ОСА́ДКИ АТМОСФЕ́РНЫЕ

ОСА́ДКИ АТМОСФЕ́РНЫЕ (гид­ро­ме­тео­ры), во­да в жид­ком или твёр­дом со­стоя­нии, вы­па­даю­щая из об­ла­ков на зем­ную по­верх­ность, ли­бо оса­ж­даю­щая­ся на ней из ат­мо­сфе­ры. О. а. яв­ля­ют­ся од­ним из важ­ней­ших звень­ев вла­го­обо­ро­та на Зем­ле, из­ме­ря­ют­ся ко­ли­че­ст­вом во­ды, вы­па­даю­щей из ат­мо­сфе­ры на го­ри­зон­таль­ную по­верх­ность, вы­ра­жен­ным тол­щи­ной слоя. Твёр­дые осад­ки так­же ха­рак­те­ри­зу­ют­ся тол­щи­ной слоя во­ды, ко­то­рый они об­ра­зо­ва­ли бы рас­та­яв. Один мм слоя во­ды име­ет мас­су 1 кг на 1 м² пло­ща­ди по­верх­но­сти. Из­ме­ре­ние О. а. про­из­во­дит­ся на гид­ро­ме­тео­ро­ло­гич. стан­ци­ях до­ж­де­ме­ра­ми (осад­ко­ме­ра­ми), со­би­раю­щи­ми осад­ки на от­кры­тую при­ём­ную по­верх­ность со­су­да (вед­ра), оп­ре­де­лён­ной пло­ща­ди; плю­вио­гра­фа­ми, не­пре­рыв­но ре­ги­ст­ри­рую­щи­ми при­рост осад­ков и сум­мар­ны­ми до­ж­де­ме­ра­ми, из­ме­ряю­щи­ми сум­му осад­ков в те­че­ние дли­тель­но­го вре­ме­ни. На боль­ших пло­ща­дях для из­ме­ре­ния ин­тен­сив­но­сти и ко­ли­чест­ва осад­ков из об­ла­ков раз­но­го ти­па, их су­точ­ной, се­зон­ной и ре­гио­наль­ной из­мен­чи­во­сти при­ме­ня­ет­ся ра­дио­ло­ка­ция О. а. Важ­ной ха­рак­те­ри­сти­кой О. а. яв­ля­ет­ся их ин­тен­сив­ность, т. е. ко­ли­че­ст­во в еди­ни­цу вре­ме­ни (мм/мин; мм/сут и т. д.). Для ха­рак­те­ри­сти­ки кли­ма­та про­из­во­дят под­счёт мно­го­лет­них сред­них сумм осад­ков по ме­ся­цам, се­зо­нам, за год и др.

Типы осадков

Вы­па­де­ние О. а. из об­ла­ков про­ис­хо­дит в ре­зуль­та­те ук­руп­не­ния час­ти уже су­ще­ст­вую­щих об­лач­ных эле­мен­тов (ка­пель или кри­стал­лов) до раз­ме­ров, при ко­то­рых они при­об­ре­та­ют за­мет­ную ско­рость па­де­ния. Наи­бо­лее круп­ные кри­стал­лич. эле­мен­ты, вы­па­дая из об­ла­ка, стал­ки­ва­ют­ся с пе­ре­ох­ла­ж­дён­ны­ми ка­п­ля­ми, при­мо­ра­жи­вая их к се­бе, или смер­за­ют­ся ме­ж­ду со­бой, об­ра­зуя хло­пья. Пе­рей­дя в ат­мо­сфер­ные слои с темп-ра­ми вы­ше 0 °C, твёр­дые час­ти­цы та­ют, об­ра­зуя ка­п­ли до­ж­дя. При низ­ких темп-рах воз­ду­ха (ок. 0 °C и ни­же) твёр­дые час­ти­цы дос­ти­га­ют зем­ной по­верх­но­сти, не рас­та­яв (снег, кру­па снеж­ная и ле­дя­ная и др.). В тё­п­лое вре­мя го­да воз­мож­но вы­па­де­ние гра­да. В ка­пель­но-жид­ких об­ла­ках при по­ло­жи­тель­ных или от­ри­ца­тель­ных, но близ­ких к 0 °C темп-рах О. а. мо­гут воз­ни­кать вслед­ст­вие слия­ния, или коа­лес­цен­ции, об­лач­ных эле­мен­тов. В ре­зуль­та­те мо­жет вы­па­дать мел­кий дождь, или мо­рось. 

