Назови что такое дождь с точки зрения физики
Дождь
Из любого водоема испаряется вода — с поверхности морей, рек и прудов. Испаряется она и из луж, и с листьев деревьев, и даже с поверхности нашего тела, особенно когда мы потеем. Вместе с потоками теплого воздуха водяной пар поднимается все выше и выше. Чем дальше от земли, тем воздух становится холоднее, поэтому происходит обратный испарению процесс — конденсация, то есть переход воды из газообразного состояния (пара) в жидкое (собственно воду). Вначале образуются мельчайшие капельки, подвешенные в воздухе, — это облака, возникновение которых далеко не всегда приводит к дождю.
Обычно ветер уносит облака далеко от тех мест, где они образовались. Если облако попадает в поток более теплого воздуха, капельки снова превращаются в пар. Но если холодного воздуха много, капли постепенно увеличиваются в размерах, одновременно опускаясь под действием своей тяжести. Эго уже не легкое белое облачко — это серая и тяжелая дождевая туча.
Когда водяные капли становятся достаточно большими, они падают вниз, по пути сливаясь со встреченными маленькими капельками. От того, с какой скоростью растут капли, зависит сила дождя, который проливается из тучи. Капельки имеют одинаковую форму, но их размер может изменяться от 0,5 до 6 мм в диаметре. Капли меньших размеров относят к мороси.
Интенсивность дождей в значительной степени зависит от региона: так как в жарком климате поверхность земли нагревается быстрее и сильнее, это вызывает более мощный поток поднимающегося водяного пара.
Осенью и зимой довольно часто с неба падают вперемешку дождь и снег. Это случается при оттепелях, когда температура воздуха у поверхности земли выше нуля, и снежинки, образовавшиеся в верхних слоях атмосферы, попадая в теплый слой воздуха, начинают таять. В результате с неба падают и капли дождя, и не успевшие растаять снежинки, а на земле вместо красивого белого ковра лежит мокрая грязная каша.
Почему в лужах появляются пузыри?
Пузыри на воде во время дождя образуются при ударе падающих дождевых капель о воду, когда под пленку воды, выплескиваемой наверх, попадает воздух. Он-то и создает пузыри, оболочка которых существует за счет сцепления молекул воды между собой. Чтобы пузыри были достаточно крупными и хорошо заметными и к тому же способными сохраняться на поверхности воды достаточно долго, капли дождя должны сами быть большими. Крупные капли бывают при ливнях. Ливневый дождь очень сильный, но короткий.
Атмосферные осадки: что это и как образуются. Роса, иней, дождь и снег как образуются с точки зрения физики
Мир вокруг нас удивителен. Погрязнув в рутине повседневной жизни, мы слишком редко замечаем это. Однако не знать, как образуются роса, иней, дождь и снег, просто стыдно, потому что ответ на этот вопрос знают даже школьники.
Как образуется роса с точки зрения физики?
Образование капелек воды по утрам на траве и растениях долгое время волновало ученых. Этим вопросом занимался еще Аристотель. Однако представления ученых об этом природном явлении вплоть до XVIII века было ошибочным. Рассматривая, как образуются роса, иней, дождь и снег, исследователи считали, что это происходит примерно одинаково. Однако современная наука говорит нам, что это далеко не так. Для того чтобы разобраться, как же образуется роса, нужно сначала узнать кое-что о воздухе. И эта важная деталь состоит в том, что в нем содержится некоторое количество влаги. Причем в теплом воздухе ее больше, чем в холодном. Поэтому летом мы и можем наблюдать на листочках растений и траве росу. Воздух соприкасается с холодной поверхностью, что приводит к конденсации некоторой доли содержащейся в нем влаги. Причем температура поверхности должна быть ниже определенной величины. Ее называют «точкой росы». Она зависит от давления и некоторых других параметров.
Роса или нет?
