Текст книги "Погода и химия: исследование осадков"

Погода и химия: исследование осадков
Алексей Писаренко

© Алексей Писаренко, 2024

ISBN 978-5-0064-3599-5

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Атмосферный воздух состоит из большого количества газов, таких как азот, кислород, аргон, углекислый газ, гелий, криптон и другие. Кислород и углекислый газ играют важную роль в биологических процессах. Ежегодно в атмосферу поступает большое количество оксида углерода, оксида серы, оксидов азота, различных углеводородов и мелкодисперсных аэрозолей. Введение в атмосферу галогеносодержащих веществ (фтор, йод, хлор) приводит к уменьшению озонового слоя, что неблагоприятно влияет на человека. Источниками химического загрязнения являются промышленные выбросы ядовитых веществ, твердые отходы различных отраслей промышленности и неочищенные сточные воды. Химическое загрязнение создает серьезную угрозу окружающей среде и здоровью человека, особенно в связи с ростом мирового промышленного производства.

Какие бывают осадки?

В понимании обычного человека, атмосферные осадки – это дождь или снег. Однако существует много других видов осадков, которые встречаются в течение года.

Дождь – это капли воды, которые падают на землю из облаков. Они образуются из пара, который конденсируется и превращается в капли воды. Дождь может быть обложным, ливневым или моросящим. В определенный момент мельчайшие капельки пара увеличиваются, переходя в размеры дождевых капель. Под собственным весом они падают на поверхность земли.

Снег – это замерзшая вода, выпадающая в виде хлопьев или кристаллов. Сильные снегопады могут развиваться постепенно и иметь различную интенсивность. В мороз снег появляется из чистого неба, а точнее из тончайшего облачного слоя, который не виден человеку.

Дождь со снегом – это осадки, при которых одновременно выпадают капли дождя и снежинки. Это происходит из-за колебаний температуры воздуха около нуля градусов. На разных высотах из-за перепадов температур часть капель замерзает, а часть остаётся жидкой и падает в виде капель.

Град – это кусочки льда, которые смерзаются из воды перед падением, данное явление наблюдается при больших разницах температур.

Снежная крупа – это сухие осадки в виде плотных снежных крупинок. От снега отличается высокой плотностью, и почти всегда они круглой формы.

Роса – это капельки влаги, которые конденсируются на поверхностях из-за высокой влажности. Для появления требуется положительная температура воздуха.

Иней – это замерзшая вода, образующая белые кристаллы на горизонтальных поверхностях. Для появления требуется отрицательная температура.

Изморозь – это вид инея, который образуется на тонких и длинных предметах, чаще всего на линиях электропередач, ветках.

Гололед – это слой льда на горизонтальных поверхностях, который образуется после дождя или мокрого снега.

Гололедица – частный случай гололеда, образующийся только на поверхности земли.

Ледяные иглы – мельчайшие кристаллы, парящие в воздухе. Они образуются при температуре воздуха ниже -15 градусов и преломляют в своей структуре проходящий свет.

Столбики с наконечниками изначально имеют форму цилиндров, но могут изменить направление роста и превратиться в пластинки под воздействием различных процессов, таких как изменение температуры.

Снежный покров – это слой снега, который лежит на поверхности земли. Он образуется из снежинок, которые формируются в тропосфере. Снежинки могут быть разных форм, но чаще всего встречаются шестиугольная пластинка и шестиугольная звездочка. Размер и форма снежинок зависят от температуры воздуха и силы ветра во время их выпадения. Ученые собрали тысячи фотографий снежинок, и ни одна из них не повторяется. Ученые до сих пор не могут объяснить, почему одна и та же молекула воды, замерзая, принимает ту или иную форму.

При выпадении снежный покров обладает малой плотностью, возрастающей со временем, особенно весной, когда снег начинает таять. Отражательная способность свежевыпавшего снега – 70—90%, старого тающего снега – 30—40%. Снежное покрытие спасает от солнечной радиации и защищает почву от излишнего охлаждения, а зимние посевы – от замерзания; оно оказывает значительное воздействие на климат, рельеф, питание рек и ледников, процессы формирования почвы, жизнь растений и животных. Существует два вида снежного покрытия:

– временное снежное покрытие, которое тает через несколько часов или дней после образования;

– устойчивое покрытие, которое сохраняется в течение всей зимы или с небольшими перерывами.

Атмосферными осадками – называют воду, выпавшую на землю, в любом виде: твердом или жидком. Осадки выпадают из облаков, облака – это воздух, насыщенный влагой, то есть скопление частиц жидкости в конкретном месте. Влага в воздухе появляется за счёт испарения жидкости с поверхности Земли. Испарение – это переход вещества из жидкого состояния воды в газообразное, чаще всего связанно с остыванием Земли ночью, когда нагретая вода поднимается в воздух. В воздухе происходит процесс конденсации и образуются облака, после же с дождём, со снегом круг замыкается, и жидкость возвращается сначала на землю, а потом грунтовыми и поверхностными стоками возвращается в водный объект, с поверхности которого произошло испарение. Описанные явления называются круговоротом воды в природе.

Измерение количества осадков производится с помощью специальных приборов. Проводить измерение количества осадков нужно для того, чтобы знать, сколько осадков выпадает на той или иной территории, и чтобы рассчитать правильную систему водоотведения, чтобы вода не скапливалась в крупных населенных пунктах, которые полностью заасфальтированы и в которых осадки не имеют возможности уходить в почвенный слой земли.

Сейчас уже разрабатывают более автономные системы измерения количества осадков, чтобы человек не участвовал в получении данных и не находился рядом с прибором.

Существует два метода автономных измерений количества осадков. Первый связан с накоплением воды в чаше и последующим опрокидыванием её при наборе определенного объема, здесь считается количество опрокидываний и передаётся эта информация на связанный с прибором компьютер. Второй метод более сложный: у прибора есть специальная емкость, которая заполняется определённый интервал времени, по стандартам Всемирной метеорологической организации, этот интервал 1 минута, после эта емкость взвешивается, и уже вес емкости передаётся на управляющий компьютер. У обоих методов есть как свои плюсы, так и недостатки. Хочется отметить, что к обоим приборам нужно подключить электричество, если же протянуть сеть невозможно, используют аккумуляторы, которые нужно периодически заменять. Так же следует периодически проверять исправность прибора, и если прибор фиксирует что-то аномальное, то выезж

...

конец ознакомительного фрагмента