Скорость падения дождевых капель

Скорость падения дождевых капель

Скорость падения дождевых капель зависит от их размера и скорости ветра. Обычная дождевая капля при отсутствии ветра падает со скоростью около 182 метра в минуту или почти 11 км в час.

Отражающее действие капли.

До сих пор наука не доказывала того факта, что полив дачного сада под полуденным солнцем может привести к воспламенению растений.

Однако теперь исследование освещённых солнцем капель воды, даёт ответ на вопрос, что это явление не только имеет воздействие на сады и огороды, но также чревато последствиями в виде лесных пожаров и человеческого загара.

„Проблема фокусировки солнечного света каплями воды применительно к растениям никогда тщательно не изучалась ни теоретически, ни экспериментально, – сказал ведущий исследователь, доктор Габор Хорват из университета Этвеша в Венгрии. – Однако, это далеко не тривиальный вопрос. Наиболее распространённым является то мнение, что лесные пожары могут вызываться интенсивным солнечным светом, который фокусируется дождевыми каплями на высохшей и разреженной растительности”.

Исследовательская команда провела вычислительные и экспериментальные изыскания с целью определить, каким образом угол контакта между каплями воды и листьями влияет световой окружающей средой на пластинку листа. Цель состояла в уточнении экологических условий, при которых освещённые солнцем капли воды могут воспламенять листья растений.

Эти эксперименты показали, что капли воды на гладких поверхностях, таких, как у листьев клёна, не приводят к воспламенению. В контрасте с этим исследовательская команда продемонстрировала, что „плавающие” листья папоротника, имеющие небольшие восковые ворсинки, вполне „готовы” к воспламенению. Это происходит из-за того, что ворсинки могут удерживать капельки воды над поверхностью листа в виде фокуса, действуя, как увеличительное стекло. Последнее не только частично подтверждает широко распространенное убеждение садоводов, но и затрагивает родственную проблему загара на покрытой волосами человеческой коже после купания.

„В солнцесияющих каплях воды, расположившихся на гладких безворсистых листьях растений, вряд ли случится повреждение ткани листа, – резюмируют Хорват и соавторы. – Однако капли воды, удерживаемые растительными ворсинками, способны действительно вызвать солнечный ожог, и то же явление может произойти, когда капли воды удерживаются волосами над человеческой кожей”.

Тот же самый процесс теоретически может привести к возникновению лесных пожаров, в случае, если капли воды попадают на высохшую растительность, Хорват и его коллеги добавляют: „Если фокальная область капель падает именно на сухую поверхность растения, то интенсивно сфокусированный солнечный свет теоретически способен спровоцировать огонь, – сказал Хорват. – Хотя вероятность этого снижается, если капли воды не испарились до этого”. С теоретической точки зрения, дождевые капли, попав на высохшие листья деревьев, способны захватывать солнечные лучи и фокусировать их в одной точке, тем самым повышая температуру и создавая риск воспламенения. Стоит заметить, однако, что вероятность воспламенения таким образом очень мала и составляет один к миллиону.

Долгое отсутствие дождя приводит к засухе. Дождь с солнцем называют „грибным”. Если солнце освещает летящие дождевые капли, то при определённых условиях можно наблюдать радугу. Часто радуга бывает двойная или даже тройная.

До́ждь — атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель жидкости со средним диаметром от 0,5 до 6—7 мм [1] .

Жидкие осадки с меньшим диаметром капель называются моросью [2] . Капли с диаметром больше 6—7 мм разбиваются в процессе падения из облаков на меньшие капли, поэтому даже при сильнейшем ливне диаметр капель не превышает 6—7 мм. Интенсивность дождя обычно составляет от 0,25 мм/ч (моросящий дождь) до 100 мм/ч (ливень) [1] . В Европе самый сильный ливень с интенсивностью 15,5 мм/мин был зафиксирован в 1920 году в Германии [2] .

