Путешествие капельки в круговороте воды
Представьте каплю дождя, упавшую на склон горы. Она стекает в ручей, затем в реку и через несколько дней достигает океана. Под лучами солнца вода испаряется, превращается в облако и снова возвращается на землю. Этот цикл повторяется веками, но каждый раз путь капли уникален.
За сутки солнце испаряет около 1 триллиона тонн воды с поверхности океанов. Теплые воздушные потоки поднимают пар вверх, где при температуре ниже нуля он конденсируется в крошечные ледяные кристаллы. Так формируются облака, которые ветер переносит на сотни километров.
Когда капли становятся слишком тяжелыми, они падают вниз. На их скорость влияет размер: мелкая морось опускается со скоростью 0,5 м/с, а крупная дождевая капля – до 9 м/с. Попав на землю, вода либо впитывается в почву, либо продолжает движение к новому водоему, завершая круг.
Как капля воды проходит через облака и осадки
Капля воды испаряется с поверхности океана и поднимается в атмосферу. При температуре ниже 0°C она кристаллизуется, образуя ледяные частицы в облаках. Если воздушные потоки слабые, капля может оставаться в облаке до 10 дней.
Почему одни капли выпадают дождём, а другие – снегом:
- При температуре выше +5°C капли сливаются и падают как дождь
- При -15°C формируются снежинки с шестиугольной структурой
- Град образуется при сильных восходящих потоках, когда капли многократно замерзают и нарастают
Как рельеф местности влияет на путь капли
На равнинах 80% осадков впитывается в почву, тогда как в горах до 60% стекает ручьями. Капля, упавшая на глинистую почву, просочится на 20 см за сутки, а на песчаную – на 2 метра.
Пример маршрута капли в разных условиях:
- В лесу: кроны деревьев → мох → грунтовые воды (3-5 дней)
- В городе: асфальт → ливнёвка → река (менее 1 часа)
- В пустыне: песок → испарение (2-3 часа)
Как капелька испаряется и поднимается в облака
Капелька воды нагревается под солнечными лучами, и её молекулы начинают двигаться быстрее. Когда температура достигает 100°C, вода переходит в газообразное состояние – превращается в пар. Но испарение происходит и при более низких температурах, особенно в ветреную погоду.
Поднимаясь вверх, пар охлаждается. На высоте 1–2 км температура воздуха падает примерно на 6°C каждые 1000 метров. Когда пар достигает точки росы, он конденсируется в крошечные капли или кристаллы льда, образуя облака.
Скорость испарения зависит от площади поверхности: чем она больше, тем быстрее вода превращается в пар. Например, с океана ежедневно испаряется около 1000 км³ воды. Ветер ускоряет процесс, унося насыщенный влагой воздух вверх.
В облаках капли сталкиваются и сливаются, увеличиваясь в размерах. Если они становятся слишком тяжелыми, то падают обратно на землю в виде дождя или снега, продолжая круговорот воды.
Как капелька возвращается на землю в виде дождя или снега
Когда водяной пар в облаках охлаждается, он конденсируется в крошечные капли или кристаллы льда. Если температура воздуха выше 0°C, капли сливаются и падают как дождь. При отрицательных температурах образуются снежинки.
- Дождь: Капли растут, пока сила тяжести не преодолевает сопротивление воздуха. Средняя скорость падения дождевой капли – 8–9 м/с.
- Снег: Ледяные кристаллы соединяются в снежинки. Их форма зависит от температуры и влажности – от игл до шестиугольных пластинок.
На высоте 2–5 км температура определяет тип осадков. Если в нижних слоях воздуха тепло, снежинки тают и превращаются в дождь. При устойчивом морозе они достигают земли в исходном виде.
Размер осадков зависит от:
- Мощности облаков – чем они плотнее, тем крупнее капли.
- Скорости восходящих потоков – сильный ветер дольше удерживает капли в облаке, позволяя им расти.