8 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Если бы у Земли не было атмосферы, то не существовало бы и проблемы ее загрязнения. Именно в таком положении находится Луна, и потому мы так ясно видим ее поверхность. Разумеется, из-за отсутствия атмосферы Луна, насколько мы знаем, совершенно лишена жизни. Чтобы на планете могла возникнуть и развиться жизнь, необходима атмосфера.

Атмосферу можно рассматривать как некий воздушный океан, в котором распределены различные газы и частицы, перемещающиеся вместе с его течениями с места на место. Если воздух почти не движется, то попадающие в него вещества могут накапливаться в одном месте. Чтобы полностью понять и в конечном итоге разрешить проблему загрязнения атмосферы, необходимо изучить особенности поведения атмосферы.

Высота атмосферы

Атмосфера Земли, как мы уже говорили, представляет собой смесь газов, главным образом азота и кислорода. Огромное значение для поддержания растительной и животной жизни имеют озон, углекислый газ и водяной пар, находящиеся в ней в небольших количествах. Еще меньшие количества множества других газов тоже влияют на условия жизни, зачастую удивительным и непостижимым образом.

Иной раз может показаться, что воздух — это просто невесомая пустая среда, но мы знаем, что это не так. Давление воздуха на поверхности земли равно в среднем примерно 1 кг/см2. Иначе говоря, столб воздуха с основанием 1 см2, простирающийся вверх до границы атмосферы, весит 1 кг. Вы вправе спросить, почему же никто из нас не ощущает этого давления? Ответ очень прост. Давление газа пли жидкости обладает тем свойством, что действует одинаково во всех направлениях. Поэтому изнутри на наше тело действует такая же сила, как и снаружи. Обе силы уравновешивают друг друга, так что вы их не чувствуете.

Основная часть воздуха расположена вблизи от поверхности земли. По мере удаления от нее масса воздуха в единице объема уменьшается. Иными словами, плотность воздуха падает с высотой. К примеру, на уровне моря при 0° 1 м3 воздуха весит около 1,3 кг. Тот же объем воздуха, но па высоте 7 км (тоже при 0°) будет весить всего 0,6 кг.

Уменьшение плотности воздуха с высотой можно характеризовать количеством молекул в единице объема. С увеличением высоты их количество падает. На какой высоте оно достигает нуля? На такой вопрос нельзя дать действительно правильный ответ, если пет четкого понимания, что подразумевать под словами «нулевое давление». Мы знаем, что 99,999% массы атмосферы сосредоточено в слое высотой 75 км. Таким образом, толщина атмосферы очень мала по сравнению с диаметром Земли.

После запуска первых искусственных спутников Земли появилась возможность очень наглядно представить себе, насколько сильно уменьшается плотность атмосферы с высотой. На орбите высотой в несколько сотен километров спутник может обращаться в течение многих месяцев, а иногда и лет. Скорость его движения равна приблизительно 30 000 км/час. И при этом он ниоткуда не получает энергии! После того как спутник выведен на орбиту, он остается на ней совершенно самостоятельно.

Вы знаете, что сейчас вокруг нашей планеты в верхних слоях атмосферы летает несколько сотен искусственных спутников. Здесь и те спутники, аппаратура которых до сих нор работает, и давно замолчавшие, и последние ступени ракет-носителей, и их отдельные части, наверно, даже отдельные болты и гайки. Почему же все они остаются на орбите? Таинственного в этом ничего нет. Согласно законам небесной механики, любой объект, обращающийся вокруг Земли, будет оставаться на своей орбите до тех самых пор, пока его движение не замедлится в такой мере, чтобы он мог начать двигаться по направлению к Земле. Если бы спутник находился в нижних плотных слоях атмосферы, то удары бесчисленных молекул воздуха вскоре замедлили бы его движение. Но на высотах в несколько сотен километров плотность воздуха очень мала, сопротивление движению ничтожно и скорость спутника остается почти постоянной. Неко­торое замедление, конечно, будет, но лишь самое небольшое.