Содержание

Механизм образования [ править | править код ]

Дождь выпадает, как правило, из смешанных облаков (преимущественно слоисто-дождевых и высокослоистых), содержащих при температурах ниже 0 °C переохлаждённые капли и ледяные кристаллы. Упругость насыщения водяного пара над каплями больше, чем над ледяными кристаллами при той же температуре, поэтому облако, даже не насыщенное водяным паром по отношению к каплям воды, будет перенасыщенно по отношению к кристаллам, что приводит к росту кристаллов при одновременном испарении капель. Укрупняясь и утяжеляясь, кристаллы выпадают из облака, примораживая к себе при этом переохлаждённые капли. Входя в нижнюю часть облака или под него в слои с температурой 0 °C, они тают, превращаясь в дождевые капли. Меньшая роль в образовании дождя принадлежит слиянию облачных капель между собой.

Читайте также:  Vybbj trjpb qfqrf qft4d h3gvb

Если солнце освещает летящие дождевые капли, то при определённых условиях можно наблюдать радугу.

Долгое отсутствие дождя приводит к засухе.

Условия образования [ править | править код ]

Дождь как явление может присутствовать на планетах только при определённых температурных условиях в их атмосферах. Планета Земля и Титан (спутник Сатурна) обладают такими условиями. Суть их сводится к тому, что температурные условия в нижних слоях атмосфер указанных небесных тел могут поддерживать в двух или трёх агрегатных состояниях какое-либо вещество. На Земле — это вода, нижние слои её атмосферы позволяют пребывать воде во всех трёх агрегатных состояниях. На Титане температурные условия способствуют выпадению метановых дождей, так как метан в таких условиях может быть и жидкостью, и газом.

Образование дождевых облаков [ править | править код ]

Образование дождевых облаков происходит или от смешивания двух масс воздуха, близких к насыщению, но различных температур, или при соприкосновении влажного воздуха с более холодной поверхностью земли, или в восходящих воздушных течениях. В первом случае влажность смеси всегда превышает влажность смешивающихся масс, и воздух может сделаться насыщенным; дожди, являющиеся от этой причины, слабы, хотя при продолжительном действии её может выпасть большое количество воды. К такого рода дождям относятся мелкие, но продолжительные осенние дожди европейских стран. От второй причины дожди часто идут в прибрежных странах при морских ветрах в холодную часть года. Самые обильные осадки выпадают при восхождении воздуха, особенно в тёплых странах, где содержание водяного пара в воздухе особенно значительно: переходя в верхние, более разреженные, слои атмосферы воздух расширяется, причём температура его понижается, он приближается к степени насыщения и даже переходит её, и часть водяных паров конденсируется. Сюда относятся осадки, выпадающие при поднятии влажного воздуха по склонам гор, а также осадки в областях формирования циклонов (барометрических минимумах).

Распределение осадков [ править | править код ]

Распределение дождей и осадков вообще по земной поверхности и по временам года имеет важное климатическое значение.

По регионам [ править | править код ]

Весьма значительное количество дождей в течение года выпадает в штилевой полосе над океанами вследствие восхождения тёплого и богатого паром воздуха, приносимого пассатами. Над Атлантическим океаном штилевая полоса (область экваториальных дождей) передвигается в течение года то на север, то на юг между параллелями 5° ю. ш. и 12° с. ш. Дожди здесь идут бо́льшую часть года днём, ночью же небо обычно проясняется. Наибольшее годовое количество осадков, впрочем, выпадает не здесь, а там, где влажные ветры встречают высокий горный хребет, перпендикулярный к ним. Замечательным примером могут служить осадки в Черапунджи, на южном склоне гор Кхаси, к северу от Бенгальского залива. В течение шести месяцев (с апреля по сентябрь) здесь дует юго-западный муссон; приходя с Индийского океана, он, при высокой температуре, богат водяным паром, а проходя над влажной и жаркой болотистой равниной, отделяющей горы Кхаси от Бенгальского залива, ещё более обогащается им. Уже немного поднявшись по склонам гор, он доходит до насыщения и выделяет массу осадков. В Черапунджи ежегодно (или, лучше сказать, в течение шести тёплых месяцев), в среднем, выпадает 11 777 мм дождя [3] . К дождливым местностям, кроме южного склона гор Кхаси, относятся ещё: Малабарский берег на юго-западе Индостана (на самом берегу выпадает ежегодно более 3000 мм, а на склоне гор — более 6000 мм осадков), равнины Амазонки, часть Центральной Америки, Зондские и Молуккские острова (более 1500 мм).