В домашних условиях можно провести, например, такой опыт. Необходимо налить воду в стакан или металлический сосуд. Затем нужно добавить туда лед. Однако роса образуется не сразу, а только тогда, когда сосуд остынет до определенной температуры. Точно так и в природе. Влажный воздух соприкасается с холодной поверхностью, что приводит к образованию капелек росы. Земля и тропинки остывают значительно меньше, чем растения, поэтому на них ее не найти. Но не все, что мы наблюдаем утром на листьях и траве, является росой. Основная часть влаги выделяется самими растениями. Этот процесс начинается днем для того, чтобы защитить растения от жарких солнечных лучей. В некоторых районах Земли росы выпадает настолько много, что ее используют для водопоя животных.
Об инее
Это еще один вид осадков. На вопрос о том, как образуется иней, физика дает следующий ответ: в процессе десублимации газообразное вещество (в данном случае водяной пар) переходит в твердое состояние. Как мы уже говорили, в воздухе изначально присутствует влага. Деревья покрылись инеем вследствие того, что при оттепели происходит ее испарение, а потом, когда температура падает, все замерзает. Самым подходящим местом для образования красивых узоров является шероховатая поверхность с низкой проводимостью тепла, например, деревянная лавочка или открытая почва. Иней обычно появляется ночью, когда есть легкий ветерок. Он способствует тому, что влага во время испарения соприкасается с различными поверхностями. Чересчур ветреная погода, напротив, препятствует появлению иголочек инея.
Как образуется снег с точки зрения физики?
Без этого атмосферного осадка трудно представить зиму в средних широтах. Рассказывая, как образуются роса, иней, дождь и снег, нужно понимать, что последний представляет собой кристаллики льда. Они получаются в результате замерзания водяного пара. В облаках содержатся капли воды. Когда при низких температурах они замерзают, то образуются мелкие кристаллики льда. Во время падения они под воздействием ветра «склеиваются» друг с другом. Это и объясняет красивую форму снежинок. Каждая из них всегда имеет шесть лучей. Углы между ними могут равняться 60 или 120 градусам. Такая точность связана с особенностями конструкции молекулы воды. Двух одинаковых снежинок не бывает. Хруст, который мы слышим под ногами, проходя по заснеженным тропинкам, происходит из-за разлома кристаллов, из которых состоят хлопья этого атмосферного осадка.
С чем связан цвет снега?
Дети любят задавать разные вопросы об окружающем мире. Со временем люди перестают удивляться всему вокруг. Однако, отвечая на вопрос «как образуются роса, иней, дождь и снег», нельзя не заинтересоваться, почему последний кажется нам именно белым, ведь вода является прозрачной. И здесь на помощь приходит физика. Нас окружает электромагнитное излучение, большая часть волн которого недоступна невооруженному человеческому глазу. Солнечные лучи содержат видимый спектр, то есть семь основных цветов: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Если слить их вместе, то получится. белый. Если предмет поглощает световые волны, то мы видим его черным. Если же он их полностью отражает, то прозрачным. Например, так происходит со льдом или водой. Апельсин является оранжевым, потому что он поглощает все цвета, кроме этого. Снег отражает весь видимый спектр. Поэтому он видится нам белым, как и солнечный свет. Вода и лед имеют более гладкую структуру, поэтому кажутся прозрачными. Рассматривая, как образуется снег, с точки зрения физики, можно понять, что по своей структуре он состоит из множества кристалликов воды, каждый из которых отражает свет под разным углом.
Почему идет дождь?
Объяснить это атмосферное явление с точки зрения физики достаточно легко. Сам процесс похож на образование снега, с той лишь разницей, что дождь идет при более высокой температуре воздуха. Водяной пар испаряется и несется к облакам. На высоте температура воздуха гораздо ниже. Поэтому пар превращается в ледяные кристаллики. Затем падает под действием силы земного притяжения. Во время полета кристаллики попадают под воздействие теплого воздуха и размораживаются. Когда они достигают поверхности земли, они уже являют собой капли воды. Их и называют дождем. Под воздействием ветровых потоков тучи могут переноситься на значительные расстояния. Иногда они преодолевают тысячи километров. Если в пути тучи сталкиваются друг с другом, то они объединяются. Когда их масса становится слишком высокой, начинает идти дождь. Интересно, что капли имеют идентичную форму. Они различаются только размером. Бывают капли, которые достигают даже шести миллиметров в диаметре. При столкновении с землей они разбиваются, создавая множество мелких. Больше всего дождей можно наблюдать в регионах с жарким тропическим климатом.