Когда космонавты, находящиеся на борту орбитального космического корабля, получают команду возвратиться на Землю, они включают тормозные ракетные двигатели, замедляющие движение корабля. При этом он по гигантской дуге начнет двигаться к Земле. Когда кабина корабля с огромной скоростью прорезает плотные слои атмосферы, ее головная часть подвергается интенсивной бомбардировке со стороны молекул воздуха. Специальный жаропрочный экран, защищающий кабину pi ее обитателей от чрезмерного нагрева, буквально сгорает. Этот пример ясно показывает, что ничтожно маленькие, невидимые и неощутимые молекулы воздуха в большом числе и при значительных скоростях удара могут быть достаточно опасны.

Верхние слон атмосферы отличаются многими удивительными свойствами, которые мы изучаем с помощью ракет, искусственных спутников и орбитальных космических кораблей. Но эта тема заслуживает отдельной книги. Здесь же мы заговорили о верхней атмосфере лишь для иллюстрации того факта, что вся масса воздуха, в котором «плавает» наша массивная планета, распределяется вокруг нее чрезвычайно тонким слоем.

Как мы уже отмечали, фактически вся масса атмосферного воздуха простирается над нашими морями, горами и равнинами на высоту около 75 км. Если бы все вредные частицы и газы, которыми мы оскверняем атмосферу, равномерно перемешивались с воздухом по всему ее объему, то проблемы загрязнения атмосферы для нас вовсе не существовало бы, во всяком случае на ближайший обозримый промежуток времени. Но так, к сожалению, не бывает. Только малая часть загрязнений подымается на высоту больше 3 км, а в некоторых случаях весь дым, туман и вредные газы скапливаются возле самой поверхности земли — не выше нескольких сотен метров.

Движение воздуха

Когда ветры, сильные, проблемы загрязнения атмосферы обычно не возникает, разве что в районах песчаных пустынь. Хотя город может выбрасывать в атмосферу огромные количества дыма и пыли и других загрязняющих веществ, ветер уносит их прочь, рассеивая в большом объеме воздуха. В результате концентрация загрязнений уменьшается. А вот очень слабые ветры способствуют скоплению загрязняющих веществ в опасных концентрациях.

Учитывая эти обстоятельства, нам необходимо больше знать о природе ветра. Приходилось ли вам задавать себе простой вопрос: что, собственно, заставляет воздух перемещаться с места на место? Ответ, по крайней мере в общих чертах, оказывается тоже довольно несложным.

Тело, находящееся в покое, остается в таком состоянии до тех пор, пока к нему не будет приложена внешняя сила. Такова частичная формулировка знаменитого первого закона Ньютона. Этот закон действителен для всех материальных тел — от мельчайшей пылинки до самого большого небесного тела, от муравья до слона. Чтобы движение началось, необходимо приложить силу.

Воздух движется по той же самой причине: на него воздействуют определенные силы. Как вы знаете, воздух может перемещаться вверх, вниз и в горизонтальных направлениях. Обычно словом «ветер» характеризуют только перемещения последнего вида. Когда метеоролог говорит: «Дует восточный ветер», он понимает под этим горизонтальное перемещение воздуха в направлении с востока на запад.

Вертикальные перемещения воздуха принято называть воздушными течениями или потоками. Летчики часто говорят о восходящих и нисходящих потоках воздуха. Вертикальные воздушные течения бывают обычно довольно слабыми, если не считать так называемых конвективных облаков, которые имеют вид больших белых кучевых облаков, нередко предвещающих грозу. Во время гроз скорости восходящих и нисходящих воздушных потоков могут достигать 100 км/час, но в ясную погоду, как и внутри небольших, не разражающихся дождем облаков, они не превышают 1—2 км/час.

При полном штиле скорость ветра, понятно, равна нулю; во время ураганов она может достигать нескольких сотен километров в час. Вблизи от поверхности земли средняя скорость ветра равна 15—30 км/час.

