Одной из важнейших характеристик осадков является их интенсивность, т. е. количество, выпадающее в единицу времени (мм/мин, мм/ч или см/ч). По интенсивности осадки делятся на слабые, умеренные и сильные.

По характеру выпадения осадки делятся на три типа: обложные, ливневые и моросящие.

Обложные осадки выпадают обычно из облаков Ns и As; они характеризуются малыми колебаниями интенсивности большой длительностью выпадения. Выпадают в виде капель дождя среднего размера или спокойно падающего снега.

Ливневые осадки выпадают из облаков СЬ. Они отличаются быстрым изменением интенсивности и малой продолжительностью. Летом они представляют собой крупнокапельный дождь, иногда с градом. Для зимних ливневых осадков характерен обильный снегопад и частая смена форм снежинок во время снегопада. К ливневым осадкам относится также снежная и ледяная крупа.

Моросящие осадки выпадают из облаков St и Sc в виде мелких капель диаметром не более 0,5 мм. Скорость падения  капель настолько мала, что они кажутся как бы взвешенными в воздухе. Образуются моросящие осадки главным образом внутри устойчиво стратифицированных воздушных масс.

Суточный и годовой ход осадков. Поскольку в развитии облачности обнаруживается суточный ход, то и в выпадении осадков тоже имеется тенденция к суточной периодичности. Выделяют два типа суточного хода осадков: континентальный и морской.

В континентальном типе наблюдается два максимума и два минимума в ходе выпадения осадков. В неустойчиво стратифицированной массе воздуха максимум дают ливневые осадки в послеполуденные часы (главный максимум), когда наибольшего развития достигнет конвективная облачность; в устойчиво стратифицированной - обильные осадки в предутренние часы (вторичный максимум), когда наиболее интенсивно развита слоистая облачность. Главный минимум осадков наблюдается ночью, вторичный — перед полуднем.

В морском типе суточный ход осадков простой: минимум приходится на дневные часы, максимум — на ночные, когда над морями и океанами увеличивается вертикальный температурный градиент, в результате чего создается неустойчивое состояние атмосферы и связанное с этим облакообразование.

Количество выпадающих осадков зависит от сезона года, т. е. имеет годовой ход, который в свою очередь зависит от климатических особенностей района. В экваториальной зоне между 10° с.ш. и 10° ю.ш. максимумы приходятся на апрель и ноябрь (после весеннего и осеннего равноденствия). В тропических областях (от 10 до 30° с. и ю. широт) по обе стороны от экватора наблюдается один дождливый период, захватывающий четыре летних месяца; в течение остальных месяцев господствует засушливый период. В субтропических зонах осадков выпадает мало, особенно летом.

В умеренных широтах осадки связаны преимущественно с циклонической деятельностью. Большое число циклонов проходит в средних широтах в зимнее время. Перемещаясь над океанами, они обусловливают выпадение большого количества осадков.

Над сушей в летнее время сильно развита конвекция, в результате чего при достаточном содержании водяного пара выпадают обильные ливневые осадки.

Географическое распределение осадков. Вдоль экватора расположена полоса, наиболее богатая осадками. Здесь, годовые суммы осадков составляют 1000 – 2000 мм и больше.

В этой же зоне на островах Тихого океана выпадает даже 5000— 6000 мм осадков. К северу и к югу от экваториальной области количество осадков уменьшается и достигает минимума в субтропической области между 20 и 30° с. и ю. широт. Среднее годовое количество осадков в этой области не более 500 мм. Здесь расположено большинство пустынь земного шара. В пустыне Сахара, пустынях Перу и Чили встречаются места, где осадки не выпадают в течение нескольких лет.

Рис. 1.9. Среднее годовое количество осадков в мм.

В умеренной зоне количество осадков снова возрастает и составляет 500—1000 мм в год, что объясняется циклонической деятельностью.

В полярных областях количество осадков уменьшается и не превышает 300 мм в год. Малое количество осадков здесь обусловлено низкими температурами и незначительным содержанием в воздухе водяного пара.

Наибольшее количество осадков выпадает в Черапунджи (Индия), Кауаи (Гавайские о-ва) и Дебундже (Африка); многолетние средние годовые суммы осадков здесь составляют 9500 — 12100мм в год.

Влияние осадков на дальность видимости и работу судовых P Л C. Атмосферные осадки существенно уменьшают дальность видимости предметов и огней (ночью) в море, особенно сильные ливни и снегопады (снежные заряды). Кроме того, атмосферные осадки значительно влияют на дальность радиолокационного обнаружения. Происходит ослабление сигналов РЛС осадками (дождем, снегом, градом) за счет поглощения ими энергии электромагнитных волн. Уменьшение дальности радиолокационного обнаружения при осадках больше, чем при тумане. Кроме того, степень ослабления радиолокационной наблюдаемости зависит от интенсивности выпадающих осадков и длины волны судовой РЛС. Радиолокационная наблюдаемость уменьшается тем больше, чем меньше длина волны судовой РЛС и чем больше интенсивность атмосферных осадков.