Дождь – во­дя­ные ка­п­ли, имею­щие диа­метр от 0,5 до 6–7 мм, бо­лее круп­ные ка­п­ли дро­бят­ся, т. к. со­от­но­ше­ние их по­верх­но­ст­но­го на­тя­же­ния и со­про­тив­ле­ния при па­де­нии за счёт плот­но­сти воз­ду­ха не по­зво­ля­ет им со­хра­нять ус­той­чи­вую фор­му. Ско­рость па­де­ния до­ж­де­вых ка­пель дос­ти­га­ет 0,25–100 мм/ч. Дождь вы­па­да­ет из ку­че­во-до­ж­де­вых (Cb), слои­сто-до­ж­де­вых (Ns), а ино­гда и из вы­со­ко­слои­стых (As) об­ла­ков. Наи­боль­шая ин­тен­сив­ность осад­ков на­блю­да­ет­ся при лив­нях. При на­блю­де­ни­ях в экс­пе­ри­мен­те «ТРОПЭКС–74» во Внут­ри­тро­пич. зо­не кон­вер­ген­ции был за­фик­си­ро­ван ли­вень ин­тен­сив­но­стью 2220 мм/ч. Мо­рось – очень мел­кие во­дя­ные ка­п­ли (диа­мет­ром ме­нее 0,5 мм), их ско­рость па­де­ния 0,05–0,25 мм/ч. Они прак­ти­че­ски взве­ше­ны в ат­мо­сфе­ре и сле­ду­ют в ней, в осн. тур­бу­лент­ным флук­туа­ци­ям, вы­па­да­ют из слои­стых (St), слои­сто-ку­че­вых (Sc) об­ла­ков и при рас­сея­нии ту­ма­нов. Снег – твёр­дые кри­стал­лы, вы­па­даю­щие в ви­де раз­но­об­раз­ных сне­жи­нок, ле­дя­ных игл, стол­би­ков и пла­сти­нок. В ос­но­ве их строе­ния ле­жит 6-гран­ный ле­дя­ной кри­сталл. При силь­ных сне­го­па­дах, сла­бом вет­ре и от­но­си­тель­но вы­со­кой темп-ре воз­ду­ха сне­жин­ки час­то груп­пи­ру­ют­ся в хло­пья диа­мет­ром от 5 до 15–20 мм. Мок­рый снег – смесь сне­жи­нок и ка­пель до­ж­дя, а час­то – таю­щие сне­жин­ки, на­блю­да­ет­ся при зна­че­ни­ях темп-ры воз­ду­ха в по­доб­лач­ном слое вы­ше 0 °C. Кру­па – твёр­дые осад­ки, вы­па­даю­щие из об­ла­ков в ви­де ма­то­во-бе­лых сне­го­по­доб­ных ядер не­пра­виль­ной ок­руг­лой фор­мы диа­мет­ром от 2–5 до 15 мм, при уда­ре о твёр­дые пред­ме­ты яд­ра не раз­ру­ша­ют­ся, а от­ска­ки­ва­ют. В за­ви­си­мо­сти от со­от­но­ше­ния в кру­пин­ках снеж­ной и ле­дя­ной фрак­ций этот вид осад­ков под­раз­де­ля­ют на снеж­ные зёр­на, ле­дя­ную и снеж­ную кру­пу. Град – твёр­дые осад­ки, близ­кой к ша­ро­об­раз­ной или не­пра­виль­ной фор­мы диа­мет­ром от 5 мм до 5,5 см, вы­па­даю­щие в тё­п­лое вре­мя го­да из мощ­ных ку­че­во-до­ж­де­вых (Cb) об­ла­ков. Наи­бо­лее круп­ные гра­ди­ны обыч­но со­сто­ят из смёрз­ших­ся ме­нее круп­ных. В сво­ей струк­ту­ре гра­ди­на обыч­но со­дер­жит ма­то­вые и про­зрач­ные слои, по­сколь­ку она об­ра­зу­ет­ся про­хо­дя че­рез часть об­ла­ка, за­пол­нен­ную сне­гом и кру­пой, слои с по­ло­жи­тель­ной темп-рой, где об­таи­ва­ет и за­тем тур­бу­лент­но­стью пе­ре­но­сит­ся в бо­лее вы­со­кие хо­лод­ные слои и об­мер­за­ет. Ча­ще все­го вы­па­де­нию гра­да пред­ше­ст­ву­ет, а ино­гда и со­про­во­ж­да­ет его силь­ней­ший ли­вень. Вы­пав­ший град мо­жет соз­дать на зем­ной по­верх­но­сти по­кров тол­щи­ной 20–30 см. Град на­но­сит су­ще­ст­вен­ный ущерб с.-х. по­се­вам, строе­ни­ям, ино­гда, при силь­ных гра­до­би­ти­ях, гиб­нут ока­зав­шие­ся вне ук­ры­тий жи­вот­ные и лю­ди. Про­ме­жу­точ­ное по­ло­же­ние ме­ж­ду до­ж­дём и гра­дом за­ни­ма­ет ле­дя­ной дождь, вы­па­даю­щий при от­ри­ца­тель­ной темп-ре воз­ду­ха, ча­ще все­го от 0 до –10 °C, ино­гда до –15 °C, в ви­де твёр­дых про­зрач­ных ша­ри­ков льда диа­мет­ром 1–3 мм с не­за­мёрз­шей во­дой внут­ри. Ле­дя­ной дождь об­ра­зу­ет­ся при на­ли­чии тем­пе­ра­тур­ной ин­вер­сии в ниж­ней тро­по­сфе­ре (ча­ще все­го в зо­не тё­п­ло­го ат­мо­сфер­но­го фрон­та), ко­гда у по­верх­но­сти Зем­ли на­хо­дит­ся слой хо­лод­но­го воз­ду­ха, а над ним слой бо­лее тё­п­ло­го. В тё­п­лом воз­ду­хе снег час­тич­но или пол­но­стью та­ет, за­тем в хо­лод­ном, бли­же к зем­ле, пе­ре­ох­ла­ж­да­ет­ся и за­мер­за­ет, а па­дая на по­верх­ность Зем­ли и на­зем­ные пред­ме­ты раз­би­ва­ет­ся, об­ра­зуя го­ло­лёд. Вы­де­ля­ет­ся груп­па осад­ков, об­ра­зую­щих­ся на по­верх­но­сти Зем­ли и на пред­ме­тах. При по­ло­жи­тель­ных зна­че­ни­ях темп-ры воз­ду­ха ка­пель­ки ту­ма­на, со­при­ка­са­ясь с зем­ной по­верх­но­стью и на­хо­дя­щи­ми­ся на ней пред­ме­та­ми, об­ра­зу­ют жид­кий на­лёт, при от­ри­ца­тель­ных темп-рах – из­мо­розь. Вы­па­де­ние мо­ро­си так­же ве­дёт к об­ра­зо­ва­нию го­ло­лё­да. При кон­ден­са­ции и суб­ли­ма­ции во­дя­но­го па­ра, со­дер­жа­ще­го­ся в при­зем­ном слое ат­мо­сфе­ры, об­ра­зу­ют­ся ро­са и иней.

