Дерево как средство регулирования влажности в помещениях

Интересуясь прогнозом погоды, мы редко обращаем внимание на влажность воздуха, считая, что главное – это температура и осадки. Но нельзя недооценивать роль водяного пара в атмосфере.

Главные поставщики влаги в атмосферу – моря и океаны. Так, с поверхности океанов испаряется 449 тысяч кубических километров влаги, а с поверхности суши – всего 62 тысячи, то есть в семь раз меньше. Количество осадков, выпадающих над океанами, составляет 412 кубических километров, а над материком – 99 тысяч. Океаны поставляют материкам около 37 тысяч кубических километров осадков. Поглощение солнечного тепла при испарении воды с поверхности земного шара и выделение теплоты при конденсации пара смягчает слишком резкие изменения температуры воздуха. Водяной пар, аккумулируя и перенося теплоту, служит своеобразным регулятором тепловых процессов в атмосфере и одним из важнейших климатических факторов. Водяной пар поглощает инфракрасное излучение, благодаря чему атмосфера нагревается и, излучая теплоту, не дает остыть поверхности земли.

С влажностью воздуха связаны туманы, облака и осадки. Роль влажности воздуха нельзя недооценивать в кулинарии, в кондитерских цехах при выпечке тортов – они получатся “мокрыми”, если влажность будет превосходить допустимое значение, учитывают ее и при работе художественных музеев, в залах которых закрепляют психрометры, измеряющие влажность воздуха. Если воздух чрезмерно сухой, краска на картинах может коробиться, трескаться. Чтобы избежать этого, в залах музеев должна поддерживаться определенная влажность. На ткацких фабриках в случае сухого воздуха нити на ткацких станках электризуются, путаются, а чтобы этого не происходило, воздух делают более влажным, что способствует стеканию электрического заряда и устранению нежелательного эффекта спутывания нитей при изготовлении тканей. Это говорит об актуальности поставленной в работе проблемы.

Влажность воздуха.

В школьном курсе физики изучались понятия: испарение, конденсация, динамическое равновесие, насыщенный пар, точка росы, относительная и абсолютная влажности воздуха. Изучая литературу, встретилась с понятием ”водность тумана” – общая масса водяных капелек в единице объема, которая измеряется в единицах плотности: в г/м3.

Определить относительную влажность можно:

1)с помощью специальных приборов – психрометров. Они работают по принципу разности температур;

2)чтобы предсказать погоду, надо узнать, откуда и куда движется влажный воздух. Для этого надо уметь определять влажность воздуха на расстоянии. Делают это с помощью датчиков, измеряющих интенсивность инфракрасного излучения Земли, установленных на спутниках. Водяные пары очень сильно поглощают излучение в этом диапазоне, поэтому на фотографиях Земли, сделанных со спутника в этой части спектра, яркость изображения зависит от концентрации водяных паров, находящихся над данной точкой поверхности планеты.

Какая влажность лучше?

Сухой воздух не на пользу. Сухой воздух действует на кожу как губка, вытягивая из нее влагу, то есть попросту сушит кожу, отсюда быстрее образуются морщины. Излишне сухой воздух с относительной влажностью менее 40% делает сухими слизистые оболочки легких и носоглотки, увеличивая риск инфекций и кровотечений. Возникают неприятные ощущения сухости во рту и в горле, образуются глубокие трещины губ, снижаются защитные функции верхних дыхательных путей.

Повышенная влажность (выше 70%) также отрицательно влияет на организм человека как при высоких, так и при низких температурах. При высокой температуре воздуха и повышенной влажности человек сильно потеет, но испарения влаги с поверхности тела не происходит, что приводит к перегреву организма и “тепловому удару”. При низких температурах повышенная влажность воздуха, наоборот, приводит к сильному охлаждению организма, так как во влажном воздухе резко увеличиваются потери энергии путем конвекции и теплопроводности. Влажный воздух в помещении создает идеальные условия для роста плесени и размножения так называемых пылевых клещей, что может вызывать аллергию у лиц, склонных к этим заболеваниям.

