Отчего выпадают осадки?

Отчего выпадают осадки?

Любые осадки — это просто вода, в жидкой или твердой форме. В их образовании важную роль играет газообразная вода — пар.

Сначала разберемся с околоземной влагой. Согласно физическим законам, при определенной температуре в воздухе может быть только определенное количество парообразной воды. Если температура не опускается ниже нуля, пар конденсируется на холодных поверхностях и выпадает роса. Поскольку менее теплоемкие предметы остывают быстрее, роса обычно выпадает на траву, листья, паутинки, автомобильные стекла, но не на землю.

При температуре ниже нуля возможны два варианта. Если пар сразу переходит в твердую фазу — лед, тогда образуется кристаллический игольчатый иней. Если же замерзают капельки тумана, образуется гранулированный иней.

Что касается воды в облаках, то там происходят гораздо более разнообразные события, которые зависят от типа облака и температуры воздуха.

Низкие кучево-дождевые облака состоят из капель воды, удерживаемых воздушными потоками. Сталкиваясь, капли соединяются и растут в размере. Они уже не могут удерживаться восходящими потоками и выпадают на землю в виде дождя. Хотя бывает и обратная ситуация: скажем, над жаркими пустынями дожди начинают падать, но не долетают до земли, потому что капли не слишком крупные и успевают испариться. Если же капли успевают замерзнуть, выпадает град.

В более высоких облаках капли воды переохлаждены. Циркулируя в потоках воздуха, они также растут и могут выпасть на землю. Если капли во время полета так и останутся переохлажденными, то, достигнув земли, моментально замерзнут, образуя гололед. Если в такое облако попадет самолет, он обледенеет. Если в таком облаке найдутся зародыши кристаллизации, то буквально в течение нескольких десятков минут в облаках сформируется град. Иногда градины весят более килограмма.

Снежинки же образуются в облаках тогда, когда на мелкий зародыш кристаллического льда осаждаются молекулы воды из перенасыщенного пара, содержащегося в облаках или испаряющегося с поверхности мелких капель. Рост снежинок подчиняется законам симметрии, так же как и рост кристаллов в растворах. Все снежинки имеют гексагональную симметрию, то есть могут быть вписаны в правильный шестиугольник. Но при этом разнообразие их форм необыкновенно велико. Так, в начале 30-х годов американское бюро погоды издало атлас снежинок с 2500 фотографиями, сделанными фотографом-натуралистом Уилсоном Бентли.

В 1661 году была опубликована первая научная работа Иоганна Кеплера об образовании снежинок, в которой знаменитый астроном на вопрос: «Отчего снег шестиуголен?» — сам отвечает: «Вещь эта мне еще не открыта». Многие ученые и сейчас согласны с ним.

Оказывается, снежинки могут образовываться не только из воды. Например, в лаборатории удалось получить искусственные «снежинки» йодоформа. Модельный расчет вулканической активности на спутнике Юпитера — Ио — показал возможность образования снега из диоксида серы при газовых выбросах вулкана.

Такие совпадения в природе поражают. Но, пожалуй, привычный нам снег лучше, чем из йодоформа и окиси серы.