Ветер, повторяем, порождается внешними силами. В большинстве случаев это силы давления. Ранее мы упоминали о том, что среднее атмосферное давление вблизи от поверхности земли равно примерно 1 кг/см2. При измерении давления ртутным барометром эта величина соответствует 760 мм рт. ст. Фактически, как легко заметить, слушая сводки погоды, атмосферное давление для разных географических пунктов и разного времени суток различно. В большинстве случаев изменения давления отражают различия общей плотности воздуха над тем пунктом, в котором его измеряют. В столбе нагретого воздуха плотность меньше и соответственно меньше давление, чем в столбе холодного воздуха. Именно пространственные неоднородности давления и заставляют воздух перемещаться.

Чтобы понять, как это происходит, обратимся к рис. 10. Здесь изображен небольшой участок земной поверхности, над которым атмосферное давление плавно уменьшается с севера на юг. Следуя принятой в метеорологии практике, мы нанесли на этой фигуре изобары, т. е. линии, соединяющие между собой те пункты, в которых давление одинаково. Вдоль изобары давление везде имеет ту величину, которая на пей обозначена.

Перемещение небольшого объема воздуха зависит от картины распределения атмосферного давления

Перемещение небольшого объема воздуха зависит от картины распределения атмосферного давления

Рассмотрим небольшой объем воздуха, который первоначально находится в точке О. Поскольку на севере от него давление больше, чем на юге, то на этот объем воздуха действует сила, заставляющая его смещаться в южном направлении. Если бы Земля была плоской и неподвижной, то воздух двигался бы точно на юг (пунктирная стрелка). Но Земля круглая и, мало того, вращается, и это вызывает отклонение рассматриваемого объема воздуха вправо по движению. Полностью объяснить этот эффект, не опираясь на некоторые специальные знания, трудно, и потому мы не будем о нем много говорить. Достаточно учесть то обстоятельство, что, пока воздух перемещается, Земля под ним движется в направлении своего вращения. Суммарный эффект будет тот, что воз­душная масса отклонится вправо от первоначального направления. В результате объем воздуха, который первоначально находился в точке О, перемещается не прямо на юг (пунктирная стрелка), а так, как указывает сплошная стрелка. При желании можно рассматривать влияние вращения. Земля как результат действия особой силы, направленной вправо по ветру.

На карте погоды часто можно видеть обозначения ветров и областей давления, подобные тем, что показаны на рис. 11.

Типичные картины давления и связанное с ними поле ветра

Типичные картины давления и связанное с ними поле ветра

Совместное действие сил атмосферного давления и вращения Земли приводит к тому, что ветры дуют почти в точности вдоль изобар. Обратим внимание на одну важную особенность этой карты. Направление ветра здесь повсюду таково, что если стать лицом в подветренную сторону, то область низкого давления будет слева. Это верно для всего Северного полушария Земли. Отсюда следует, что вокруг центра низкого давления ветры дуют против часовой стрелки, а вокруг центра высокого давления — по часовой стрелке. В Южном полушарии область высокого давления при тех же условиях оказывается справа.

На рис. 11 число полосок возле стрелок, обозначающих ветры, указывает па их скорость: чем больше полосок, тем ветер сильнее. Как вы, вероятно, заметили, ветер тем сильнее, чем ближе друг к другу расположены изобары. Это прямо следует из исходного пункта наших рассуждений: ветры вызваны силами давления. Естественно, что чем теснее расположены изобары, тем силы давления больше. В центре урагана изобары так и жмутся друг к другу, и как раз там сила ветра наибольшая. В обычных условиях изобары располагаются довольно просторно, а ветры имеют умеренную скорость.

По стрелкам на рис. 11 можно обнаружить еще одну вещь. Если вы внимательно вглядитесь в них, то убедитесь, что стрелки идут не совсем параллельно изобарам. Когда воздух движется над поверхностью земли, то на него воздействует еще одна небольшая по величине, по немаловажная сила, которая носит всем известное название «трение». Трудно поверить, что деревья, скалы и даже трава оказывают тормозящее действие на воздушные массы, но это на самом деле так. Как и любая другая сила трения, они замедляют скорость движущегося тела, которым на этот раз является воздушная масса (ее – движение мы и называем ветром). При этом ветер несколько отклоняется в сторону меньшего давления. В результате он дует уже не в точности вдоль изобар, а под некоторым углом к ним.