Увеличение влажности до 70% при температуре 32(С приводит к кажущемуся росту температуры окружающего воздуха на несколько градусов. Иными словами, нам кажется, что температура воздуха выросла до 41(С. Наоборот, когда влажность нулевая, те же 32(С ощущаются нами как 28(С. Считается, что условиям комфорта соответствует температура 20-22(С при относительной влажности воздуха 45-50%.

Если воздух слишком сухой, самый оптимальный способ его увлажнить – купить специальный увлажнитель, расставить в квартире емкости с водой или вывесить на батареи мокрые полотенца, поставить аквариум, чаще мыть пол, приготовление обеда или кипящий чайник на плите – также способ повысить влажность воздуха.

Дерево как средство регулирования влажности в помещениях.

Древесина относится к так называемым гигроскопическим стройматериалам.

Она поглощает водяные пары при возрастании относительной влажности в помещении, а при снижении – начинает выделять влагу в атмосферу помещения.

Используя гигроскопический потенциал древесины относительную влажность можно удерживать в оптимальных пределах. Гигроскопические характеристики конструкций помещения оказывают на влажность воздуха воздействие, которое сравнимо с эффективной системой вентиляции.

Регулирование влажности воздуха в фермерских хозяйствах и типографиях.

Влажный воздух обладает большой теплопроводностью по сравнению с сухим воздухом. Повышенная влажность воздуха настоящий бич животноводства. Во влажном воздухе животные легко переохлаждаются из-за потери тепла за счёт увеличения теплопроводности воздуха. Так, при увеличении влажности на 10% потеря тепла животных возрастает настолько, что требует увеличения кормового рациона на 12%. В связи с этим возникла проблема уменьшения относительной влажности воздуха в помещении. Известно, что влажность воздуха можно уменьшить повышением температуры или проветриванием, поэтому необходимо подать в помещение нагретый воздух. При этом в помещении создаётся избыток давления, за счёт чего часть воздуха с водяными парами выходит через вытяжные устройства. Для обогрева воздуха возможно использовать дармовую энергию. Как известно вблизи животноводческих помещений складывается навоз, который при биологическом горении выделяет тепло. Поэтому трубы для подачи воздуха нужно пропустить внутри горячего навоза. Но для содержания животных необходима влажность 70%, поэтому разработан автомат для поддержания необходимой влажности. Внедрение этого устройства в фермерских хозяйствах позволит им дополнительно получить многотысячные доходы.

Относительная влажность воздуха в цехах типографий - один из ключевых климатических параметров, влияющих на качество полиграфической продукции, самочувствие и здоровье персонала.

Повышение требований к качеству полиграфической продукции и уменьшения её стоимости - одни из ключевых моментов.

Создание правильных климатических условий, обеспечение требуемого уровня влажности позволяет снизить количество брака, удешевить печать, и повысить выходное качество полиграфической продукции.

Убытки, вызываемые колебаниями относительной влажности воздуха, находятся на довольно высоком уровне. Поэтому данной климатической проблеме в последние годы стали уделять повышенное внимание как владельцы типографий, так и разработчики климатического оборудования, которые постоянно предлагают новые решения.

Оснащение типографий системами автоматического увлажнения воздуха помогло во многом решить проблемы микроклимата в полиграфии.

Бумага – типичный пример гигроскопичного материала. При низкой влажности воздуха неизбежно накопление электростатического заряда, слипание листов бумаги, возможно коробление края и, соответственно, высокий уровень брака.

Увлажнители воздуха с системой автоматики поддерживают требуемый уровень влажности в помещении, благоприятно сказываясь на качестве печатной продукции, самочувствии и здоровье сотрудников. Требуемая относительная влажность и температура помещений в цехах типографий показана в таблице 2 приложения. В таблице 3 приложения указаны процессы и производства, требующие контроль влажности воздуха.

Туманы.

Туман часто образуется в низинах, оврагах, болотистых местах, где воздух достаточно влажный. Возникает он и над поверхностью воды (морские, озерные, речные туманы). Туман может образоваться утром, но может появиться и вечером – после захода солнца. Иногда туман не прекращается целые сутки.

При температурах, не опускающихся ниже -20(С, туман состоит в основном из мелких капелек воды, а при более низких температурах из мелких ледяных кристалликов.

