Размещено на http://www.allbest.ru/

В последнее время в разных частях земного шара все чаще возникают проблемы, связанные с количеством и характером выпадения атмосферных осадков. В этом году в Украине наблюдалась очень снежная зима, но в то же время в Австралии наблюдалась небывалая засуха. Как возникают атмосферные осадки? От чего зависит характер выпадения и многие другие вопросы являются на сегодняшний день актуальными и важными. Поэтому я выбрала тему своей работы «Образование и виды атмосферных осадков».

Таким образом, главной целью данной работы является исследование образования и видов атмосферных осадков.

В ходе работы выделяются следующие задачи:

· Определение понятия атмосферных осадков

· Исследование существующих видов атмосферных осадков

· Рассмотрение проблемы и последствий выпадения кислотных дождей.

Основным методом исследования в данной работе является метод исследования и анализа литературных источников.

Атмосферные осадки (греч. atmos -- пар и русск. осаждаться -- падать на землю) -- вода в жидком (морось, дождь) и твердом (крупа, снег, град) виде, выпадающая из облаков в результате конденсации паров, поднимающихся в основном с океанов и морей (испаряемая вода с суши составляет около 10% атмосферных осадков). К атмосферным осадкам относят также изморозь, иней, росу, осаждающиеся на поверхности наземных предметов при конденсации паров в насыщенном влагой воздухе. Атмосферные осадки -- звено общего влагооборота Земли. При наступлении теплого фронта обычны обложные и моросящие дожди, а при холодном -- ливневые. Измеряются атмосферные осадки при помощи осадкомера на метеорологических станциях толщиной слоя воды (в мм), выпавшей за сутки, месяц, год. Среднее количество атмосферным осадкам Земли около 1000 мм/ год, но в пустынях выпадает меньше 100 и даже 50 мм/ год, а в экваториальной зоне и на некоторых наветренных склонах гор -- до 12000 мм/год (метеостанция Чаррануджа на высоте 1300 м). Атмосферные осадки -- главные поставщики воды в водотоки, в почвы питающие весь органический мир.

Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара.

При подъёме и охлаждении тёплого воздуха образуются облака, состоящие из капелек воды. Сталкиваясь в облаке, капли соединяются, увеличивается их масса. Нижняя часть облака синеет, и оно проливается дождём. При отрицательных температурах воздуха капли воды в облаках замерзают и превращаются в снежинки. Снежинки слипаются в хлопья и выпадают на землю. Во время снегопада они могут немного подтаять, и тогда идёт мокрый снег. Бывает, что воздушные потоки многократно опускают и поднимают замёрзшие капли, в это время на них нарастают ледяные слои. Наконец капли становятся такими тяжёлыми, что выпадают на землю градом. Иногда градины достигают размера куриного яйца. В летнее время при ясной погоде охлаждается земная поверхность. От неё охлаждаются приземные слои воздуха. Водяной пар начинает конденсироваться на холодных предметах - листьях, траве, камнях. Так образуется роса. Если температура поверхности была отрицательной, то капельки воды замерзают, образуя иней. Роса обычно выпадает летом, иней - весной и осенью. При этом и роса, и иней могут образоваться только при ясной погоде. Если небо закрыто облаками, то земная поверхность остывает незначительно и не может охладить воздух.

По способу образования выделяются конвективные, фронтальные и орографические осадки. Общим условием образования осадков является восходящее движение воздуха и его охлаждение. В первом случае причиной подъёма воздуха является его нагревание от тёплой поверхности (конвекция). Такие осадки выпадают круглый год в жарком поясе и в летнее время в умеренных широтах. Если тёплый воздух поднимается вверх при взаимодействии с более холодным воздухом, то образуются фронтальные осадки. Они в большей мере свойственны умеренным и холодным поясам, где чаще встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Причиной подъёма тёплого воздуха может быть его столкновение с горами. В этом случае образуются орографические осадки. Они характерны для наветренных склонов гор, причём количество осадков на склонах больше, чем на прилегающих участках равнин.

Количество выпавших осадков измеряется в миллиметрах. В среднем за год на земную поверхность выпадает около 1100 мм осадков.

Выпадающие из облаков осадки: дождь, морось, град, снег, крупа.

Различают:

· обложные осадки, связанные преимущественно с тёплыми фронтами;

· ливневые осадки, связанные с холодными фронтами. Осаждающиеся из воздуха осадки: роса, иней, изморозь, гололёд. Осадки измеряются толщиной слоя выпавшей воды в миллиметрах. В среднем на земном шаре выпадает около 1000 мм осадков в год, а в пустынях и в высоких широтах -- менее 250 мм в год.

Измерение осадков выполняется дождемерами, осадкомерами, плювиографами на метеорологических станциях, а для больших площадей -- с помощь радиолокации.