Вертикальное перемещение воздуха может происходить по разным причинам. Например, когда ветер дует в сторону горного хребта, последний заставляет воздух подниматься вверх. По другую же сторону хребта воздух опускается вниз. Всякий раз, когда воздушная масса встречает на своем пути какое-либо препятствие, происходит некоторое вертикальное перемещение воздуха. Величина этого перемещения, очевидно, зависит от размеров и формы препятствия, силы ветра, а также и от других факторов.

Иногда в вертикальном движении участвуют огромные массы воздуха протяженностью в несколько сотен километров. Это случается, если сталкиваются так называемые воздушные фронты. Когда холодный, тяжелый воздух, двигаясь на юг, встречается на своем пути с менее плотным теплым воздухом, две воздушные массы не могут сразу перемешаться. Холодный воздух движется под теплым. Границу раздела между ними и называют фронтом (см. рис. 12, а). Продвигаясь вперед, холодный воздух заставляет теплый подниматься вверх. Если влажность теплого воздуха велика, то в его восходящем потоке могут образоваться облачные системы, из которых выпадает дождь или снег. Когда вперед продвигается масса теплого воздуха, тесня перед собой отступающий холодный воздух, это приводит к возникновению так называемого теплого фронта (см. рис. 12, б). Когда же теплый воздух надвигается поверх холодного, обычно образуются обширные облачные системы с дождем или снегом.

Теплый и холодный фронт

Теплый и холодный фронт

Небольшие «пузыри» или столбы восходящего воздуха могут возникать в результате перепадов температуры. Солнечные лучи могут нагреть некоторые участки земной поверхности больше, чем все остальные. Когда лежащие над этими участками массы воздуха становятся заметно теплее, чем соседние, они начинают подниматься вверх. Как говорят, происходит конвективное движение воздуха. Известно, что на любой высоте плотность воздуха тем меньше, чем выше его температура. Поэтому нагретая воздушная масса легче, чем окружающий ее воздух, и под воздействием оказываемой этим воздухом подъемной силы она стремится подняться вверх.

Поскольку у водяного пара плотность меньше, чем у воздуха, при одной и той же температуре влажный воздух легче сухого. Однако в большинстве случаев влажность воздуха сказывается менее заметно, чем температура.

Протяженность по горизонтали воздушных масс, поднимающихся вверх под влиянием разности температур, может быть самой различной: от очень малой, при которой воздух около земной поверхности едва шевелится, до колоссальной, в десятки километров. Такие воздушные массы вздымаются вплоть до стратосферы, и это сопровождается гигантскими грозами. Любой восходящий воздушный поток должен компенсироваться где-то в другом месте нисходящим. Это приводит к тому, что воздушные массы меняются местами и вся атмосфера перемешивается. Загрязненный воздух поднимается от поверхности земли вверх; более чистый воздух с высоты опускается к земле. Когда атмосфера находится в бурном движении, ее загрязнение менее опасно. В спокойной же атмосфере воздух плохо перемешивается. Загрязнения скапливаются, и возникают связанные с этим проблемы.

Подъемы и спады атмосферного давления

Выше мы познакомились с характером распределения атмосферного давления над различными участками земной поверхности. Будь у нас барограф (прибор для непрерывной записи атмосферного давления), мы могли бы посмотреть, как давление изменяется во времени. Оно медленно растет, достигает максимума, потом медленно падает, достигает минимума и снова начинает увеличиваться. Это не значит, что давление никогда не остается постоянным или никогда не претерпевает резких изменений. Но в большинстве случаев по записям вполне можно наблюдать, как, чередуясь, перемещаются области высокого и низкого давления над тем пунктом, в котором установлен барограф.