В туман входят капельки различного диаметра. Они принимают значения примерно от 0,5 мкм до 100 мкм. В обычном тумане диаметр водяных капелек в основном порядка 10 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капельки (диаметр менее 1 мкм), то такой туман - дымка. Если капли относительно велики (диаметр 100 мкм) - это морось. Количество капелек в 1м3 тумана примерно от 100 до 1000.

Водность тумана обычно не превышает 0,1 г/м3. В плотных туманах она достигает 1 г/м3. Эти числа очень малы. Собрав воедино все капельки из тумана, занимающего объем 103м3 и имеющего водность 0,1 г/м3, получим всего полстакана воды (100г) и едва сможем утолить жажду. И удивительно, как быстро намокает вся одежда у того, кто окунулся в промозглую сырость тумана.

В действительности воды в тумане не так уж мало. Например, слой тумана толщиной 10 м над полем площадью 5 км2. Его объем 5(107м3. При водности тумана 0,1 г/м3 в нем содержится 5*103 л воды. Этого вполне достаточно для орошения рассматриваемого поля.

Давление насыщенного пара зависит от температуры: оно возрастает с увеличением температуры и падает с ее уменьшением. Часто вместо давления пара рассматривают его плотность (. Плотность насыщенного пара (н растет с увеличением температуры и падает с ее уменьшением.

Этот график подходит для плоской водной поверхности. Над выпуклой поверхностью плотность (и давление) насыщенного пара при данной температуре больше, чем над плоской поверхностью, а над вогнутой меньше. При выпуклой поверхности имеются более благоприятные условия для преобладания испарения над конденсацией, а вогнутая форма поверхности более благоприятствует конденсации.

Рассмотрим объем воздуха, содержащий какое-то количество водяных паров. Пусть плотность этих паров равна плотности насыщенного пара при данной температуре. Предположим, что температура воздуха в рассматриваемом объеме вдруг уменьшилась. Тогда водяной пар окажется перенасыщенным, начнется конденсация пара и на стенках объема появится влага – выпадет роса. Это будет продолжаться до тех пор, пока плотность водяных паров в рассматриваемом объеме не снизится до значения, равного плотности насыщенного водяного пара при новой температуре.

Возникновение тумана. Туманы испарения и туманы охлаждения.

Возникновение тумана есть явление выпадения росы. Однако выпадение росы происходит не на поверхности земли или воды, не на поверхности листьев или травинок, а в объеме воздуха. При определенных условиях водяные пары, находящиеся в воздухе, частично конденсируются, в результате чего и возникают водяные капельки тумана.

При каких условиях возникает туман? Таких условий два:

1)необходимо, чтобы в воздухе содержалось достаточно большое число так называемых ядер конденсации. Их роль играют молекулы воздуха, скопления молекул, ионы, капельки воды, пылинки, частички сажи и вообще всевозможные мелкие загрязнения, которые по тем или иным причинам могут появиться в воздухе. В городском воздухе, вследствие его относительно сильной загрязненности, плотность ядер конденсации в 10100 раз больше, чем в воздухе сельских, морских, горных районов. Городские туманы отличаются более высокой плотностью и устойчивостью.

2)для возникновения тумана необходим не просто насыщенный, а перенасыщенный пар; его плотность должна быть в несколько раз больше плотности насыщенного пара. Для получения перенасыщенного пара можно использовать два способа.

В случае воздух имеет определенную и притом достаточно большую абсолютную влажность (0; температура воздуха постепенно понижается.

При достижении температуры Т=Т1 (точки росы) пар насыщается; при дальнейшем охлаждении он становится перенасыщенным. Следует охлаждать воздух до такой температуры Т2, чтобы соответствующая ей плотность насыщенного пара (н оказалась в несколько раз меньше абсолютной влажности. Выпадающий в рассматриваемом случае туман называют туманом охлаждения.

В случае воздух имеет какую-то определенную и притом достаточно низкую температуру Т0. С относительно теплой поверхности в холодный воздух испаряется дополнительное количество пара – в результате абсолютная влажность воздуха повышается. За счет указанного испарения абсолютная влажность повышается до значения (2, в несколько раз превышающего значение плотности насыщенного пара (1, которое соответствует данной температуре Т0. Выпадающий при этом туман называют туманом испарения. Разделение туманов на туманы испарения и охлаждения достаточно условно; обычно процесс образования тумана включает как охлаждение воздуха, так и испарение в него дополнительного количества пара.

