- Где в атмосфере прячется вода
- «Облака, белогривые лошадки»
Сегодня вы узнаете:
- о том, где в воздухе прячется вода и как измерить её количество;
- что такое облака.
После изучения темы вы будете уметь:
- объяснять информацию об относительной влажности воздуха из прогноза погоды;
- определять вид облаков и представлять возможные изменения погоды, связанные с этим видом.
- Сколько воды в атмосфере?
- Какие виды осадков вы знаете?
- Где на Земле сухо, а где мокро?
- Что приносят облака?
- Какие виды облаков бывают?
Где в атмосфере прячется вода
Вода в атмосфере бывает в виде водяного пара, крошечных капелек воды и ледяных кристаллов. В атмосфере находится всего около 0,001 воды гидросферы, но её роль невероятно велика. Многие растения и даже животные умеют извлекать воду из воздуха.
Вода в атмосфере появляется за счёт испарения с поверхности океанов и суши. В течение года океаны отдают в атмосферу около 450 тыс. км³ воды, ещё 71 тыс. км³ воды попадает в атмосферу с поверхности суши. Если бы вся вода атмосферы вдруг выпала из неё, уровень Мирового океана повысился бы всего на несколько сантиметров. Вода задерживается в атмосфере примерно на 10 дней.
Влажность воздуха — количество влаги в воздухе. Если мы измеряем количество водяного пара в граммах в 1 м³ воздуха, то получаем
абсолютную влажность воздуха . А если определяем, сколько влаги содержится в воздухе в процентах (по отношению к тому количеству влаги, которое может содержаться), получаем относительную влажность .
Как вы думаете, когда быстрее высыхают лужи на улице: в тёплую или в холодную погоду?
Влажность воздуха зависит от температуры воздуха: чем выше температура воздуха, тем выше может быть влажность. Воздух, который больше не может вместить влаги при данной температуре, называется насыщенным .
Его можно сравнить с сытым человеком. Но если любимая бабушка уговаривает, да ещё и приготовила что-то очень вкусное, то человек может поддаться на уговоры и съесть ещё.
Как вы думаете, каким образом можно «уговорить» воздух принять ещё влаги?
Рис. 1. Выпадение росы при понижении температуры
Чтобы воздух стал ещё более влажным, необходимо повысить его температуру. При этом молекулы газов, составляющих воздух, расступаются и между ними может поместиться некоторое количество дополнительных молекул воды. А для того чтобы сделать воздух сухим, температуру понижают. Зимой у нас всегда более сухой воздух, чем летом. При охлаждении насыщенного воздуха до определённой температуры водяной пар переходит в состояние воды и выпадает в виде капелек (рис. 1). Именно это мы наблюдаем, когда достаем из холодильника бутылку воды или входим в дом в очках зимой. Капельки такие мелкие, что воспринимаются как запотевшая поверхность.
Абсолютная влажность воздуха увеличивается от полюсов к экватору. Самая низкая влажность воздуха была зарегистрирована в Антарктиде, в долине Мак-Мердо, где дует очень сильный ветер и постоянно низкая температура воздуха.
Конденсация — переход водяного пара в видимое состояние воды. Для этого необходима температура воздуха, которую называют точка росы . То есть, при ней образуется роса. Конденсация — процесс, обратный испарению .
Для нас важнее относительная влажность. Она измеряется в процентах и показывает, насколько воздух насыщен водяным паром. Если влажность составляет 100 %, то воздух максимально насыщен и больше не способен принять избыток водяного пара. Если, например, влажность равна 50 %, то воздух насыщен наполовину и способен вобрать столько же влаги, сколько он содержит сейчас. Именно относительную влажность используют в сводках погоды.
Упражнение 1
Решите задачу.
При температуре +20 °С в 1 м³ воздуха содержится 10 г водяного пара, а максимально может содержаться 20 г. Чему равна относительная влажность такого воздуха?
Рис. 2. Гигрометр-психрометр
Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометра (от греч. «гигрос» — влажность).
В основе принципа действия первого, волосного, гигрометра — разная длина волоска, который натянут в центре прибора, во влажном или сухом состоянии. Подобные приборы появились в XVIII веке.
Используют гигрометры и другого типа, например, психрометры (от греч. «психрос» — холодный), в которых влажность воздуха определяется по разнице сухого и влажного термометров и с помощью специальной таблицы (рис. 2).
Влажность воздуха полезно знать людям, у которых есть заболевания органов дыхания, аллергия. Сухой воздух не очень хорошо влияет на наш организм, а вот влажный воздух больше подходит и здоровым людям, и тем более болеющим, например, астмой. Для того, чтобы воздух в квартире стал более влажным, используют увлажнители. Гигрометры нужны в библиотеках и музеях, в медицинских центрах и в обычных банях.
«Облака, белогривые лошадки»
Рис. 3. Лондонский смог 1952 года
Если капельки образуются в воздухе, мы видим туман, который часто бывает около моря, озера, в горах — там, где температура воздуха может понизиться.
Туман — это красиво. Самое большое количество туманных дней на уровне моря — более 120 в году — наблюдается на канадском острове Ньюфаундленде в Атлантическом океане. В России лидером по частоте накрытия туманами является Дальний Восток: Сахалин, Курилы, Камчатка, побережье Хабаровского и Приморского края. Туманы — это опасные явления для всех, чья работа связана с транспортом.
Ядовитый туман — смог — в Лондоне в 1952 году унес жизни 12 000 человек (рис. 3).
Рис. 4. Лентикулярные облака
Облака — это капельки воды, которые образуются при конденсации пара. Облака и туман — это одно и то же, только облака поднимаются на большую высоту. Облака имеют очень разную форму и иногда могут напоминать корабли инопланетян (рис. 4). Такие облака образуются из кристаллов льда.
В разных условиях атмосферы и на разной высоте образуются разные облака. Основные типы облаков представлены на рис. 5.
Рис. 5. Типы облаков
Облака верхнего яруса — перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые. Облака среднего яруса — высоко-кучевые и высокослоистые. Остальные относятся к нижнему ярусу.
По облакам можно предсказывать погоду. Например, кучево дождевые могут предвещать дождь или грозу. Перистые — к перемене погоды. Кучевые — вестники тёплого времени года, зимой их не бывает. Облака повышают температуру поверхности Земли зимой и немного снижают летом.
Контрольные вопросы
1. В каком виде вода находится в атмосфере и сколько её там?
2. Что такое влажность воздуха?
3. Чем абсолютная влажность воздуха отличается от относительной?
4. Что такое туман? Чем опасны туманы?
5. Как образуются облака?
6. Какие виды облаков вам известны?
Упражнение 1
50