Распределение областей высокого и низкого давлений отчетливо видно на синоптической карте погоды. Особенно впечатляюще оно выглядит на картах обширных областей, например всего Северного полушария (рис. 13). Если вычерчивать карты погоды через определенные интервалы времени, скажем через 6 часов, то можно проследить, как развиваются и перемещаются центры повышенного и пониженного атмосферного давления. Каждый такой центр можно рассматривать как вихрь, вращающийся внутри воздушного потока, который несет его с места на место.

Центры высокого и низкого давления

Центры высокого и низкого давления

В средних широтах Северного полушария, на которых вплоть до самых больших высот существует пояс западных ветров, можно наблюдать наиболее быстрые изменения метеорологических условий. Хотя центры высоких и низких давлений перемещаются здесь главным образом на восток, при этом они смещаются также и на север. В общем центры низкого давления в той же мере обнаруживают тенденцию направляться на север, как и на восток. Эти центры называют циклонами.

Теперь стоит сказать несколько слов о циклонах. Этим словом называется центр низкого давления, вокруг которого ветры дуют против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке — в Южном. Метеорологи пользуются этим словом специально для обозначения тех центров низкого давления, которые имеют диаметр от нескольких сотен до тысячи километров и вокруг которых дуют слабые или умеренные ветры. Иногда, особенно в последнее время, циклонами также называют торнадо и водяные смерчи. В центре таких бурь давление низкое, но диаметр центра редко превышает 2 км, а длительность существования исчисляется минутами.

Циклоны тропического происхождения называют ураганами. В Северном полушарии они обычно образуются над теплыми областями Атлантического или Тихого океана. В большинстве случаев они сперва движутся на запад, затем на север и, наконец, поворачивают к северо-востоку. Нередко они обрушиваются на побережья, вызывая большие повреждения и человеческие жертвы.

В США тропические циклоны называют ураганами. В Японии же и на соседних с ней островах их зовут тайфунами. Бури подобного типа иногда бушуют и над Индийским океаном, принося беды Южной Азии. Здесь их называют циклонами. В мае 1965 года во время такой бури в Пакистане утонуло несколько тысяч человек. Пресса называла ее не ураганом, а циклоном, и это, вероятно, сбило с толку многих читателей.

Время от времени ураганы образуются на востоке Тихого океана и движутся на запад над Северной Мексикой и юго-западом США. Подходя к суше, они теряют свою силу и превращаются в умеренные влажные ветры, несущие этим засушливым, полупустынным районам долгожданные дожди.

Напомним, что для США и Европы циклоны — обычное дело. Они возникают на протяжении всего года, но чаще всего зимой. Ураганы бывают редко и почти исключительно между августом и октябрем. К ураганам относятся с боязливым почтением и тщательно их изучают; циклоны же, как правило, не сопровождаются, подобно ураганам, разрушительными ветрами, гигантскими волнами и наводнениями. Они приносят дожди и снегопады.

Для циклонов характерно медленное, но длительное (в течение ряда дней) восходящее движение воздуха. При этом обычны сильная облачность и осадки, то есть именно то, что называют плохой погодой, но в смысле загрязнения атмосферы ее скорее следует считать хорошей. Восходящий поток воздуха разносит загрязняющие вещества по атмосферному слою значительной высоты. Дождь и снег вымывают из атмосферы твердые и газообразные примеси, унося их на землю.

Гораздо хуже с такой точки зрения области высокого давления (антициклоны). С ними приходит хорошая погода, т. е. периоды, когда Дождя или снега нет; для антициклона характерна слабая облачность или же полнейшее ее отсутствие. Это понятно. Вообще говоря, антициклоны — представляют собой области, в которых воздух опускается, или, как говорят метеорологи, оседает. Переходя в нижние слои атмосферы, где давление больше, воздух подвергается сжатию, и его температура растет. Это показано на рис. 14. Оседание обычно не доходит до самой поверхности земли. Вследствие того что прогретый воздух остается на некоторой высоте, может возникнуть температурная инверсия. Она делает атмосферу устойчивой и ограничивает перемешивание нижних слоев воздуха с остальным воздушным океаном.