Из-за чего потеют окна?
Существует несколько вариантов появления конденсата. Например, он может появляться исключительно утром или только в зимнее время года. Отдельно нужно рассматривать ситуацию, когда вода скапливается на подоконнике. Или потеет окно в одной комнате, а в других этого не происходит. Появление конденсата идентично по своей природе процессу образования росы, который мы обсудили в начале статьи.
Дождь — это …
Дождь (далее возможно Д.) вызывает у нас самые разнообразные воспоминания и ассоциации. Кто-то смотрит на небо, и его рука тянется к зонтику, а кто-то романтично улыбается от нахлынувших воспоминаний …
Дождь — это …
В сказаниях некоторых народов первый весенний дождь называют Живой водой. В некоторых регионах Земли все живое существует только благодаря дождям. Дождь один из ключевых элементов такого жизненно важного для всей планеты процесса как КРУГОВОРОТ ВОДЫ В ПРИРОДЕ → .
Как оказывается не любую воду падающую с неба можно назвать дождём. Важным условием определяющим дождь как дождь является размер капель. Капли должны быть не менее 0,5 мм. Если же капли менее 0,5 мм то это не дождь, а морось.
Несколько точных определений «дождя»
Научно-технический энциклопедический словарь
Дождь — капли воды, падающие из атмосферы Земли на ее поверхность, в отличие от ТУМАНА или РОСЫ, которые оседают как взвесь, и снега или ГРАДА, выпадающих в форме частичек льда. ТУЧИ — это множество мельчайших капелек влаги, которые, увеличиваясь затем вследствие КОНДЕНСАЦИИ, образуют дождевые капли. Перемещающиеся над морем теплые воздушные массы поглощают водяной пар и поднимаются с тепловыми потоками. Водяной пар, конденсируясь, образует тучи, с учетом, что обычно средняя годовая сумма осадков на наветренных склонах гор больше в сравнении с подветренными. Количество осадков измеряется с помощью ДОЖДЕМЕРА. см. также ОСАДКИ.
Научно-технический энциклопедический словарь
География. Современная иллюстрированная энциклопедия
Дождь — жидкие осадки, выпадающие из облаков в виде капель диаметром 0,5 мм и больше. Следует отличать дождь от мороси, имеющей меньшие размеры капель. Во внетропических широтах дожди чаще образуются при таянии ледяных кристаллов, выпадающих из облаков (на таких кристаллах в облаках конденсируется и намерзает водяной пар). В тропиках дожди нередко выпадают и из тёплых, чисто водных облаков, в которых нет ледяных кристаллов, – там рост дождевых капель происходит в основном за счёт слияния (коагуляции) мелких капель в более крупные. Различают обложные и ливневые дожди. Обложные дожди выпадают только во внетропических широтах, из облаков на атм. фронтах либо вблизи центра циклона в период от нескольких часов до суток. Для них характерна умеренная и довольно равномерная по времени интенсивность, однако в сумме обложные дожди приносят значительную долю осадков в умеренных широтах. Ливневые дожди выпадают из кучево-дождевых облаков, формирующихся как на холодных фронтах, так и вне их (в последнем случае они называются внутримассовыми). Наблюдаются на всех широтах Земли, кроме приполярных областей. В тропиках все дожди ливневые, выпадающие либо из внутримассовых кучево-дождевых облаков, либо при прохождении тропических циклонов. Для ливневых дождей типично быстрое нарастание интенсивности в начале и быстрое прекращение в конце, высокая общая интенсивность, относительно небольшая продолжительность. Нередко ливневые дожди сопровождаются грозами. Сильные и/или продолжительные дожди могут стать причиной стихийных бедствий (наводнения, оползни, сели, снежные лавины и др.). Длительное отсутствие дождей, наоборот, вызывает засуху, может способствовать лесным пожарам, фотохимическому смогу и др. неблагоприятным явлениям.