Достаточно сложен сам процесс формирования тумана, иначе говоря, процесс возникновения и роста водяных капель, взаимодействия их друг с другом. В процессе формирования тумана относительная влажность воздуха понижается. Это связано с несколькими причинами: некоторым уменьшением абсолютной влажности за счет частичной конденсации пара, повышением плотности насыщенного пара над выпуклой поверхностью (над поверхностью капли), повышением плотности насыщенного пара в результате увеличения температуры вследствие выделения теплоты парообразования при конденсации пара. Поэтому процесс формирования тумана, начавшись, развивается, и довольно быстро прекращается. В водяные капли тумана конденсируется не более 1% массы паров.

Процесс возникновения и формирования тумана весьма чувствителен к степени пересыщения пара и к плотности ядер конденсации. Обе величины могут меняться как во времени, так и от одной точки пространства к другой; это приводит к соответствующим изменениям во времени и пространстве плотности тумана. В результате туман клубится, волнуется, ползет.

Туманы наносят большой вред народному хозяйству, особенно транспорту.

Кому не приходилось сидеть в аэропорту в ожидании взлета самолета, который задерживается из-за тумана! Для безопасного взлета видимость на полосе должна быть не менее 500 метров. Если видимость на аэродроме меньше, самолеты стоят на приколе – взлет и особенно посадка в таких условиях очень опасны. Опасен туман и для автомобильного транспорта. При тумане резко снижается скорость автомобилей (при видимости 200 метров она не должна превышать 40-50 километров в час, при видимости 100 метров – 20-30 километров в час), увеличивается вероятность аварий. В среднем в дни с туманом аварий автотранспорта бывает в 2,5 раза больше, чем в обычные дни. Практически туманы бывают в любой местности. Только повторяемость их в разных (в первую очередь с точки зрения орографии) районах разная – от 15-20 до 100-125 дней в год, а в горах до 200-250 дней в год.

Помимо орографии на повторяемость и интенсивность туманов влияет промышленное загрязнение воздуха. В таких странах, как Англия, ФРГ, США, где промышленные выбросы достигли большой концентрации, наблюдаются туманы-смоги, содержащие ядовитые газы.

Нередко туманы возникают также над водными просторами морей и океанов. Обычно морские туманы наблюдаются вблизи берегов или в зонах встречи холодных и теплых течений. Широко известны ньюфаундленские туманы на границе встречи холодного Лабрадорского течения и теплого Гольфстрима. У берегов дальневосточных морей летом часто наблюдаются густые туманы, которые создают большие трудности для судоходства, а если ветром их выносит на сушу – то и для авиации и автотранспорта.

В основном различают три типа туманов: радиационные, адвективные и фронтальные.

Фронтальные туманы наблюдают перед теплым фронтом в воздухе, насыщенном водяными парами благодаря выпадающим осадкам, при понижении давления, вызывающем некоторое понижение температуры. Весьма плотные туманы, наблюдаемые в больших приморских городах, обязаны своим происхождением большому количеству гигроскопических ядер конденсации, содержащихся в воздухе над этими городами.

Над сушей наиболее распространены радиационные и адвективные туманы. Тот и другой образуются вследствие понижения температуры воздуха при соприкосновении с более холодной земной поверхностью. Но радиационный туман возникает над земной поверхностью, выхолодившейся в результате излучения, а адвективный - вследствие перемещения (адвекции) теплого воздуха на более холодную поверхность почвы.

Туманы имеют различные цвета. Цвет тумана определяется световыми волнами, которые, рассеиваясь на капельках воды, попадают на глаз наблюдателя. Капельки диаметром много больше микрометра практически одинаково рассеивают свет во всем интервале длин волн, воспринимаемых глазом. Этим объясняется молочно-белый и белесоватый цвет плотных туманов. Мелкие же капельки, диаметр которых меньше 1 мкм, рассеивают преимущественно более короткие световые волны. Поэтому не слишком плотные туманы и туманная дымка окрашены в синеватые и голубоватые тона.