Образование температурных инверсий

Образование температурных инверсий

Высокая прозрачность воздуха, которая в большинстве случаев связана с антициклонами, также способствует образованию инверсий вблизи земли. Когда воздух наверху чистый и сухой, то земля быстро отдает свое тепло путем излучения. Вскоре же после заката солнца нижние слои воздуха остывают. В результате на нижних нескольких сотнях метров создается температурная инверсия, и под ее покровом будет накапливаться загрязнение. Это положение иллюстрируется рис. 2.

Таким образом, мы видим, что в результате оседания воздушных масс при антициклоне вероятно возникновение инверсии на высоте от сотен метров до 1—2 км. Но ночью может образоваться вторая инверсия, уже возле самой поверхности земли. Оба этих неподвижных слоя уменьшают движение атмосферы и препятствуют ее перемешиванию. Подобное относительное затишье способствует скоплению загрязнений в тонком атмосферном слое непосредственно у земли.

У антициклонов имеется еще одно свойство, которое дополнительно способствует повышению концентрации загрязнений. Дело в том, что скорость ветров вокруг антициклонов в большинстве случаев меньше, чем вокруг циклонов. В некоторых обширных медленно перемещающихся областях высокого давления скорость ветра может упасть почти до нуля. Так именно и случилось во время смогов в Лондоне и Доноре.

Когда вертикальные перемещения воздуха невелики, а ветра почти нет, все те средства, которые природа использует, для того чтобы рассеять и унести прочь загрязняющие воздух вещества, фактически парализованы. Между тем источники загрязнений продолжают действовать, концентрация вредных веществ растет, и, если все это продолжается достаточно долго, она может достигнуть опасного уровня.

Облака и осадки

Все знают, что облака могут быть самой разнообразной формы. Одни выглядят как однородная темно-серая пелена и состоят из водяных капелек. Другие — как космы хлопчатой пряжи, висящие высоко в небе. Такие облака состоят из кристалликов льда и называются перистыми. Яркие плотные белые облака, похожие на взбитые сливки, наиболее обычные для летнего времени, называются кучевыми.

Почти все облака (если не считать тумана) образуются как результат восходящих потоков воздуха. Когда воздух подымается на большую высоту, он расширяется, и его температура падает. В то же время его относительная влажность увеличивается. Когда она достигает 100%, начинается конденсация воды на взвешенных в воздухе частицах. Капельки воды, возникающие при этом в неисчислимом количестве, и образуют облако. Если температура воздуха намного ниже температуры замерзания воды, то вместо водяных капелек могут сразу же образоваться кристаллики льда. Но фактически (и это очень важно и интересно) облака, состоящие из водяных капелек, могут образовываться и продолжать существовать при температурах до —10° и даже ниже.

То, что облака образуются в результате конденсации, ни у кого не вызывает сомнений. Но тот факт, что дождь и снег в большинстве случаев выпадают не только вследствие процессов конденсации, может показаться непонятным. Некоторые думают, что выпадение дождя — это просто результат дальнейшего развития конденсации до того момента, когда капли становятся достаточно крупными, чтобы выпасть на землю. На самом же деле все происходит совсем не так, разве что при густом тумане, особенно с моря. В последнем случае иногда моросит мелкий дождь.