В средних широтах очень дождливые регионы — бо́льшая часть Китая и вся Япония. Местности, особенно бедные осадками: Сахара, Калахари, Аравия, бо́льшая часть Ирана, Арало-Каспийская низменность, бо́льшая часть нагорий Азии, внутренняя Австралия, западные нагорья Северной и Южной Америки, высокие широты северного полушария, области пассатов на океанах. Причины этого различны; так, в Сахаре и Арало-Каспийской низменности бо́льшую часть года дуют ветры с севера, удаляющиеся, по мере движения к югу, от степени насыщения и потому сухие; барометрические минимумы проходят здесь редко, а если и проходят, то вследствие большой сухости воздуха обильными осадками не сопровождаются. Нагорья Азии окружены горами, которые конденсируют влагу, приносимую ветрами, на своих внешних склонах, внутрь же проходят ветры сухие. Пассаты, при своём движении в более жаркие страны, постепенно нагреваются, и если идут над океанами, то обогащаются паром, однако степени насыщения не достигают и являются ветрами сухими. Дожди в них выпадают почти исключительно при прохождении ураганов, обычно сопровождающихся страшнейшими ливнями.

Читайте также:  Материнская плата перевод на английский язык

Распределение осадков в умеренных широтах обусловливается, главным образом, направлением движения и повторяемостью циклонов и антициклонов (барометрических минимумов и максимумов). Первые, как было упомянуто ранее, сопровождаются большой облачностью, осадками; вторые — сухой, ясной погодой. Кроме того, как и вообще, большое влияние оказывают распределение суши и воды и горных хребтов. В Европе дождевые области обычно окружают циклон со всех сторон, часто в виде концентрических с изобарами зон. Наиболее обильные осадки являются не вблизи самого циклона, а у границ его области, между изобарами 745—760 мм ртутного столба, а также в резко выдающихся выпуклостях изобар, указывающих на существование второстепенных минимумах в области главного циклона, большей частью — в юго-восточной части последнего. Во второстепенных минимумах наблюдаются вихреобразные движения воздуха, сопровождаемые ливнями и грозами.

В России [ править | править код ]

В России осадки приходят, в основном, с циклонами из Малой Азии, Средиземного, Чёрного морей, в меньшей степени — из Северной Атлантики [2] . Они распределены весьма неравномерно, и наибольший контраст наблюдается по различные стороны Кавказских гор: наибольшее годовое количество их на восточном берегу Чёрного моря и на Кавказе (более 2000 мм), а самое малое количество осадков — на северном побережье Каспийского моря (до 200 мм в год).

Много осадков выпадает на Северо-Западе Европейской территории России — в частности, в Санкт-Петербурге. Здесь влияние оказывают влажные воздушные массы Северной Атлантики. Много осадков в районе Воркуты, где влажные атлантические воздушные массы взаимодействуют на западных склонах Полярного Урала с холодными арктическими массами. Также много осадков выпадает на северо-западных склонах Алтайских гор и вдоль Салаирского кряжа.