География. Современная иллюстрированная энциклопедия. — М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006
Форма дождевой капли
Дождевая капля, вопреки общепринятому мнению, не имеет формы «слезы». Форма в зависимости от размера капли меняется от идеальной сферы у малых капель, к приплюснутым у крупных. Форма же капель среднего размера напоминает в какой то степени булочку для гамбургера, парашют или медузу без щупалец.
Как образуется дождь
Кратко алгоритм образования дождя такова. Вода в процессе испарения превращается в пар. В результате чего, влажный воздух, поднимается вверх и образует облака, из которых, в силу определенных процессов и выпадает дождь.
Дождевые облака
Облака, из которых идет Д., называют «дождевыми». Дождевые облака – это облака, у которых капли воды, в результате таких процессов как конденсация, сублимация и коагуляция, укрупнились и под воздействием силы тяжести готовы выпасть на землю в виде осадков. Ключевую роль в этом процессе играет коагуляция. Как правило, однородные по своей структуре облака осадков не дают. Осадки в своем большинстве дают облака смешанного типа, в которых идет процесс диффузной перегонки – от пара, до капель воды и кристаллов льда. Кристаллы льда, падая под силой тяжести «примораживают» к себе молекулы пара и воды тем самым еще более укрупняясь. И если температура нижней части облака или атмосферы расположенной под облаком плюсовая, то на землю выпадает Д..
Д. также как и снег выпадает только из конвективных или фронтальных облаков. Фронтальные облака дают нам затяжные дожди, конвективные же это внезапные кратковременные ливни. Диаметр дождевых капель колеблется от 0,5 до 6 мм. Дождевые капли менее 0,5 мм называются «мрякой».
Интенсивность дождя и дождевые стоки
Типы и виды дождей
По интенсивности дожди можно разделить следующим образом:
Сильные и очень сильные дожди возникают благодаря циклонам и атмосферным фронтам.
Так же дожди можно классифицировать по следующим группам:
Что такое ВИРГА …
Часто, многие из нас, когда смотрели вдаль замечали под облаками серые полосы, которые заканчивались не достигнув земли. Эти полосы не что иное как дождь, испарившийся не достигнув земли. Это явление в природе называется вирга.
Дождь и метеорология — физика атмосферы
Важным является вопрос прогнозирования атмосферных осадков, в нашем случае дождя. Этот вопрос является важным и сложным. Изучением земной атмосферы и процессов, происходящих в ней, занимается наука Метеорология. Метеорологию так же часто называют физикой атмосферы. Ученые метеорологи, занимающиеся прогнозированием погоды, называются синоптиками.
Выводы
Д. важный элемент экосистемы всей нашей планет. К большому сожалению, как и на все остальные элементы экосистемы, на дожди оказывает свое негативное воздействие хозяйственная деятельность человека. Появились такие термины как — кислотные дожди, радиоактивные дожди … уровень загрязнения дождевой воды, выпадающей на землю, постоянно растет.
Но будем надеяться, что и в дальнейшем нас будет радовать не только тихий шелест дождя, но и чистая дождевая вода.
В жизни всего живого на Земле вода играет важнейшую роль. В атмосфере всегда есть вода. Она находится в состоянии водяного пара. На Землю она попадает в виде атмосферных осадков, среди которых есть такое явление, как дождь. Это природное явление бывает разного типа. Где-то дожди идут часто, а в ином месте люди молятся, чтобы выпала хоть капля. Как образуется эта капля и какова природа дождя?
Процесс образования
Влажность воздуха различна в разных местах. Это происходит из-за климата. Над экваториальными морями влажность находится на очень высоком уровне, а над пустыней – на очень низком. Наличие водяного пара в воздухе и процесс конденсации водяного пара определяют погодные условия. Когда происходит конденсация, выпадают дожди, снег или образуются роса и иней. По научному определению дождь — это осадки атмосферы, которые падают на Землю в виде капель размером 0,5-7 миллиметров. Выпадение происходит из облаков. Если капельки меньше, то это морось. Тогда говорят, что дождь моросит. Если выпадают капли больше 7 миллиметров, то они в процессе падения разбиваются на меньшие. Дождь ещё различают по интенсивности, которая варьируется в пределах от 0,25 мм/ч (морось) до 100 мм/ч (ливневый дождь).
