Конденсация водяного пара в атмосфере, гидрометеоры
Если температура воздуха снижается до точки росы, то содержащийся в воздухе водяной пар достигает полного насыщения. Если понижение температуры будет продолжаться, то пар станет перенасыщенным и некоторая его часть окажется в избытке, в результате чего пар сгущается и переходит в воду - конденсируется.
Из-за этого физического явления в атмосфере образуются облака или туман, выпадают осадки, а на поверхности земли и на разных предметах образуются роса или изморозь. Все эти явления называются в метеорологии гидрометеорами.
Облака характеризуются большим разнообразием видов и форм и могут сказать опытному наблюдателю очень многое о предстоящих изменениях погоды. Однако для производственных процессов многих отраслей экономики важнее понять физическую сущность образования гидрометеоров на наземных предметах. В связи с этим дадим краткое описание некоторых гидрометеоров и условий их образования.
Роса - жидкий осадок в виде мелких капель воды, который образуются на почве, поверхности растений и наземных предметах при температуре воздуха выше 0° С.
Иней - белые кристаллы, покрывающие поверхность наземных предметов. Это явление возникает в тех случаях, когда температура предметов опускается ниже 0° С.
Образование инея происходит не при замерзании капель воды, а непосредственно из водяного пара в результате выделения его в виде твердых кристаллов. Иней появляется в ясные ночи, а зимой - и днем, в тихую погоду или при слабом ветре.
Твердый налет - полупрозрачный, беловатого цвета тонкий слой из мелких ледяных кристаллов, образующийся на наветренной стороне предметов, имеющих большую массу и гладкую поверхность. Причина образования твердого налета - соприкосновение влажного воздуха с холодными предметами и переход водяного пара в твердое состояние с осаждением на предметы. Твердый налет образуется при потеплении после длительных морозов.
Гололед - слой льда, образующегося на любых предметах при отрицательной температуре воздуха. Причина образования гололеда – намерзание на предметах капель переохлажденных дождя или мороси. Переохлажденные осадки находятся в жидкой фазе, но имеют отрицательную температуру. Термодинамическое состояние таких частиц очень неустойчиво, и при соприкосновении с предметами они мгновенно замерзают, т.е. переходят в твердое состояние. Чем мельче капли влаги и ниже температура воздуха, тем менее плотным и прозрачным является слой гололеда. Образование гололеда наиболее вероятно при температурах воздуха от 0 до -3°С и при наличии ветра. В метеорологии термином гололед обозначается именно этот вид атмосферного явления.