Вечерний туман может быть окрашен в красные тона. Это происходит вследствие рассеивания крупными каплями тумана красных лучей, приходящих к нам от заходящего солнца.

Городские туманы нередко имеют желтоватые оттенки, выглядят серыми, грязными. Это объясняется сильной загрязненностью воздуха многих больших городов, присутствием в нем пыли и частичек сажи. Химические соединения, отравляющие воздух городов, растворяясь в каплях тумана, могут окрашивать их в различные цветовые тона, в том числе желтоватые.

Методика прогноза для каждого вида тумана своя.

Для прогноза радиационного тумана, который обычно образуется во вторую половину ночи и утром при ясной погоде, влажном воздухе и слабой скорости ветра, необходимо знать не только эти общие условия погоды, но также температуру Тт, при которой в данных условиях должен возникнуть туман, и ожидаемую к утру минимальную температуру Тм. Та и другая температура рассчитывается по специальным графикам. Туман прогнозируется, если Тт выше Тм. Если Тт ниже Тм, туман маловероятен.

Методика прогноза адвективного тумана, благоприятные условия для формирования которого создаются, если в холодную половину года после значительного похолодания начинается вынос теплого и влажного воздуха с юга на холодную поверхность почвы, состоит в следующем. Сначала строится траектория переноса воздуха в пункт, для которого дается прогноз. Затем по номограмме рассчитывается, достигнет ли притекший воздух насыщения. На вертикальной оси откладывается величина разности температур (Т в начале траектории и в пункте прогноза, на горизонтальной оси – значении дефицита влажности (d в начале траектории. С текущей карты погоды синоптик снимает значения (Т и (d. Если по этим данным точка на номограмме оказывается выше демаркационной кривой 1, туман прогнозируется, если ниже – туман не ожидается. С помощью этого же рисунка по данным о скорости ветра уточняется прогноз видимости в тумане (кривая 2).

Имеются и другие методы прогноза тумана. Общая их оправдываемость составляет 80-85 процентов. Это значит, что из 100 прогнозов оправдывается 85. Наиболее высока оправдываемость прогнозов для авиации.

Облака.

Образование облаков связано с конденсацией водяного пара на взвешенных в воздухе ядрах конденсации при достаточно большой относительной влажности. Облака возникают на некотором расстоянии от земной поверхности, в свободной атмосфере.

Облака кажутся взвешенными в воздухе. На самом деле частицы, из которых состоят облака (мелкие капельки или ледяные иглы), тяжелее воздуха и поэтому опускаются. Но вследствие большого сопротивления воздуха движению столь малых частиц скорость их падения невелика, например капелька диаметром 0,1 мм имеет скорость падения в неподвижном воздухе 32 см/с. Поэтому восходящий поток воздуха с незначительной вертикальной скоростью порядка 0,3 м/с может удержать такую каплю во взвешенном состоянии. Скорость же восходящего потока воздуха может быть значительно больше, в отдельных случаях (грозовые облака) превышая 8 м/с. Когда жидкие или твердые частицы, опускаясь, достигают нижней границы облака, они переходят в воздух, ненасыщенный парами, испаряются и перестают быть видимыми.

Водяные облака состоят из капель различных радиусов – от 2 до 70 мк и более. Близ основания развивающихся водяных облаков всех форм встречаются лишь мелкие капли радиусом не более 10-13 мк. По мере поднятия вверх размеры капель растут. На высоте 400-500 м от основания облака встречаются капли радиусом 25-30 мк, а на высоте 1000 м – капли радиусом 70 мк и более. Наиболее крупные капли представляют собой капли осадков (мороси). Размеры капель, составляющих облако, все время меняются вследствие конденсации на них водяного пара, коагуляции (слияния) и испарения капель.

В развитом водяном облаке различают три зоны в зависимости от того, какой процесс является основным в изменении размера капель, составляющих облако.

Нижняя часть облака высотой 200-300 м от основания может быть названа зоной конденсации.

Центральную часть облака, где преобладает рост капель, благодаря их слиянию, называют зоной коагуляции.

