Планета бурь

Дождь – атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель воды диаметром от 0,5 до 6–7 мм. Жидкие осадки с меньшим диаметром капель называются моросью. Капли с диаметром больше 6–7 мм разбиваются при падении на меньшие. Интенсивность дождя колеблется от 0,25 мм/ч (моросящий дождь) до 100 мм/ч (ливень). Дождь выпадает, как правило, из смешанных облаков (преимущественно слоисто-дождевых и высокослоистых), содержащих при температуре ниже нуля переохлажденные 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 пересыщено по отношению к кристаллам. Это приводит к росту кристаллов при одновременном испарении капель. Укрупняясь и утяжеляясь, кристаллы выпадают из облака, примораживая к себе при этом переохлажденные капли. Входя в нижнюю часть облака или под него в слои с положительной температурой воздуха, они тают, превращаясь в капли дождя. Меньшая роль в образовании дождя принадлежит слиянию облачных капель между собой.

Жидкость – одно из агрегатных состояний вещества. Основным свойством жидкости, отличающим ее от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объем. Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твердым телом и газом: газ не сохраняет ни объем, ни форму, а твердое тело сохраняет и то и другое. Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведет себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы (внутренних частей жидкого тела). Молекулы жидкости не имеют определенного положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. Вещество в жидком состоянии существует в определенном интервале температур, ниже которого переходит в твердое состояние путем кристаллизации или аморфного превращения, а выше – испарением в газообразное. Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси, причем многие жидкости могут выполнять функцию растворителей.

Капля – небольшой объем жидкости, ограниченный поверхностью вращения или близкой к ней. Форма капли определяется действием сил поверхностного натяжения и внешних сил. Капли образуются: при стекании жидкости с края поверхности или из малых отверстий, при конденсации пара, при распылении жидкости и эмульгировании. Роса образуется при конденсации водяного пара на поверхностях, туман и облака – при конденсации водяного пара на пылинках воздуха. Форма капли определяется совокупным действием поверхностного натяжения и других внешних сил. Микроскопические капли, для которых сила тяжести не играет определяющей роли, имеют форму шара – тела с минимальной для данного объема поверхностью. Крупные капли в земных условиях имеют шарообразную форму только при равенстве плотностей жидкости капли и окружающей ее среды. Падающие дождевые капли под действием силы тяжести, давления встречного потока воздуха и поверхностного натяжения принимают вытянутую форму. На несмачиваемых поверхностях капли приобретают форму приплюснутого шара.

Конвекция (от лат. convectio – доставка) – перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества. Различают естественную, или свободную, и вынужденную конвекцию.

Ледник – масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязко-пластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола или плавучей плиты. Ледники образуются в результате накопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков снега при их положительном многолетнем балансе. Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твердых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Однако чем больше суммы осадков, тем выше могут быть температуры воздуха. Преобразование снега в лед может идти как при отрицательной температуре, так и при температуре таяния. В первом случае – путем рекристаллизации, вызываемой давлением вышележащей толщи и уменьшением пористости снега. Во втором случае – посредством таяния снега с повторным замерзанием талой воды в толще.