Многолетнее, среднемесячное, сезонное, годовое количество осадков, их распределение по земной поверхности, годовой и суточный ход, повторяемость, интенсивность являются определяющими характеристиками климата, имеющими существенное значение для сельского хозяйства и многих других отраслей народного хозяйства.

Наибольшего количества осадков на земном шаре следует ожидать там, где велика атмосферная влажность и где существуют условия к поднятию и охлаждению воздуха. Количество осадков зависит: 1) от широты, 2) от общей циркуляции атмосферы и связанных с ней процессов, 3) от рельефа.

Наибольшее количество осадков и на суше и на море выпадает около экватора, в поясе между 10° с. ш. и 10° ю. ш. Далее к северу и к югу количество осадков уменьшается в области пассатов, причем минимумы осадков более или менее совпадают с субтропическими максимумами давления. На море минимумы осадков расположены ближе к экватору, чем на суше. Впрочем, цифрам, иллюстрирующим количество осадков на море, особенно доверять не приходится ввиду незначительного числа наблюдений.

От субтропических максимумов давления и минимумов осадков количество этих последних снова увеличивается и достигает второго максимума приблизительно в широтах 40-50°, а отсюда к полюсам убывает.

Большое количество осадков под экватором объясняется тем, что здесь вследствие термических причин создается область пониженного давления с восходящими токами, воздух с большим содержанием водяного пара (в среднем е = 25мм), поднимаясь, охлаждается и конденсирует влагу. Малое количество осадков в области пассатов обусловливается этими последними ветрами.

Наименьшее количество осадков, наблюдаемое в области подтропических максимумов давления, объясняется тем, что этим областям свойственно нисходящее движение воздуха. Воздух, опускаясь, нагревается и становится сухим. Далее к северу и югу мы вступаем в область преобладающих юго-западных и северо-западных ветров, т.е. ветров, движущихся из более теплых стран в более холодные. Здесь, кроме того, весьма часто возникают циклоны, следовательно, создаются условия, благоприятные поднятию воздуха и его охлаждению. Все это влечет за собой увеличение количества осадков.

Что касается уменьшения количества осадков в полярной области, то надо иметь в виду что они относятся только к измеряемым осадкам - дождю, снегу, крупе, но при этом не принято во внимание осаждение инея; между тем надо допустить, что образование инея в полярных странах, где вследствие низкой температуры относительная влажность очень велика, происходит в большом количестве. Действительно, некоторые полярные путешественники наблюдали, что конденсация происходит здесь преимущественно из нижних, соприкасающихся с поверхностью, слоев воздуха в виде инея или ледяных иголочек, оседающих на поверхности снега и льда и заметно увеличивающих их мощность.

Громадное влияние на количество выпадающей влаги оказывает рельеф. Горы, заставляя подниматься воздух, обусловливают его охлаждение и конденсацию паров.

Особенно ясно можно проследить зависимость количества осадков от высоты в таких поселениях, которые расположены на склонах гор, причем нижние квартала их находятся у уровня моря, а верхние, расположены довольно высоко. Действительно, в каждой местности, в зависимости от всей совокупности метеорологических условий, существует определенная зона, или высота, на которой происходит максимальная конденсация паров, причем выше этой зоны воздух становится более сухим. Так, на Монблане зона наибольшей конденсации лежит на высоте 2600 м, в Гималаях на южном склоне - в среднем на высоте 2400 м, в Памире и Тибете - на высоте 4500 м. Даже в Сахаре горы конденсируют влагу.

По времени выпадения максимального количества осадков все страны можно разделить на две категории: 1) страны с преобладающими летними и 2) страны с преобладающими зимними осадками. К первой категории принадлежат тропическая область, более континентальные области умеренных широт и северные окраины суши северного полушария. Зимние осадки преобладают в субтропических странах, затем па океанах и морях, а также в странах с морским климатом в умеренных широтах. Зимой океаны и моря теплее, чем суша, давление понижается, создаются благоприятные условия для возникновения циклонов и усиления осадков. Мы можем установить на земном шаре следующие подразделения на основании распределения осадков.

Виды атмосферных осадков. Градом - называются особого рода ледяные образования, выпадающие иногда из атмосферы и причисляемые к атмосферным осадкам, иначе гидрометеорам. Вид, строение и размеры градин крайне разнообразны. Одна из наиболее обыкновенных форм -- коническая или пирамидальная с острыми или слегка усеченными верхушками и закругленным основанием. Верхняя часть таких обыкновенно более мягкая, матовая, как бы снежная; средняя -- полупрозрачная, состоящая из концентрических, чередующихся между собою прозрачных и непрозрачных слоев; нижняя, самая широкая -- прозрачная.