По­гло­ще­ние О. а. га­зо­вых и аэ­ро­золь­ных при­ме­сей в ат­мо­сфе­ре яв­ля­ет­ся од­ним из важ­ней­ших ме­ха­низ­мов её очи­ще­ния. Сне­го­па­ды в 3–4 раза эф­фек­тив­нее, чем дождь, очи­ща­ют ат­мо­сфе­ру от аэ­ро­зо­лей, но во мно­го раз мень­ше от рас­тво­ри­мых в во­де га­зов. Осад­ки, очи­щая ат­мо­сфе­ру, не­сут по­гло­щён­ные ин­гре­ди­ен­ты к зем­ной по­верх­но­сти, за­гряз­няя её и ока­зы­вая па­губ­ное влия­ние на рас­ти­тель­ный и жи­вот­ный мир (см. Ки­слот­ные до­ж­ди). Обыч­но до­ж­де­вая во­да име­ет сла­бо­кис­лую ре­ак­цию (pH = 5,6). По дан­ным на­блю­да­тель­ной се­ти гло­баль­но­го мо­ни­то­рин­га, на стан­ци­ях, не под­вер­жен­ных воз­дей­ст­вию ме­ст­ных ис­точ­ни­ков за­гряз­не­ния ат­мо­сфе­ры, во­до­род­ный по­ка­за­тель pH со­ста­вил на ст. Мау­на-Лоа (Га­вайи) 5,1, на ст. Пя­ти­горск (Рос­сия) 6,2, на ст. Ту­ру­ханск (Рос­сия) 5,4, на ст. Ве­ле­на (Шве­ция) 3,8.

Со 2-й пол. 20 в. ин­тен­сив­но ве­дут­ся н.-и. ра­бо­ты по раз­ви­тию ме­то­дов ак­тив­но­го воз­дей­ст­вия на об­ла­ка, как с це­лью уве­ли­че­ния О. а. в арид­ных рай­онах, так и для пре­дот­вра­ще­ния их вы­па­де­ния во из­бе­жа­ние гра­до­би­тий, схо­да ла­вин и се­лей. При на­ру­ше­нии кол­лои­даль­ной ус­той­чи­во­сти об­ла­ков про­ис­хо­дит вы­па­де­ние О. а. ра­нее их ес­теств. со­зре­ва­ния, с этой це­лью об­ла­ка за­се­ва­ют­ся кри­стал­ли­зую­щи­ми и гиг­ро­ско­пич. реа­ген­та­ми (иоди­ды се­реб­ра и свин­ца, твёр­дый ди­ок­сид уг­ле­ро­да, хло­ри­ды на­трия и каль­ция, по­ро­шок це­мен­та и др.). Реа­ген­ты вно­сят­ся в об­ла­ка с по­мо­щью са­мо­лё­тов, спец. ра­кет, сна­ря­дов и др.; воз­ни­ка­ет ла­ви­но­об­раз­ное ук­руп­не­ние об­лач­ных эле­мен­тов и вы­па­де­ние осад­ков в нуж­ном мес­те ес­теств. тра­ек­то­рии дви­же­ния об­ла­ка.

