруют жизнь: после осадков природа обновляется и оживает. Например, грибной дождь с нетерпением ждут все грибники. Это моросящий тёплый дождь, что выпадает из туч, находящихся низко над земной поверхностью в период роста грибов. Интересно, что в отличие от других осадков, грибной дождь непродолжителен, капли дождя хорошо смачивают почву, и все находящиеся в грунте грибы начинают чрезвычайно хорошо расти.

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.