Экология СПРАВОЧНИК

Влияние горных преград на распределение и количество осадков давно является предметом дискуссий и полемики (см., например, НИ). Эта проблема возникает из-за малого количества высокогорных станций, а также дополнительных трудностей, связанных с определением вклада снегопадов в суммарное количество осадков, особенно на ветреных участках. Солтер [89] проанализировал данные по Великобритании и пришел к выводу, что влияние высоты на вертикальное распределение осадков в различных географических районах разное. Чтобы достаточно полно изучить эти различия, необходимо рассмотреть основные процессы конденсации, а также влияние гор на режимы облачности и осадков.[ ...]

Как показал Флири [28], важно различать конвективные и внутримассовые ситуации. Речь идет о таких определяющих факторах, как вертикальные профили влажности и скорости ветра. В нижней тропосфере содержание водяного пара убывает с высотой очень быстро (см. с. 34), так что на высоте 3 км оно уменьшается обычно до одной трети значения на уровне моря. Поэтому можно было бы ожидать, что с высотой количество осадков будет аналогично уменьшаться, однако доминирующими факторами являются конвергенция потока водяного пара, водность в облаках и вертикальный профиль ветра.[ ...]

В простой конвективной облачной системе (где наблюдаются только вертикальные перемещения) максимум количества осадков должен иметь место вблизи основания облака, где количество и размер падающих капель наибольшие,— до того, как они начнут испаряться. В кучево-дождевых облаках с сильными восходящими потоками капли могут переноситься вверх, так что зона максимума осадков приподнимается выше основания облака.[ ...]

В умеренных широтах, по крайней мере в холодную половину года, осадкообразование в основном определяется условиями адвекции. Мощный вынужденный подъем воздуха над горной преградой определяет уровень конденсации (с. 176). Этот подъем может усилить общие вертикальные движения в циклонической системе либо создать условную неустойчивость и ливни, особенно в потоках морского полярного воздуха [98].[ ...]

В тропических восточных течениях скорости ветра уменьшаются с высотой, в умеренных широтах скорости западных ветров, как правило, с высотой возрастают. Согласно оценкам Хав-лика [39] для станций в Альпах, этот рост более чем компенсирует вертикальное падение содержания влаги, по меньшей мере до высоты 700 гПа. По данным восьми вертикальных разрезов годовых осадков в зависимости от высоты Хавлик показывает, что суммы осадков увеличиваются вплоть до самых высоких станций на высоте примерно 3500 м. Лишь небольшая часть этого увеличения может быть отнесена на счет большего числа дней с осадками. Почти половина прироста приходится на дни, когда на горных станциях выпадало 30 мм осадков в день. Это происходило обычно в теплом секторе и при юго-западном потоке воздуха на уровне 500 гПа. В дни большого увеличения с высотой количества осадков поток водяного пара на уровнях от 850 до 500 гПа в 3—4 раза превышал среднее годовое значение.[ ...]

Количество орографических осадков зависит от трех факторов, действующих в совершенно различных масштабах [92]. К этим факторам относятся 1) характеристики воздушных масс и тип распределения давления в синоптическом масштабе, 2) местное вертикальное движение, обусловленное рельефом местности, 3) микрофизические процессы в облаках и испарение падающих капель. Рассмотрим их поочередно.[ ...]

Выпадение дождевых капель (или хлопьев снега) зависит от скорости роста облачных капелек, эффективности их слияния и отношения скорости падения к скорости ветра. Для того чтобы капли путем коалесценции выросли до размеров капель дождя, требуется примерно 1 ч, а для роста хлопьев снега процессом Бержерона—Финдайзена в облаках, где находятся как ледяные кристаллы, так и переохлажденные капли, требуется примерно полчаса. При этом процессе кристаллы льда растут за счет переохлажденных капель, поскольку над поверхностью льда давление насыщенного водяного пара ниже, чем над поверхностью воды.[ ...]

Подветренные эффекты различны при различных штормах. Например, Пиджли [76] показывает, что в Сноудонии при сильных ветрах, когда воздушный поток уже содержит значительную облачность и осадки выпадают с наветренной стороны горной цепи, области дождевой тени выражены слабо. Это также справедливо, когда при слабом ветре орографический подъем мал, а воздушный поток содержит лишь тонкие влажные слои. Пестрое распределение осадков может быть вызвано конвективными процессами.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Модель осадков теплого сектора, основанная на радиолокационных исследованиях над холмами Уэльса. Модель описывает роль потенциальной неустойчивости в мезомасштабных областях осадков (МОО) и орографии. (Из [4].)