Дефицит осадков наблюдается в южной степной зоне России от Калмыкии до Кулундинской равнины в Алтайском крае. Хотя эти области открыты для атлантических воздушных масс — равнинный рельеф не создаёт предпосылок для осадкообразования. К востоку от Алтая и Салаирского кряжа осадков тоже мало, но уже по причине того, что туда не доходят влажные воздушные массы.

На Дальнем Востоке дефицит осадков обусловлен тем, что суша расположена к западу от Тихого океана, и перенос воздушных масс общей циркуляцией атмосферы невозможен. Здесь осадки носят только муссонный характер.

Мало осадков также на берегах и островах Северного Ледовитого океана, вследствие того, что здесь воздух холоден и потому содержит мало водяного пара.

По времени года [ править | править код ]

По Земле осадки, в целом, распределены весьма неравномерно в течение года. Сюда относятся области муссонов (южно-азиатская, восточно-азиатская, африканская и австралийская). Здесь в течение холодных месяцев дуют сухие ветры, и осадков не выпадает или выпадает очень мало; тёплые месяцы, напротив того, весьма дождливы. Сюда же относятся южные части средних широт (субтропические страны); здесь лето сухо, а зима, весна и осень дождливы. Это происходит от передвижения к северу и югу областей высокого атмосферного давления, находящихся у полярных границ пассатов. В Старом свете эта полоса охватывает Месопотамию, Иран, восточное Закавказье и более низкие места Центральной Азии.

В умеренных широтах резкой разницы в распределении осадков по временам года вообще не замечается. В Европе наибольшее количество осадков выпадает: в Норвегии — в сентябре—декабре, в Шотландии и на Фарерских островах — в декабре—январе, в Швеции — в августе, в Дании — в августе—сентябре, в Нидерландах и северной Германии — в августе, в средней и южной Германии — в июне—августе, в Бельгии — в сентябре, в западной и северной Франции — в октябре-ноябре, в южной Франции и большей части Италии — в октябре, в средней и восточной Европе — летом, в северной Швейцарии — в августе, в Австрии, Венгрии и Чехии — в июне, в западной и южной частях Пиренейского полуострова — зимой, на внутреннем плоскогорье — осенью и весной, на Балканском полуострове — зимой и осенью.

В России, в целом, наибольшее количество осадков выпадает летом, что характерно для умеренного климата: наиболее дождливый месяц — июнь. Однако на Дальнем Востоке, с муссонным климатом, пик осадков приходится на осень, а на Черноморском побережье Кавказа — на зиму и весну.

Читайте также:  Сколько времени может храниться посылка на почте

Дождевые капли [ править | править код ]

Выпадение капель происходит, когда маленькие капли воды сливаются в более крупные, или когда капли воды замерзают на кристалле льда — этот процесс известен как процесс Бержерона-Финдайзена. Обычно сопротивление воздуха заставляет капельки воды оставаться висеть в облаке. Когда возникает турбулентность воздуха, капельки воды сталкиваются, производя большие капли. Поскольку эти крупные капли воды опускаются, слияние продолжается, так что капли становятся достаточно тяжёлыми, чтобы преодолеть сопротивление воздуха и выпасть в виде дождя. Наиболее часто слияние происходит в облаках, где температура выше точки замерзания воды [4] . В облаках, где температура ниже точки замерзания воды, когда кристаллы льда набирают достаточную массу, они начинают падать вниз. Как правило, это требует от кристаллов льда большей массы, чем от водяных капель для начала их выпадения. Этот процесс зависит от температуры, поскольку переохлаждённые капли воды существуют только в облаках, где температура ниже точки замерзания воды. Кроме того, из-за большой разницы температур между облаком и землёй, эти кристаллы льда могут растаять при выпадении, становясь дождём [5] .