Не менее часто встречается шарообразная форма, состоящая из внутреннего снежного ядра (иногда, хотя и реже, центральная часть состоит из прозрачного льда), окруженного одной или несколькими прозрачными оболочками. Явление града сопровождается особым характерным шумом от ударения градин, напоминающим шум, происходящий от высыпания орехов. Града выпадает большею частью в летнее время и днем. Град ночью -- явление весьма редкое. Продолжается несколько минут, обыкновенно меньше четверти часа; но бывают случаи, когда он длится и долее. Распределение града на земле зависит от широты, но главным образом от местных условий. В тропических странах град -- явление весьма редкое, причем он там падает почти только на высоких плоскогорьях и горах.

Дождь -- жидкие осадки в виде капель диаметром от 0.5 до 5 мм. Отдельные капли дождя оставляют на поверхности воды след в виде расходящегося круга, а на поверхности сухих предметов -- в виде мокрого пятна.

Переохлаждённый дождь -- жидкие осадки в виде капель диаметром от 0.5 до 5 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до -15°) -- падая на предметы, капли смерзаются и образуется гололёд. Переохлажденный дождь образуется, когда падающие снежинки попадают в слой теплого воздуха, глубокий достаточно для того, чтобы снежинки полностью растаяли и превратились в капельки дождя. По мере того, как эти капельки продолжают падать, они проходят тонкий слой холодного воздуха над поверхностью земли и их температура становится ниже температуры замерзания. Тем не менее, сами капли не замерзают, поэтому это явление назвали переохлаждением (или образованием "переохлажденных капель").

Ледяной дождь -- твердые осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до -15°) в виде твёрдых прозрачных шариков льда диаметром 1-3 мм. Образуются при замерзании капель дождя, когда они падают сквозь нижний слой воздуха с отрицательной температурой. Внутри шариков находится незамёрзшая вода -- падая на предметы, шарики разбиваются на скорлупки, вода вытекает и образуется гололёд. Снег -- твердые осадки, выпадающие (чаще всего при отрицательной температуре воздуха) в виде снежных кристаллов (снежинок) или хлопьев. При слабом снеге горизонтальная видимость (если нет других явлений -- дымки, тумана и т. п.) составляет 4-10 км, при умеренном 1-3 км, при сильном снеге -- менее 1000 м (при этом усиление снегопада происходит постепенно, так что значения видимости 1-2 км и менее наблюдаются не ранее чем через час после начала снегопада). В морозную погоду (температура воздуха ниже -10…-15°) слабый снег может выпадать из малооблачного неба. Отдельно отмечается явление мокрый снег -- смешанные осадки, выпадающие при положительной температуре воздуха в виде хлопьев тающего снега. Дождь со снегом -- смешанные осадки, выпадающие (чаще всего при положительной температуре воздуха) в виде смеси капель и снежинок. Если дождь со снегом выпадает при отрицательной температуре воздуха, частицы осадков намерзают на предметы и образуется гололёд.

Морось -- жидкие осадки в виде очень мелких капель (диаметром менее 0.5 мм), как бы парящих в воздухе. Сухая поверхность намокает медленно и равномерно. Осаждаясь на поверхность воды не образует на ней расходящихся кругов.

Туман - скопление продуктов конденсации (капель или кристаллов, или тех и других вместе), взвешенных в воздухе, непосредственно над поверхностью земли. Помутнение воздуха, вызванное таким скоплением. Обычно эти два значения слова туман не различаются. При тумане горизонтальная видимость менее 1 км. В противном случае помутнение называется дымкой.

Ливень - кратковременные атмосферные осадки, обычно в виде дождя (иногда - мокрого снега, крупы), отличающиеся большой интенсивностью (до 100 мм/ч). Возникают в неустойчивых воздушных массах на холодном фронте или в результате конвекции. Обычно ливневый дождь покрывает сравнительно небольшую территорию. Ливневый снег -- снег ливневого характера. Характеризуется резкими колебаниями горизонтальной видимости от 6-10 км до 2-4 км (а порой до 500--1000 м, в ряде случаев даже 100--200 м) в течение периода времени от нескольких минут до получаса (снежные «заряды»). Снежная крупа -- твердые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха около нуля° и имеющие вид непрозрачных белых крупинок диаметром 2-5 мм; крупинки хрупкие, легко раздавливаются пальцами. Нередко выпадает перед ливневым снегом или одновременно с ним. Ледяная крупа -- твердые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха от +5 до +10° в виде прозрачных (или полупрозрачных) ледяных крупинок диаметром 1-3 мм; в центре крупинок -- непрозрачное ядро. Крупинки достаточно твёрдые (раздавливаются пальцами с некоторым усилием), при падении на твёрдую поверхность отскакивают. В ряде случаев крупинки могут быть покрыты водяной плёнкой (или выпадать вместе с капельками воды), и если температура воздуха ниже нуля°, то падая на предметы, крупинки смерзаются и образуется гололёд.