Слои, близкие к границам облака, где испарение преобладает над процессами конденсации и коагуляции, могут быть названы зоной испарения. Толщина слоя испарения составляет 50-100 м.

Кристаллические облака нижнего и среднего яруса, а часто и верхнего яруса образуются при оледенении водяных облаков. При низких температурах ледяные кристаллы облаков верхнего яруса могут образоваться и непосредственно путем сублимации водяного пара.

Облака классифицируют по фазовому строению, высоте, на которой они образуются, и по форме.

По фазовому строению различают: водяные облака, кристаллические облака, облака смешанного строения, состоящие одновременно из кристаллов и переохлажденных капель воды.

По высоте основания в международной классификации облака подразделяют на четыре яруса: облака нижнего яруса – высота основания до 2 км; облака среднего яруса – высота основания больше 6 км; облака верхнего яруса – высота основания больше 6 км; облака вертикального развития, основания которых могут быть на уровне нижнего яруса, а вершина достигать верхнего яруса.

По внешнему виду облака делят на четыре класса: перистые облака, волнистые (перисто-кучевые, высоко-кучевые, слоисто-кучевые), слоистые (перисто-слоистые, высоко-слоистые, слоисто-дождевые и слоистые), кучевые (кучевые, мощные кучевые, кучево-дождевые).

Основу современной классификации облаков составляет их внешний вид, определяемый визуально по международному атласу облаков.

Облака верхнего яруса (перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые) имеют кристаллическое строение и не дают осадков, доходящих до поверхности земли.

Облака среднего яруса (высоко-кучевые, высоко-слоистые) имеют капельно-кристаллическое строение. Высоко-слоистые облака могут давать осадки, зимой часто достигающие поверхности земли.

Облака нижнего яруса (слоисто-кучевые, слоистые, слоисто-дождевые) имеют капельное, иногда капельно-кристаллическое строение. Они могут давать осадки, достигающие поверхности земли. Продолжительные осадки в виде дождя или снега дают слоисто-дождевые облака.

К облакам вертикального развития относятся кучевые и кучево-дождевые облака. Кучево-дождевые облака дают ливневые осадки: дождь, град, крупу, снег. Для мощных кучевых и кучево-дождевых облаков характерно активное развитие электрических процессов. Кучево-дождевые облака дают преобладающее число гроз и поэтому их называют грозовыми или ливневыми облаками.

Возможно рассеивание туманов и облаков. Хотя образование и развитие облаков связано с огромным расходом энергии, но оказалось, что прямое воздействие на атмосферные процессы не всегда обязательно. Иногда нужен лишь ничтожный толчок, чтобы заставить процесс развиваться в нужном направлении. Достаточно разбросать с самолета несколько сотен граммов сухого льда или кристаллов иодистого серебра, чтобы рассеять один кубический метр облаков. Этот метод успешно применяют для рассеивания туманов над аэродромами.

Осадки.

Осадки классифицируют по фазовому строению, форме частиц, и характеру их выпадения.

По фазовому строению различают: жидкие осадки (дождь), твердые осадки (снег, крупа, град, ледяной дождь) и смешанные осадки (дождь со снегом, дождь с градом и т. д. ). Фазовое состояние осадков и форма выпадающих частиц определяются условиями их образования и выпадения, причем наибольшее значение имеют температурные условия.

По характеру выпадения различают обложные и ливневые осадки. Обложные осадки имеют спокойный характер, медленно усиливаются или ослабевают и отличаются своей длительностью, продолжаясь иногда несколько суток и даже недель. Выпадают преимущественно из облаков слоистых форм. Ливневые осадки наступают неожиданно, очень интенсивны, но быстро проходят, выпадают из кучево-дождевых облаков. Иногда к отдельному виду осадков относят еще осадки, выделяющиеся на земной поверхности и на поверхности наземных предметов (роса, иней, гололед и т. п. ).

Количество осадков измеряют толщиной того слоя воды, который они образовали бы при отсутствии стока и испарения. Количество осадков обычно измеряют в миллиметрах, а их интенсивность – в миллиметрах в минуту или миллиметрах в час.

