§ 18. Влажность воздуха. Атмосферные осадки

1. Самопроверка: знаете ли вы?

1. Как температура влияет на содержание водяного пара в воздухе?

Чем выше температура, тем выше может быть влажность воздуха.

2. В чем различие между абсолютной и относительной влажностью воздуха?

Абсолютная влажность воздуха — фактическое содержание водяного пара в воздухе, измеряемое в г/м3.

Относительная влажность воздуха — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в %.

3. Как измеряют влажность воздуха?

Измеряют влажность воздуха с помощью гигрометра. Принцип действия волосного гигрометра основан на изменении (в зависимости от влажности) длины человеческого волоса, которое фиксируется на шкале прибора.

4. Когда наступает годовой (суточный) максимум и минимум абсолютной (относительной) влажности воздуха?

Максимум в годовом ходе абсолютной влажности приходится на лето, минимум —на зиму. Относительная влажность имеет обратный годовой ход: максимум — зимой, минимум — летом.

5. Какая существует закономерность в распределении осадков по широтам?

Максимальное количество осадков приходится на области низкого давления с восходящими потоками воздуха (экваториальные и умеренные широты). Минимальное количество осадков характерно для областей с высоким давлением и нисходящими потоками воздуха ( тропические и полярные широты).

6. Где на планете находятся самое влажное и самое сухое места?

Самое влажно место — предгорья Гималаев (в Черапунджи в среднем в год 12 000 мм, максимум — до 21 020 мм) и на Гавайских островах в Тихом океане (в среднем в год 12 500 мм, максимум — до 24 000 мм).

Самое сухое место — пустыня Атакама (0,01 мм в год).

2. Практикум

1. Установите последовательность процессов: а) выпадение осадков; б) насыщение воздуха водяным паром; в) конденсация; г) охлаждение воздуха.

бгва

2. Бабушка летом сушила яблоки. В одном помещении они быстро превращались в сухофрукты, а в другом — медленно. Внучка Лида быстро выяснила, почему неодинаково шел процесс сушки. А вы можете найти этому причину?

В первом помещении влажность ниже, поэтому яблоки быстрее певращались в сухофрукты.

3. Вы общаетесь в сети Интернет со школьником из Эфиопии. Он готовит доклад по атмосферным осадкам и нуждается в информации. Помогите ему с докладом: познакомьте с видами атмосферных осадков, характерными для Беларуси, но которых не бывает в Эфиопии.

Ледяной дождь — твёрдые осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…−10°, иногда до −15°) в виде твёрдых прозрачных шариков льда диаметром 1—3 мм. Внутри шариков находится незамёрзшая вода — падая на предметы, шарики разбиваются на скорлупки, вода вытекает и образуется гололёд.

Снег — твёрдые 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.

Снежные зёрна — твёрдые осадки в виде мелких непрозрачных белых частиц (палочек, крупинок, зёрен) диаметром менее 2 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха.

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»).

Ливневый дождь со снегом — смешанные осадки ливневого характера, выпадающие (чаще всего при положительной температуре воздуха) в виде смеси капель и снежинок. Если ливневой дождь со снегом выпадает при отрицательной температуре воздуха, частицы осадков намерзают на предметы и образуется гололёд.

Снежная крупа — твёрдые 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 — твёрдые 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 градусов, то падая на предметы, крупинки смерзаются и образуется гололёд.

Иней — белый кристаллический осадок, образующийся на поверхности земли, траве, предметах, крышах зданий и автомобилей, снежном покрове в результате десублимации содержащегося в воздухе водяного пара при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом ветре. Наблюдается в вечерние, ночные и утренние часы, может сопровождаться дымкой или туманом. По сути дела это аналог росы, образующийся при отрицательной температуре. На ветках деревьев, проводах иней отлагается слабо (в отличие от изморози) — на проводе гололёдного станка (диаметр 5 мм) толщина отложения инея не превышает 3 мм.

Кристаллическая изморозь — белый кристаллический осадок, состоящий из мелких тонкоструктурных блестящих частиц льда, образующийся в результате десублимации содержащегося в воздухе водяного пара на ветвях деревьев и проводах в виде пушистых гирлянд (легко осыпающихся при встряхивании). Наблюдается в малооблачную (ясно, или облака верхнего и среднего яруса, или разорванно-слоистые) морозную погоду (температура воздуха ниже −10…−15°), при дымке или тумане (а иногда и без них) при слабом ветре или штиле. Отложение изморози происходит, как правило, в течение нескольких часов ночью, днём она постепенно осыпается под воздействием солнечных лучей, однако в облачную погоду и в тени может сохраняться в течение всего дня. На поверхности предметов, крышах зданий и автомобилей изморозь отлагается очень слабо (в отличие от инея). Впрочем, нередко изморозь сопровождается инеем.