В облаке содержится очень много капелек — около сотни в каждом кубическом сантиметре. Когда в процессе конденсации вся наличная влага распределяется между этими капельками, ни одна из них не достигает такого крупного размера, чтобы превратиться в дождевую каплю. Вообще говоря, маленькие капельки растут быстрее больших. Для выпадения дождя или снега нужно, чтобы в обычный процесс конденсации вмешались какие-то дополнительные силы. Известные механизмы образования осадков подробно рассмотрены в литературе. Здесь же достаточно лишь кратко указать их особенно­сти. Нам известны два процесса образования осадков. Первый назван процессом слияния. В ходе этого процесса конденсация должна достигнуть такого уровня, при котором диаметр некоторых капелек будет раз в пять больше среднего. Тогда самые крупные капельки начнут падать сквозь облако, которое состоит из их более мелких собратьев. Это приведет к столкновениям и слияниям отдельных капелек. Чем большими они становятся, тем быстрее они падают и тем больше увеличиваются и т. д. Если облако достаточно толстое — начинается дождь. Выше мы отмечали, что в нашей атмосфере довольно часто существуют облака из капелек воды при температурах ниже —10° или около того. Принято говорить, что такие облака переохлаждены. Пока не появляются кристаллы льда, переохлажденное облако может быть устойчивым и в течение многих часов не дать никаких осадков. Но если в толщу этого облака попадет хотя бы несколько кристалликов льда (обычно это бывает, когда в облако проникают некоторые твердые частицы), то его состояние может очень быстро измениться. Даже один-единственный кристаллик льда на миллион капелек может оказать сильное влияние на облако. Кристаллы льда могут быстро расти за счет прямого осаждения на них молекул воды. По мере роста кристаллов водяные капельки испаряются.

Когда кристаллы льда становятся достаточно большими, они начинают падать сквозь переохлажденное облако, и, сталкиваясь в нем с капельками и другими кристаллами, они начинают расти еще быстрее. Таким путем могут образовываться либо снежинки, либо снежная крупа, либо град. В зимний день, когда температура ниже нуля, снежинки и кристаллы льда достигают земли. Снежный покров укутывает поля. Если облачная система глубокая и обширная, то на улицах появятся сугробы, а на шоссе снежные заносы.

В иные дни температура возле поверхности земли может быть выше нуля. Тогда падающие частицы льда будут таять и достигать земли в виде дождя. Зимой в горных районах, в долинах идут дожди, а на окрестных вершинах в это время идет снег.

Осадки всех видов играют чрезвычайно важную роль в распределении загрязнений в атмосфере. Так, дождь вымывает их из воздуха. При столкновениях дождевых капель со взвешенными в воздухе частицами последние могут оседать на каплях. Эффективность этого процесса зависит от сравнительных размеров капель и частиц. При обычном дожде частицы размером меньше нескольких микрон не будут эффективно вымываться из атмосферы. Вместо того чтобы сталкиваться с дождевыми каплями, аэрозоли размером меньше 4 мк остаются в обтекающем каплю воздушном потоке.

По мере того как размер частиц возрастает, эффективность их отбора становится все больше. Об этом можно судить по тому факту, что даже при несильном дожде из атмосферы в течение часа вымывается половина содержавшихся в ней частиц размером более 10 мк.

Выпадение дождя приводит к тому, что воздух очищается еще одним способом, помимо только что описанного. Ранее мы уже говорили, что внутри облака капельки образуются в результате конденсации на мелких частицах радиусом 0,1 —1,0 мк. Эффективными ядрами конденсации являются частицы морской соли. По мнению ученых, большинство еще более мелких по размерам ядер конденсации составляет серосодержащие частицы, какие выбрасывают в атмосферу источники промышленных загрязнений. Ядрами конденсации могут служить и некоторые соединения азота. При выпадении дождя капельки, находящиеся внутри облака, в результате столкновения и слияния объединяются с дождевыми каплями. Когда они выпадают на землю, то уносят с собой серу- и азотсодержащие вещества. Иногда эти два типа веществ даже удобряют почву, так как добавляют в нее питательные (для растений) вещества.

Итак, главными механизмами удаления аэрозолей из атмосферы являются: а) прямое выпадение (путем осаждения или столкновения с поверхностью почвы) и б) вымывание осадками. Вблизи от источника загрязнений (например, от дымовой трубы) преобладает прямое выпадение, но имеются основания считать, что уже в нескольких километрах от источника загрязнений начинает превалировать процесс вымывания осадками, особенно за длительные периоды времени. Одна из важнейших особенностей процесса вымывания загрязнений заключается в том, что он действует по всей глубине атмосферы. При сильных грозах локальные области выпадения осадков иной раз достигают стратосферы, и осадки могут вымывать загрязняющие частицы с самых больших высот.