Рассмотрим образование осадков, т. е. настолько больших капель или кристаллов, которые имеют заметную скорость падения и довольно быстро выпадают из облаков. Капли дождя могут возникать вследствие укрупнения мелких капелек, составляющих облака, или в результате таяния образовавшихся в облаке ледяных частиц при их падении через слои воздуха с положительной температурой.

Ледяные частицы в облаках возникают вследствие замерзания переохлажденных капель или сублимационного образования мелких кристаллов. Рост образовавшихся ледяных частиц объясняется теми же причинами, которыми объясняется рост капель.

Диаметр капель дождя бывает от 0,5 до 6 мм. Капли с диаметром 6 мм неустойчивы и при падении в воздухе легко разбиваются на более мелкие. Капли мороси имеют диаметр приблизительно от 0,05 до 0,5 мм.

Ледяные частицы, образующиеся в облаках, не имеют сферической формы, а чаще всего представляют собой шестиугольные призмы, пластинки или же их сочетания. Так как упругость насыщенного пара над разными гранями одного и того же кристалла неодинакова, то при пересыщении воздуха водяными парами наиболее сильная конденсация происходит на углах таких кристаллов, вследствие чего они вырастают в симметричные звездчатые кристаллы – снежинки. Большие снежинки иногда имеют поперечник до 9-10 мм и вес до 6-10-5г. Коагуляция снежинок друг с другом приводит к образованию хлопьев снега. Размеры хлопьев могут достигать 10 см и более. Плотность хлопьев порядка 0,01 г/см3.

В облаках смешанного строения происходит коагуляция снежинок с каплями. При достаточно низких температурах мелкие капли замерзают на поверхности снежинок, почти сохраняя свою форму. Этот процесс называют обзернением снежинок. Сильно обзерненные снежинки, в которых масса примерзших капелек значительно превосходит массу первоначальных кристаллов, ставших неразлучными, называют крупой. Крупа обычно выпадает из ливневых облаков при температуре воздуха у земной поверхности около 0(С. В летнее время крупа тает в воздухе и достигает земли в виде дождя. Крупа имеет шарообразную или коническую форму, размеры крупинок весьма различны: от долей миллиметра до 10-15 мм в диаметре.

Град образуется в грозовых облаках при сильных восходящих потоках воздуха. Градины представляют собой частицы или куски льда самой разнообразной формы и размера, но всякая градина имеет ядро, являющееся обыкновенным зернышком крупы, вокруг которого образуется из намерзших переохлажденных капель воды почти концентрические слои прозрачного и непрозрачного льда. Размеры градин зависят от того, сколько времени они находятся в облаке в соприкосновении с переохлажденными каплями, т. е. от скорости восходящего потока воздуха.

Если градина, поддерживаемая в облаке мощным восходящим потоком воздуха сталкивается с мелкими переохлажденными каплями, то они замерзают мгновенно, образуя непрозрачный белый пористый слой льда, как и при обзернении. Крупные же капли успевают рассечься по поверхности градины и, замерзая, дают прозрачный слой льда. Во время падении градины могут смерзаться друг с другом или, наоборот, раскалываться на части различной формы. Чаще всего наблюдают градины диаметром от 6 до 20 мм, но отдельные из них могут быть значительно крупнее.

Ледяной дождь возникает при замерзании дождевых капель, выпадает он обычно весной или осенью при отрицательных или близких к 0 (С положительных температурах воздуха у земли. Частицы ледяного дождя имеют вид прозрачных ледяных шариков от 1 до 3 мм в диаметре. Отмечены случаи выпадения ледяного дождя вместе с дождем.

Наземные формы осадков: роса, иней, твердый и жидкий налет, изморось и гололед.

Росой называют мелкие капли воды, образующиеся после захода солнца и ночью на поверхности земли, травы и различных наземных предметов. Причины росы – конденсация водяного пара из приземного слоя воздуха на предметах, охлаждаемых ночным излучением. Если конденсация происходит при положительных температурах, то выпадает роса, при отрицательных температурах выделяется иней, представляющий собой белый кристаллический осадок, который, подобно росе, осаждается на поверхности земли, на траве, крышах и т. д.