Географическое распределение осадков

Ко­ли­че­ст­во вы­па­даю­щих О. а. на по­верх­ность Зем­ли за­ви­сит в пер­вую оче­редь от рас­пре­де­ле­ния об­ла­ков, их вод­но­сти и но­сит зо­наль­ный ха­рак­тер, од­на­ко на не­го влия­ют и не­зо­наль­ные фак­то­ры – на­прав­ле­ние пре­об­ла­даю­ще­го пе­ре­но­са воз­ду­ха в тро­по­сфе­ре су­ши и океа­на, осо­бен­но­сти оро­гра­фии ма­те­ри­ков, уда­лён­ность их внутр. час­тей от на­вет­рен­ных по­бе­ре­жий и др. В це­лом рас­пре­де­ле­ние осад­ков, осо­бен­но на су­ше, край­не на­рав­но­мер­но. Наи­боль­шие ве­ли­чи­ны О. а. от­ме­ча­ют­ся в тро­пи­ках (3000 мм в год и бо­лее), в пас­сат­ных Внут­ри­тро­пи­че­ских зо­нах кон­вер­ген­ции (ВЗК) Ат­лан­ти­че­ско­го ок., вост. и центр. час­тей Ти­хо­го ок. и пе­ре­ме­щаю­щей­ся мус­сон­ной ВЗК Ин­дий­ско­го ок.; над ма­те­ри­ка­ми этой зо­ны вы­па­де­ние осад­ков ре­гу­ли­ру­ет­ся так­же се­зон­ным влия­ни­ем ВЗК и мус­со­нов. Са­мое влаж­ное ме­сто на Зем­ле от­ме­че­но на юж. скло­нах Ги­ма­ла­ев, в Че­ра­пунд­жи, где в год в сред­нем вы­па­да­ет 13000 мм осад­ков, дос­ти­гая в отд. го­ды 22900 мм. В суб­тро­пи­ках, в об­лас­тях дис­ло­ка­ции суб­тро­пич. ан­ти­ци­кло­нов и пас­са­тов на их пе­ри­фе­ри­ях и над хо­лод­ны­ми океа­нич. те­че­ния­ми О. а. не­зна­чи­тель­ны (ме­нее 250 мм в год). От суб­тро­пи­ков к уме­рен­ным ши­ро­там ко­ли­че­ст­во осад­ков в об­щем уве­ли­чи­ва­ет­ся (до 500–1000 мм в год). В уме­рен­ных ши­ро­тах наи­боль­шее ко­ли­че­ст­во О. а. вы­па­да­ет при ак­ти­ви­за­ции по­ляр­ных ат­мо­сфер­ных фрон­тов и про­хо­ж­де­нии вдоль них се­рий вне­тро­пич. ци­кло­нов, боль­шое влия­ние на их уве­ли­че­ние ока­зы­ва­ют гор­ные хреб­ты (до 5000 мм в год в го­рах Шот­лан­дии). От уме­рен­ных ши­рот к по­ляр­ным О. а. сно­ва убы­ва­ют (до 300 мм в год и ме­нее) из-за ма­ло­го вла­го­со­дер­жа­ния хо­лод­но­го воз­ду­ха. В арк­тич. рай­онах от­ме­ча­ет­ся зим­ний ми­ни­мум О. а., хо­тя ин­тен­сив­ность ци­кло­нич. дея­тель­но­сти в Арк­ти­ке ма­ло ме­ня­ет­ся от се­зо­на к се­зо­ну. В Ан­тарк­ти­де в те­че­ние все­го го­да во внутр. рай­оны ци­кло­ны не про­ни­ка­ют, здесь вы­па­да­ет ни­чтож­но ма­ло осад­ков в ви­де ле­дя­ных игл, ци­кло­ны цир­ку­ли­ру­ют у по­бе­ре­жья, где от­ме­ча­ет­ся наи­боль­шее ко­ли­че­ст­во осад­ков для этой зо­ны. Кар­ту го­до­во­го ко­ли­че­ст­ва осад­ков см. к ст. Кли­мат. Под­роб­но о рас­пре­де­ле­нии осад­ков на по­верх­но­сти зем­но­го ша­ра см. в ст. Зем­ля, раз­дел Кли­ма­ти­че­ские поя­са.