Роса (лат. ros -- влага, жидкость) -- атмосферный осадок в виде капелек воды, осаждающихся на поверхности земли и наземных предметах при охлаждении воздуха.

Изморозь -- рыхлые кристаллы льда, нарастающие на ветвях деревьев, проводах и других предметах обычно при намерзании капель переохлажденного тумана. Образуется зимой, чаще в тихую морозную погоду в результате сублимации водяного пара при понижении температуры воздуха.

Иней -- тонкий слой ледяных кристаллов, образующихся в холодные, ясные и тихие ночи на поверхности земли, травах и предметах с отрицательной температурой, причем более низкой, чем температура воздуха. Кристаллы инея так же, как и кристаллы изморози, образуются путем сублимации водяного пара.

Впервые кислотные дожди были отмечены в Западной Европе, в частности Скандинавии, и Северной Америке в 1950-х гг. Сейчас эта проблема существует во всем индустриальном мире и приобрела особое значение в связи с возросшими техногенными выбросами оксидов серы и азота. атмосферный осадок кислотный дождь

Когда электростанции и промышленные предприятия сжигают уголь и нефть, с их дымовых труб выбрасываются огромные количества диоксида серы, взвешенных частиц и оксидов азота. В Соединенных Штатах на электростанции и фабрики приходиться от 90 к 95% эмиссий диоксида серы. и 57% оксидов азота, причем почти 60% диоксида серы выбрасывается высокими трубами, что облегчает их перенос на большие расстояния.

По мере того как сбросы диоксида серы и оксида азота с стационарных источников переносятся ветром на большие расстояния, с их образуются вторичные загрязнители, такие, как диоксид азота, пары азотной кислоты и капельки, содержащие растворы серной кислоты, сульфатных и нитратных солей. Эти химические вещества попадают на земную поверхность в виде кислотных дождей или снега, а тоже в виде газов, пелены, росы или твердых частиц. Эти газы могут непосредственно поглощаться листвой. Комбинация сухих и мокрых осад и поглощения кислот и кислотообразующих веществ с близи земной поверхности или на ней называются кислотными осадками, или кислотными дождями. Еще одним причинам кислотных осадков являются сбросы оксида азота большим числам автомобилей в крупных городах. Такой вид загрязнения представляет опасность как для городских, да и для сельских районов. Ведь капли воды и большинство твердых частиц довольно скоро удаляются с атмосферы, кислотные осадки являются скорей региональной или континентальной, чем глобальной проблемой.

Последствия выпадения кислотных дождей:

· Повреждение статуй, строений, металлов и отделки автомобилей.

· Утрата рыб, водных растений и микроорганизмов в озерах и реках.

· Ослабление или утрата деревьев, в особенности хвойных пород, которые растут на больших высотах, из-за вымывания с почвы кальция, натрия и других питательных веществ Повреждение корней деревьев и утрата многочисленных видов рыб из-за освобождения с почв и дойных осадков ионов алюминия, свинца, ртути и кадмия

· Ослабление деревьев и усиление их склонности болезням, насекомым, засухам, грибам и мхам, которые цветут в кислой среде.

· Замедление роста культурных растений, таких, как помидоры, соя, фасоль, табак, шпинат, морковь, капусто-брокколи и хлопок.

Кислотные осадки уже являются серьезной проблемой в Северной и Центральной Европе, на северо-востоке Соединенных Штатов, на юго-востоке Канады, в некоторых районах Китая, Бразилии и Нигерии. Все большую угрозу они начинают представлять в промышленных регионах Азии, Латинской Америки и Африки и в некоторых местах на западе Соединенных Штатов (главным образом из-за сухих осадков). Выпадают кислотные осадки и в шеренги тропических районов, где промышленность практично ни развитой, главным образом из-за выделения оксидов азота при сжигании биомассы. Большая часть кислотообразующих веществ, произведенных водной стране, переноситься преимущественными приземными ветрами на территорию другой. Более трех четвертей кислотных осадков в Норвегии, Швейцарии, Австрии, Швеции, Нидерландах и Финляндии приноситься в эти страны ветром с промышленных районов Западной и Восточной Европы.

Список использованной литературы

1. Акимова, Т. А., Кузьмин А. П., Хаскин В. В., Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001.- 343с.

2. Вронский, В. А. Кислотные дожди: экологический аспект//Биология в школе.- 2006.- №3.- с. 3-6

3. Исаев, А. А. Экологическая климатология.- 2-е изд. испр. и доп.- М.: Научный мир, 2003.- 470с.

5. Николайкин, Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. экология.- 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Дрофа, 2004.- 624с.

6. Новиков, Ю. В. Экология, окружающая среда, человек: Учебное пособие.- М.: Гранд: Фаир - пресс, 2000.- 316с.

Размещено на Allbest.ru