Для образования росы или инея необходимы: значительная влажность и сильное радиационное выхолаживание. Такие условия обычно создаются в ясную безветренную погоду, в ночное время. В облачные ночи, особенно при низкой облачности, росы или инея не бывает. Количество осадков, приносимых росой в сравнении с количеством осадков, приносимых дождем, очень невелико.

Твердый налет представляет собой ледяной слой, отлагающийся на различных предметах с наветренной стороны, если после сильных морозов дует теплый и влажный ветер. При положительных температурах аналогично образуется жидкий налет. Твердый налет бывает иногда столь интенсивным, что во много раз увеличивает вес предметов, на которых он осаждается, например телеграфных столбов, проводов связи и т. д.

Изморось представляет собой отдельные кристаллы льда, оседающие в виде белой рыхлой массы на ветвях деревьев, проводах и других предметах. Она образуется при морозной погоде, когда в воздухе плавают мелкие ледяные иглы или стоит туман. Иногда изморось достигает большой интенсивности, покрывая предметы толстым слоем осадков.

Гололед (ожеледь) – плотный ледяной осадок, образующийся на телеграфных столбах, ветвях и стволах деревьев, реже на траве и наземных предметах. Гололед образуется из переохлажденных капель тумана, мороси и дождя, которые, соприкасаясь со льдом на ветвях, столбах и т. д. , быстро замерзают. Наибольшее отложение бывает всегда с наветренной стороны предмета. Количество отложившегося льда зависит от скорости ветра, радиуса капель и размеров оледеневающего предмета.

Ставят опыты по предотвращению града. С помощью радиолокационных средств и других методов детально изучают структуру облаков. Удалось обнаружить, что иногда в облаках есть своеобразные центры возникновения града. По-видимому, они и явятся теми участками, воздействуя на которые можно будет предотвращать град.

Удалось искусственно вызвать образование некоторых видов осадков и различных электрических, акустических и оптических явлений в атмосфере. Есть все основания ожидать, что дальнейшее развитие науки позволит людям полностью управлять погодой и создать на поверхности Земли нужный климат.

Экспериментальная часть.

1. Изготовление влагомера (еловая шишка – влагомер).

Только прошел Новый год и в доме может найтись еловая шишка, которую можно использовать как “влагомер”. Для этого в горловину стеклянной банки необходимо плотно вставить вырезанный из пенопласта круг, пропустить через его середину нитку и привязать к ней шишку. Шишка не должна касаться дна банки, на дно необходимо налить небольшое количество воды и закрыть банку крышкой. Сбоку от пенопласта необходимо отрезать сегмент для смены воды.

Находясь в банке, шишка подбирает все свои чешуйки, а если открыть банку, то шишка снова ощетинивается.

2. Изготовление индикатора влажности.

Новогоднее дерево может дать основной элемент для настоящего индикатора влажности воздуха в квартире. Необходимо отпилить кольцо толщиной 1–1,5 см от ствола дерева в нижней (толстой) части, проколоть маленькую дырочку в этом диске и повесить его на длинном рычаге (60-80 см) где-нибудь около форточки. У конструкции опускается либо левое плечо, либо правое, значит, дерево то наберет в себя влажный воздух, то избавится от него. Рядом сделала шкалу влажности воздуха (в %), отмечая ее значения, сравнивала положение рычага и показания баротермогигрометра.

3. Экспериментальное исследование свойств древесины по влиянию ее на влажность воздуха в помещении.

Решение проблемы: действительно ли дерево является средством для регулирования влажности в помещении.

Цель эксперимента: проверить степень приема и выделения деревом влаги при различной относительной влажности окружающего воздуха.

Оборудование: деревянный сосновый брусок (75 мм(15 мм(1220 мм, масса 500 г), безмен, баротермогигрометр.

Ход работы:

В ванной комнате открыла кран с горячей водой и поддерживала температуру 27(С при относительной влажности 80%, по показаниям баротермогигрометра. Через каждые 30 минут измеряла массу бруска. Затем брусок вынесла в помещение с относительной влажностью 40% и температурой 27(С. Повторила подобные измерения.

Заключение.

Данная работа имеет практическое значение, так как в ней перечислены способы увеличения и уменьшения влажности воздуха в помещении и может быть использована для внеклассной работы в школе и самообразования учащихся.