Дождевые капли имеют размеры от 0,1 до 6-7 мм — средний диаметр, при превышении которого они, как правило, распадаются. Меньшие капли называют облачными, и их форма является сферической. Когда капля увеличивается в размерах, её форма становится всё более сплюснутой, благодаря давлению встречного воздушного потока. Большие капли дождя имеют более плоский низ. Очень крупные капли имеют форму парашюта [6] . Вопреки распространённому мнению, их форма вовсе не напоминает слезинку [7] . Самые большие капли дождя на Земле были зафиксированы в Бразилии и на Маршалловых островах в 2004 году — некоторые из них достигали диаметра 10 мм. Их большой размер объясняется формированием конденсата на крупных частицах дыма или столкновением между каплями при большой их концентрации в воздухе [8] .

Интенсивность и продолжительность дождя, как правило, обратно пропорциональны, то есть непогода высокой интенсивности, вероятно, будет кратковременной, а продолжительность слабых осадков может быть значительной [9] [10] . Капли дождя, образующиеся из тающего града, как правило, больше остальных [11] . Скорость падения дождевых капель диаметром 0,5 мм на уровне моря и без ветра составляет от 2 до 6,6 метров в секунду, в то время как капли диаметром 5 мм имеют скорость от 9 до 30 метров в секунду. Звук падения капель дождя о воду вызывается пузырьками воздуха, колеблющимися под водой [12] [13] .

Кислотные дожди [ править | править код ]

  • Кислотность нормального дождя pH — 5,6. У кислотного дождя она ниже. При кислотности воды pH 5,5 погибают полезные донные бактерии водоёма, а при pH 4,5 погибает вся рыба, большинство земноводных и насекомых.

Кислотные дожди являются большой проблемой для многих регионов, где есть промышленные предприятия, которые выбрасывают оксиды серы и азота, дающие различные кислоты, в том числе и сильные азотную и серную кислоты.

Виды и названия дождей [ править | править код ]

  • Грибной дождь — мелкий, моросящий, дробный дождь из низких туч, идущий в грибную пору при свете солнца.
  • Слепой дождь — дождь, идущий при свете солнца; в России о таком дожде в шутку говорят: «Царевна плачет» [14] , в Японии говорят: «Жена-лисица следует в дом своего мужа» [15] .
  • Грозовой дождь (дождь с грозой).
  • Градный [неизвестный термин] дождь (дождь с градом).
  • Снежный дождь (дождь со снегом).
  • Купальный (окатный) дождь.
  • Ливень (проливной дождь).
  • Моросящий дождь (изморось).
  • Полосовой дождь (идущий полосами).
  • Косой дождь, косохлёст [16] .
  • Ситный дождь — мелкий дождь, как будто «просеянный сквозь сито».
  • Затяжной (обложной) дождь.
  • Спорый дождь [14] .
  • Муссонный дождь.

Также существуют экзотические виды дождей, такие как каменный, кровяной, чёрный, жёлтый, молочный, из зёрен овса, ржи, листьев, цветов, из насекомых, лягушек и рыб.

Учебный год: 2009 / 2010

Материалы работы: 578068.zip * (471,7 кБ)

Описание работы:

Как убежать от дождя? В работе автор рассматривает этот вопрос с математической точки зрения и получает ответ через вычисления и анализ.

Ссылка на основную публикацию
Сколько человек сидит в одноклассниках
Mail.Ru Group исследовала и сравнила аудитории самых популярных в России социальных сетей — «Одноклассники», «Мой Мир», «ВКонтакте», Facebook и Twitter....
Сигнал flash в телефоне panasonic
● 19.12.08 13:08 - krepsky - 9 / 19.12.08 Два дня ломаю голову… Такая ситуация - купили партию телефонов Panasonic...
Сигналы материнской платы при загрузке
BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода). Программа системного уровня, предназначенная для первоначального запуска компьютера, настройки оборудования и обеспечения...
Сколько четырехзначных чисел можно составить из нечетных
Условие Решение 1 Решение 2 Решение 3 Поиск в решебнике Популярные решебники Издатель: Н. Я. Виленкин, В. И. Жохов, А....
Adblock detector