Юный техник 1973-03, страница 33

торых бури с градом образуют небольшую подгруппу, возникают тогда, когда существует вертикальное температурное расслоение воздуха. Ежедневно, ежесекундно с поверхности Земли активнее всего в теплое время года происходит испарение влаги, поэтому в атмосфере всегда много водяного пара. Водяной пар невидим, он становится видимым, когда переходит в жидкую фазу, конденсируясь в мельчайшие капельки. Так возникает туман над чайником или над рекой — все равно, и чем ниже температура, тем меньше нескон-денсированного водяного пара остается в воздухе в свободном состоянии.

Теперь представим, что где-то образовался восходящий поток теплого воздуха. С высотой температура воздуха падает на 10° С через каждые 100 м. Процесс подъема усложняется еще и тем, что существует перепад давления воздуха по вертикали. Теплая восходящая струя воздуха — точнее, гигантские пузыри, — поднимаясь вверх, где давление более низкое, начинает расширяться, а при расширении — охлаждаться.

Значительное охлаждение приводит к образованию конвективного облака — обычного кучевого облака. Теплый воздух обычно содержит больше влаги, чем холодный, нередко относительная влажность его превышает 70%. При подъеме такого воздуха относительная влажность сначала достигает 100%, а затем избыточное количество водяного пара начинает конденсироваться в капельки. Процесс образования капелек очень важен в конвекции потому, что конденсация протекает с выделением тепла — 550 калорий на каждый грамм конденсата. Выделяющееся тепло препятствует дальнейшему охлаждению восходящего потока, увлекая его на большие высоты и порождая значительные вертикальные скорости.

Чтобы возникло обычное белое облако, необходимо наличие в воздухе так называемых центров конденсации — мельчайших частиц, на которые и осаждается влага. Это может быть вулканическая или обычная пыль, частички морской соли, следы промышленного загрязнения и т. д. Образовавшиеся белые клубы начинают сбиваться в грандиозное образование, которое служит источником для многих атмосферных явлений. В момент своей зрелости иное облако достигает 10ч-15 км в высоту при площади поперечного сечения в несколько сотен квадратных километров. Оно может нести в себе до 1 млн. т воды, поднятой в среднем на высоту 4 км. А всего за время существования облака из него может выпасть до 10 млн. т осадков. Вот какими величинами оперирует природа!

Водяные частички, из которых в основном и состоит облако, очень малы, всего несколько микрон в диаметре. Что же заставляет эти крошки сливаться в крупные капли и выпадать на землю — вот вопрос, оказавшийся неожиданно очень трудным при всей кажущейся простоте.

В 1935 году норвежский ученый Т. Бержерон разобрал шесть известных науке причин, которые приводят к образованию крупных капель. Среди них были гидродинамические и электростатические силы притяжения, вихревые движения воздуха и т. д. Рассмотрев все эти причины, ученый доказал, что ни одна из них не способна вызвать какие-либо осадки. И тогда он выдвинул седьмую причину, объясняющую появление осадков разницей в агрегатном состоянии частиц в облаке. Это означает, что в облаке вместе с частицами воды должны находиться и ледяные кристаллы, а давление водяного пара у поверхности кристалла всегда меньше, чем у поверхности частичек воды. Поэтому водяной пар все время переходит от частиц воды

31