Известно, что дождь — это сложный процесс преобразования воды в разных состояниях. В большинстве случаев он выпадает из смешанных слоисто-дождевых и высокослоистых облаков. Они при температуре ниже нуля содержат ледяные кристаллы и переохлаждённые капли. Водяной пар, поднимаясь очень высоко, в самые холодные слои атмосферы, подвергается процессу охлаждения. Он превращается в маленькие капли воды, которые постепенно создают слоистые облака и увеличиваются в размерах. Когда они тяжелеют, то срываются на Землю в виде дождя. При достаточно низких температурах капли в облаках становятся ледяными кристаллами. Но когда они покидают облако и попадают в теплые воздушные слои, то происходит процесс таяния, и они превращаются в капли дождя.
Круговорот
Для кого-то дождь — это благословение в знойное время года, а для кого-то — стихийное бедствие, приводящее к наводнениям. Если долго нет дождя, наступает засуха, нет урожая и всё вымирает вокруг. Но в то же время если выпадает сверх нормы количество осадков, то может случится наводнение, подтопление жилых домов, гибнет урожай.
Если смотреть с научной точки зрения, дождь — это часть процесса круговорота водных ресурсов во всём мире. Когда испаряется пар в атмосфере, он поднимается в её высокие слои. Температура там очень низкая по сравнению с земной поверхностью. Пар охлаждается и превращается в маленькие капельки воды. Этот процесс называется конденсацией. Как было уже сказано, капельки образуют слоистые облака, где сливаются друг с другом. Теперь размер капель стал больше.
Схема круговорота
С земли можно наблюдать процесс изменения белых облаков на серые. Это тоже круговорот воды в природе. Схема такого процесса приведена ниже. Водные мировые запасы неизменны. Однако сама вода постоянно перераспределяется. Процесс солнечной радиации способствует испарению воды. Те минералы, которые в ней были растворены, оседают в почве. А сама молекула воды зарождается в гидрологическом цикле.
Эта молекула получает чуть больше тепловой энергии, чем соседние. Тогда она, преодолевая силу поверхностного тяготения жидкости, превращается в пар, вернее, в его молекулу. Так начинается и продолжается круговорот воды в природе. Схема отлично иллюстрирует это природное явление. Воздух, в котором находится молекула пара, вовлечён в процесс циркуляции. Она является следствием неравномерного нагрева полярной и тропической зон, вращения Земли и перепада давления в атмосфере.
Движение воздушных масс
Циркуляция атмосферы в Северном полушарии ориентирована на западно-восточное направление. Внутри воздушных масс движение воздуха идет по вертикали. Это происходит благодаря его нагреванию при контакте с поверхностью суши и океана, которая имеет более тёплые температуры. Часть нагретого воздуха расширяется, и его плотность снижается, он поднимается вверх. Вверху эта часть воздуха уже охлаждается до температуры, когда влага не может быть в газообразном состоянии. Тогда начинается процесс конденсации. Дальше образуются облака с каплями дождя.
Как завершается процесс круговорота воды в природе
Круговорот воды вызывает дождь. Как природное явление он зависит от неё. Другими словами, сама природа, климат и вся окружающая среда в определённой местности влияют на те типы дождей, которые там могут проходить.
Когда часть воды, объединившись с наземными или подземным стоками, возвращается в океан, завершается процесс круговорота.
Какие приметы дождя существуют?
Известно, что урожай в большинстве стран зависит от дождя. Люди всегда верили в мистическую связь между природой и человеческим бытием. Особое место отводилось дождю. Существует очень большое количество разного рода признаков тех или иных событий. Вот лишь некоторые приметы дождя, ставшие народными:
Особенности капель
Падая на землю, дождевые капли имеют разный размер и форму. Исследования ультрасовременными камерами дали возможность увидеть, как образуется капля дождя и каковы её особенности. Их разнообразие вызвано личной трансформацией и фрагментацией. Падая, капля имеет свою форму, но под давлением воздуха становится плоской.