Зернистая изморозь — белый рыхлый снеговидный осадок, образующийся в результате оседания мелких капелек переохлаждённого тумана на ветвях деревьев и проводах в облачную туманную погоду (в любое время суток) при температуре воздуха от нуля до −10° и умеренном или сильном ветре. При укрупнении капель тумана может перейти в гололёд, а при понижении температуры воздуха в сочетании с ослаблением ветра и уменьшением количества облачности в ночное время — в кристаллическую изморозь. Нарастание зернистой изморози продолжается столько, сколько длится туман и ветер (обычно несколько часов, а иногда и несколько суток). Сохранение отложившейся зернистой изморози может продолжаться несколько суток.

Гололёд — слой плотного стекловидного льда (гладкого или слегка бугристого), образующийся на растениях, проводах, предметах, поверхности земли в результате намерзания частиц осадков (переохлаждённой мороси, переохлаждённого дождя, ледяного дождя, ледяной крупы, иногда дождя со снегом) при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Наблюдается при температуре воздуха чаще всего от нуля до −10° (иногда до −15°), а при резком потеплении (когда земля и предметы ещё сохраняют отрицательную температуру) — при температуре воздуха 0…+3°. Сильно затрудняет передвижение людей, животных, транспорта, может приводить к обрывам проводов и обламыванию ветвей деревьев (а иногда и к массовому падению деревьев и мачт линий электропередач). Нарастание гололёда продолжается столько, сколько длятся переохлаждённые осадки (обычно несколько часов, а иногда при мороси и тумане — несколько суток). Сохранение отложившегося гололёда может продолжаться несколько суток.

Гололедица — слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы (переход к отрицательным значениям температуры). В отличие от гололёда, гололедица наблюдается только на земной поверхности, чаще всего на дорогах, тротуарах и тропинках. Сохранение образовавшейся гололедицы может продолжаться много дней подряд, пока она не будет покрыта сверху свежевыпавшим снежным покровом или не растает полностью в результате интенсивного повышения температуры воздуха и почвы.

4. При температуре +20 °С максимальная влажность воздуха может достигать 17 г/м3, а в действительности он содержит 10 г/м3 водяного пара.Определите его относительную влажность.

58,8 %

3. Давайте обсудим

Какие атмосферные осадки и в какое время года выпадают в Беларуси?

Летом осадки выпадают реже, но их интенсивность больше. Довольно часто они сопровождаются грозами, а иногда выпадают в виде града.

Зимой осадки выпадают в виде снега и образуют снежный покров.

4. Приглашаем к творчеству

1. Вспомните пословицы и поговорки о различных видах атмосферных осадков.

Куда ветер дует, там и дождь идет.

Снега надует — хлеба прибудет; вода разольется — сена наберется.

Снег глубок — год хорош.

Больше снега на полях — больше хлеба в закромах.

2. Проведите мини-исследование «Влажность в быту». Для этого расспросите членов своей семьи, какие проблемы создает повышенная или пониженная влажность в вашем доме (на кухне, балконе, в гараже и т. д.).

Влияние высокой влажности на человека

Особенно благоприятное воздействие достаточно увлажненный воздух - при уровне влажности ближе к 60 или даже 65%, оказывает на самочувствие грудных детей. Для них нужен также теплый воздух - от 24 C. Такие условия предупреждают пересыхание кожи и слизистых оболочек носа и дыхательных путей у малышей, препятствуют развитию аллергических реакций и раздражению кожи.

Превышающая норму температура и переувлажненный воздуха (выше 65-70% RH) приводят к ухудшению терморегуляции организма, растет нагрузка на сосудистую систему и сердце, нарушается обмен веществ.

Особенно плохо реагируют на высокую влажность воздуха люди с сосудистым заболеваниями, гипертонией или атеросклерозом.

Кроме этого, теплый воздух + сырость создают все условия для развития и роста плесневых грибков, поражающих покрытия и отделку комнат. Последствиями будут порча мебели и стеновых покрытий, распространение спор по воздуху, что особенно вредно для здоровья людей, находящихся долгое время в комнатах.

Споры плесневых грибков - сильные канцерогены, они выделяют вредные для организма человека токсины. Ослабевает иммунитет, развиваются аллергические реакции и учащаются легочные заболевания.

Всем известно, чем опасен влажный воздух для обстановки в доме, супермаркете или в цеху. Прежде всего — это нездоровые условия для людей, снижающие работоспособность и ухудшающие самочувствие. Кроме того, портится продукция, растут убытки, нарушается санитарная обстановка. Сырость несет угрозу электропроводке, металлические поверхности и контакты ржавеют и разрушаются, что чревато замыканиями и выходом из строя электрооборудования.

Как низкая влажность влияет на человека

Сухой воздух, с уровнем влажности ниже 30-40%, приводит к ухудшению деятельности системы дыхания человека. Пересушиваются кожа и слизистые покровы дыхательных путей, ухудшается фильтрация воздуха легкими, падает сопротивляемость вирусным респираторным заболеваниям. Сухой воздух способен вызвать застой в легких и кашель, возможны аллергические реакции из-за летающей в воздухе пыли.

Пересушенный воздух в производственных и общественных помещениях содержит больше аллергических компонентов и пыли, чем воздух с нормативным содержанием влаги, осаждающий такие загрязнения. Необходимо проведение частой влажной уборки для сбора пыли и увлажнения воздуха.