Водяной пар и облака
Введение
Атмосфера Земли состоит не только из газов, таких как азот и кислород. В ней постоянно присутствует водяной пар — невидимая, но чрезвычайно важная составляющая воздуха. Именно водяной пар является источником облаков, туманов и осадков, определяет влажность воздуха и оказывает огромное влияние на погоду и климат.
Без водяного пара невозможен круговорот воды в природе, а значит — и существование жизни на Земле. Облака, возникающие в результате превращений водяного пара, не только украшают небо, но и выполняют важнейшие функции: они регулируют тепловой баланс планеты, участвуют в распределении влаги и энергии.
В данной статье подробно рассматриваются:
-
водяной пар как составная часть атмосферы;
-
процессы испарения и конденсации;
-
понятие влажности воздуха;
-
условия образования облаков;
-
основные виды облаков;
-
значение водяного пара и облаков для природы и человека.
1. Водяной пар в атмосфере
1.1. Что такое водяной пар
Водяной пар — это вода в газообразном состоянии. Он образуется в результате испарения воды с поверхности океанов, морей, рек, озёр, почвы и растений.
Особенности водяного пара:
-
он невидим для человеческого глаза;
-
постоянно присутствует в воздухе;
-
его количество изменяется в зависимости от температуры и условий окружающей среды.
Несмотря на то что доля водяного пара в атмосфере невелика (обычно не более 4%), его роль исключительно велика.
1.2. Источники водяного пара
Основными источниками водяного пара являются:
-
Мировой океан (главный источник);
-
внутренние воды суши;
-
влажная почва;
-
растения (испарение через листья — транспирация);
-
деятельность человека (орошение, промышленность).
Наибольшее количество водяного пара поступает в атмосферу над тёплыми океанами экваториальных и тропических широт.
2. Испарение и конденсация
2.1. Испарение
Испарение — это процесс перехода воды из жидкого состояния в газообразное.
Испарение происходит:
-
при любой температуре;
-
с поверхности воды, почвы, снега, льда и растений.
Скорость испарения зависит от:
-
температуры воздуха и поверхности;
-
силы ветра;
-
площади испаряющей поверхности;
-
влажности воздуха.
Чем выше температура и сильнее ветер, тем интенсивнее испарение.
2.2. Конденсация
Конденсация — это процесс перехода водяного пара в жидкое или твёрдое состояние.
Она происходит при:
-
охлаждении воздуха;
-
достижении предела насыщения водяным паром.
В результате конденсации образуются:
-
облака;
-
туман;
-
роса;
-
иней;
-
осадки.
2.3. Круговорот воды в природе
Испарение и конденсация являются важнейшими этапами круговорота воды:
-
Вода испаряется с поверхности Земли.
-
Водяной пар поднимается в атмосферу.
-
Происходит конденсация и образование облаков.
-
Выпадают осадки.
-
Вода возвращается на поверхность и вновь испаряется.
3. Влажность воздуха
3.1. Понятие влажности
Влажность воздуха — это количество водяного пара, содержащегося в воздухе.
Различают:
-
абсолютную влажность;
-
относительную влажность.
3.2. Абсолютная влажность
Абсолютная влажность — это количество водяного пара (в граммах), содержащегося в 1 м³ воздуха.
Она показывает фактическое содержание водяного пара, но не даёт представления о степени насыщенности воздуха.
3.3. Относительная влажность
Относительная влажность — это отношение фактического содержания водяного пара к максимально возможному при данной температуре, выраженное в процентах.
-
100% — воздух насыщен водяным паром;
-
менее 100% — воздух ненасыщен.
Относительная влажность сильно зависит от температуры: при её понижении влажность возрастает.
3.4. Значение влажности воздуха
Влажность влияет:
-
на самочувствие человека;
-
на рост растений;
-
на формирование облаков и осадков;
-
на климат территории.
4. Образование облаков
4.1. Условия образования облаков
Облака образуются при:
-
подъёме влажного воздуха;
-
его охлаждении;
-
конденсации водяного пара.
Для образования облаков необходимы ядра конденсации — мельчайшие частицы пыли, соли, дыма.
4.2. Подъём воздуха
Воздух поднимается:
-
при нагревании (конвекция);
-
при встрече с горными преградами;
-
при столкновении воздушных масс разной температуры.
При подъёме воздух охлаждается, что приводит к конденсации.
5. Виды облаков
Облака различаются по форме, высоте и внешнему виду.
5.1. Перистые облака
-
Высота: более 6 км;
-
Состоят из ледяных кристаллов;
-
Имеют вид тонких белых перьев;
-
Осадков не дают.
5.2. Слоистые облака
-
Образуют сплошной серый покров;
-
Могут приносить морось или мелкий дождь;
-
Часто связаны с пасмурной погодой.
5.3. Кучевые облака
-
Похожи на белые «горы» с ровным основанием;
-
Обычно не приносят осадков;
-
Свидетельствуют о хорошей погоде.
5.4. Кучево-дождевые облака
-
Мощные, высокие облака;
-
Приносят ливни, грозы, град;
-
Связаны с опасными погодными явлениями.
6. Туман и другие формы конденсации
6.1. Туман
Туман — это облако, образующееся у поверхности Земли.
Он возникает при:
-
охлаждении воздуха;
-
высокой влажности.
Туман снижает видимость и влияет на транспорт.
6.2. Роса, иней, изморозь
-
Роса — капли воды на поверхности предметов;
-
Иней — кристаллы льда при отрицательных температурах;
-
Изморозь — ледяные отложения при сильном охлаждении.
7. Значение водяного пара и облаков
7.1. Влияние на климат
Облака:
-
отражают солнечные лучи;
-
удерживают тепло;
-
регулируют температуру Земли.
7.2. Значение для живой природы
Водяной пар и облака:
-
обеспечивают осадки;
-
поддерживают водный баланс;
-
создают условия для жизни растений и животных.
7.3. Значение для человека
Для человека они важны:
-
в сельском хозяйстве;
-
в метеорологии;
-
в прогнозировании погоды;
-
в авиации и судоходстве.
Заключение
Водяной пар и облака являются важнейшими компонентами атмосферы Земли. Они участвуют в круговороте воды, формировании погоды и климата, обеспечивают жизнь на планете. Понимание процессов испарения, конденсации и образования облаков помогает объяснить многие природные явления и осознать сложность взаимодействия компонентов географической оболочки.
Вопросы для самопроверки
-
Что такое водяной пар?
-
Какие источники водяного пара существуют?
-
Что такое испарение и от чего зависит его скорость?
-
В каких условиях происходит конденсация?
-
Что называют влажностью воздуха?
-
Чем отличается абсолютная влажность от относительной?
-
Какие условия необходимы для образования облаков?
-
Назовите основные виды облаков и их особенности.
-
Чем туман отличается от облаков?
-
Каково значение водяного пара и облаков для природы и человека?