Раньше гидрометеорами называли любые атмосферные осадки. Сейчас под наземными гидрометеорами понимаются осадки в виде капелек, кристаллов льда или отложений льда, появляющихся на земной поверхности и на различных предметах за счет конденсации или кристаллизации на них водяного пара.
Наземные гидрометеоры делятся на жидкие и твердые (рис.1).
Различия между гидрометеорами и условия их образования показаны в табл.1. Ниже я лишь приведу основные особенности и определения из источников [1-4].
К жидким наземным гидрометеорам относят росу и жидкий налет (то есть это вода), к твердым – иней, твердый налет, изморозь, а также гололед. С гололедом сходно обледенение самолетов.
Роса– мельчайшие капли воды, выделяющиеся из воздуха (осаждающиеся) на поверхности земли и на наземных предметах (рис.2). Обильная роса в умеренных широтах может давать 0,1-0,5 мм осадков за ночь (для сравнения – небольшой дождь дает 0,3-2 мм осадков за 12 часов), в тропиках – до 3 мм за ночь.
Если ночью наблюдается переход температуры через 0°С или внезапное похолодание до отрицательных температур, то образуется замерзшая роса (рис.3).
Жидкий налет– вода, выделяющаяся из воздуха на холодных вертикальных поверхностях – каменных стенах, камнях, стволах деревьев – преимущественно с наветренной стороны.
Иней– тонкий неравномерный слой кристаллического льда. Образуется путем сублимации водяного пара из воздуха на поверхности почвы, травы, снежного покрова и на верхних поверхностях предметов в результате их охлаждения до отрицательных температур, более низких, чем температура воздуха (рис.4).
Твердый налет– белый налет из мелких ледяных кристалликов, образующийся вследствие сублимации водяного пара на холодных поверхностях. Поверхности охлаждены предшествующим морозом и имеют температуру существенно ниже температуры окружающего воздуха. Толщина твердого налета не превышает нескольких мм.
Следующие два гидрометеора – изморозь и гололед – могут причинить вред и при толщине в несколько см приводят к обрывам проводов, обламыванию сучьев и др.
Изморозь – отложение льда на ветвях деревьев, проводах и т.п. при тумане в результате сублимации водяного пара (кристаллическая изморозь) или намерзания капель переохлажденного тумана (зернистая изморозь). Изморозь имеет снежно-белый цвет (рис.5).
Кристаллическая изморозь состоит из кристалликов льда, нарастающих главным образом на наветренной стороне при слабом ветре и температуре -15°С. Она легко осыпается при встряхивании. Длина кристалликов обычно не превышает 1 см, но может достигать и нескольких см.
Зернистая изморозь – снеговидный, рыхлый лед, нарастающий с наветренной стороны предметов в туманную, преимущественно ветреную погоду, особенно в горах.
В художественной литературе часто изморозь называют инеем (особенно на деревьях).
В метеорологии есть еще и такое красивое понятие, как снежные гирлянды – это гирлянды из смерзшихся снежинок на ветвях деревьев, карнизах и других выступающих предметах. Образуются при отрицательных температурах из сухого снега, оледенелого снега и изморози.
Гололед – слой плотного льда (матового или прозрачного), образующийся при намерзании капель переохлажденного дождя или мороси (рис.6).
Иногда наблюдается послойное образование гололеда и изморози.
Гололедица не относится к категории наземных гидрометеоров, но поскольку в холодный период года периодически встречается в прогнозах погоды, приведу определение и для нее.
Гололедица– лед на земной поверхности, образовавшийся после оттепели или дождя в результате наступления похолодания, а также вследствие замерзания мокрого снега, дождя или мороси от соприкосновения с сильно охлажденной поверхностью.
Гололедица отличается от гололеда тем, что при гололедице замерзает напочвенная вода (при гололеде – выпадают переохлажденные осадки) и что она наблюдается на земле (гололед покрывает не только землю, но и различные предметы).
Обледенение представляет собой отложение льда любого вида на поверхности сооружений, ветвях деревьев, проводах, на покрытиях дорог, аэродромов, морских судов и пр. Хотя лед, образующийся на самолетах, и не является наземным гидрометеором, причины его формирования аналогичны таковым у гололеда - как правило, в обоих случаях переохлажденные капли инициируют процесс.
Обледенение самолета– отложение льда на внешних поверхностях самолета. Обледенение самолета происходит главным образом при полете в переохлажденных водяных облаках, или в смешанных облаках, или в зоне переохлажденного дождя, преимущественно при температурах от 0 до -10°С.
При соприкосновении с самолетом переохлажденные капли замерзают, покрывая самолет ледяной корой. Основная опасность обледенения состоит в увеличении веса самолета и ухудшении его аэродинамических качеств. Отложения льда также могут привести к обрыву радиосвязи, выходу из строя приборов, уменьшению скорости и т.д. При попадании осколков льда в двигатель он может заглохнуть. Поэтому пилотам во избежание обледенения уже при температуре воздуха ниже +5°С рекомендуется включать противообледенительные системы (ПОС).
Перед взлетом с самолета обязательно снимают лед (взлетать с отложениями льда категорически запрещено). Процедуры две: удаление льда (de-icing) и защита от него (anti-icing). Деайсинг выполняется механическими приспособлениями, сжатым воздухом или с помощью подогретых жидкостей. Очистка выполняется перед рейсом. Это может быть сразу после приземления (рейсы без перерывов) или после того, как самолет ждал своей очереди (вдруг за это время на нем образовалась корка льда).
Антиайсинг – обработка самолета реагентом на основе гликоля. Химически обрабатывают самолет непосредственно перед взлетом, чтобы в процессе набора высоты лед к нему не «прилип». Времени действия жидкости (примерно 30 минут) как раз на это хватает.
Кроме самолетов обледенению подвергаются также аэростаты и дирижабли. У сверхскоростных самолетов вследствие кинетического нагрева набегающего воздуха обледенение может не происходить.
Об осадках из облаков и туманов читайте в этой статье.
Используемые источники:
- Метеорология и климатология: учебник. 7-е изд. / С.П. Хромов, М.А. Петросянц. М., Изд-во Моск. Ун-та: Наука, 2006. 582 с.
- Российский гидрометеорологический энциклопедический словарь / Под ред. А.И. Бедрицкого. СПб.; Москва: Летний сад, 2008. Т.1: А-И. 336 с.
- Российский гидрометеорологический энциклопедический словарь / Под ред. А.И. Бедрицкого. СПб.; Москва: Летний сад, 2009. Т.2: К-П. 312 с.
- Российский гидрометеорологический энциклопедический словарь / Под ред. А.И. Бедрицкого. СПб.; Москва: Летний сад, 2009. Т.3: Р-Я. 216 с.
- https://habr.com/ru/company/tuturu/blog/448272/
© Екатерина Кузьмина. «Записки по географии»