Поток встречного воздуха заставляет её прогнуться вовнутрь. Капля надувается и лопается. Её брызги летят в разные стороны. Весь этот процесс происходит за неполную секунду. В науке дождевые капли разделены на три вида: быстрые, маленькие и большие.
Когда дождевые капли выпали из облаков, то некоторая часть из них испаряется, не долетев до земли. Те, что остались, падают на землю и просачиваются под неё. Сам вес капли дождя помогает ей это сделать, хотя ей препятствует воздух, который она должна вытеснить. Поэтому процесс продвижения под землю протекает медленно.
Почему в разных местностях вода просачивается под землю неодинаково?
Дождевая капля обогащается минеральными веществами: железом, окисью калия, кремниевой кислотой и другими. Так она продолжает свой путь вглубь земли, в грунтовые воды.
Почему идёт дождь?
Когда воздух жаркий, вода на поверхности земли и водоёмов нагревается быстрее, и происходит процесс испарения. Этот практически невесомый пар поднимается высоко в атмосферные слои, где низкие температуры. Там начинается процесс образования дождевых капель. Вот почему летом идет дождь, который, кстати, очень необходим для урожая. Так что всё в мире специально создано Творцом. Главное, чтобы человек не вмешивался в законы природы и не наносил ей ущерб. Иначе нас ждут большие неприятности. Одним из таких аномальных явлений является кислотный дождь.
Типы дождей
Нормальный дождь имеет кислотность рН = 5,6, а кислотный — ниже. Если вода имеет рН = 5,5, происходит гибель полезных донных бактерий водоёма. При рН = 4,5 гибнет рыба, земноводные и насекомые. Кислотные дожди — это серьёзная проблема промышленных регионов, где происходят выбросы в атмосферу оксидов серы и азота.
Дожди бывают очень разных видов: грибной, с градом, с грозой, затяжной, косой, проливной, морось, окатный, полосовой, слепой, ситный. В тропиках время года условно делится не на четыре, а на два: сезон сильных дождей и высоких температур. Когда начинается сезон тропических дождей, иначе муссонов, то выпадает практически годовая норма осадков. Обычно эти дожди идут с октября по май и носят кратковременный характер. Как правило, они идут в определённое время суток. Местные эти дожди ждут и относятся к ним спокойно. Для многих жителей тропиков дождь — это повод для веселья. Многие туристы предпочитают этот сезон для поездок, так как отели дешевле и дышать в это время легче. Они могут посмотреть больше достопримечательностей, а для сёрфинга сезон тропических дождей приносит хорошие волны.
Энергия воды
Когда люди подходят разумно к тому, что даёт им природа, дождь является для них источником энергии и благословением для жизни. Во время сильного дождя ручьи интенсивно наполняют реки, которые впадают в моря. Человечество научилось использовать внутреннюю энергию воды. Благодаря ей вращаются колеса мельниц, лопатки водяных турбин, которые дают электроэнергию и питают тысячи машин. Но бывает, что вода приносит стихию и большие разрушения. Не всё, конечно, зависит от человека, но большая часть именно от него. Чаще всего человечество провоцирует природу.
Для наших широт первый дождь означает приход весны. После долгой зимы и заморозков, когда слышишь капли дождя, становится на душе радостно. Это признак обновления природы, а значит, и нас, людей! Остатки сугробов сходят под капельками первого дождя. Зима отступает.
О количестве выпавших осадков дождя судят по толщине слоя выпавшей воды. Как правило, его измеряют в миллиметрах. 1 мм водяного слоя равен 1 кг дождевых капель на 1 кв. м площади. Интенсивность колеблется обычно в пределах 1,25-100 мм/ч. По объёму осадков различают слабый, умеренный или проливной дождь.
Итак, вода вездесуща. Она есть в облаках, на земле и под ней. Вода питает всё живое, и если её не станет, всё вымрет. Но та же живительная сила может превратиться в стихийное бедствие. Поэтому человек учится управлять этой стихией, находить общий язык с ней и не нарушать законов природы.