Кроме уменьшения дальности обнаружения цели, выпадающие осадки маскируют ее на экране РЛС отраженными от зоны сильных осадков (ливни, снегопады, град) эхо-сигналами. В этом случае нелегко, а в некоторых случаях и невозможно различить сигнал от цели, находящейся в зоне осадков, от эхо-сигналов области сильных осадков.

При рейсах из холодных районов в теплые, например из высоких широт в низкие, особенно зимой, судно попадает в районы с теплым влажным воздухом. Температура перевозимых грузов вследствие их тепловой инерции меняется постепенно. В течение некоторого времени грузы сохраняют температуру, которую они имели: в пункте отправления. Если теплый и влажный воздух проникает в трюм и температура поверхности грузов ниже точки росы притекающего воздуха, то на этой поверхности образуется пленка воды, она растет тем интенсивнее, чем сильнее проветривается трюм и чем быстрее, следует судно, ибо при этом уменьшается время, в течение которого температура груза могла бы прийти в соответствие с новыми окружающими условиями. Сухой холодный груз может быстро увлажниться при разгрузке его в теплой зоне.

При рейсах из теплых районов в холодные, например из низких широт в высокие, пленка воды может появиться на бортах, переборках и палубных перекрытиях трюмов. Температура трюмного воздуха и, следовательно, его точка росы высоки, и при охлаждении внешних поверхностей трюма их температура быстро достигает точки росы воздуха в трюме. Поэтому при переходе из теплой зоны в холодную вентиляция обычно приводит к осушке трюмов. Однако интенсивное проветривание может вызвать охлаждение поверхности гигроскопического груза, и тогда в прилегающих к этой поверхности внутренних слоях груза может образоваться новая поверхность конденсации.

В каждом конкретном случае задачу вентилирования трюмов следует решать, учитывая свойства груза, его температуру, а также параметры наружного воздуха и воздуха в трюме. В настоящее время появляется все больше судов, оборудованных системами кондиционирования воздуха в трюмах.

Связь облачных структур с типом погоды.

По причине образования облака подразделяются на кучево-образные (облака конвекции), слоистообразные (восходящего скольжения) и волнисто-образные. Генетический тип облаков зависит от процессов, происходящих в атмосфере. Различают облака внутримассовые и фронтальные. Первые зарождаются внутри определенной воздушной массы, а вторые — на границах между воздушными массами с различными физическими свойствами.

В неустойчивых воздушных массах при развитии конвективных движений развиваются кучево-образные облака, которые достигают в умеренных широтах высоты 13—14 км, а в тропиках — 15— 20 км.

При развитии восходящего движения теплого влажного воздуха по клину холодного (теплый фронт) образуются слоистообразные облака, представляющие собой огромные облачные системы, вытянутые в длину вдоль фронта на тысячи километров и в ширину на сотни километров.

В устойчивых воздушных массах при наличии высотных инверсионных слоев могут образовываться слоистые, слоисто-кучевые и высококучевые облака, имеющие волнистую структуру. Они сравнительно тонки и растянуты в горизонтальном направлении.

Кучево-образные облака интенсивно развиваются при неустойчивой стратификации атмосферы, т. е. когда вертикальные градиенты температуры в ней до уровня конденсации выше сухоадиабатических, а над уровнем конденсации — выше влажноадиабатических. Особенно интенсивно развиваются кучево-образные облака в холодных воздушных массах над теплой морской поверхностью как летом, так и зимой. В тропических широтах кучево-образные конвективные облака являются преобладающими. Более подробно турбулентные движения и ветер в грозовом облаке представлены на рис. 1.10.

Слоистообразная облачность наиболее типична для теплого атмосферного фронта. Самая мощная часть этой облачной системы располагается вблизи линии фронта (т. е. вблизи линии пересечения фронтальной поверхности с подстилающей поверхностью) и представляет собой слоисто-дождевые облака в несколько километров толщиной. По мере удаления от линии фронта облака переходят в менее мощные высокослоистые и перисто-слоистые облака. Летом осадки из высокослоистых облаков не достигают земной поверхности. Слоисто-дождевые облака дают обложные и моросящие осадки полосой, ширина которой 200—300 км и более.

Появление на западной и южной частях горизонта вытянутых (сходящихся в перспективе) полос перистых (особенно когтевидных) облаков часто может служить признаком приближения теплого фронта с последующей более или менее мощной облачностью и осадками.

В слоях высотных инверсий и по обеим сторонам от них нередко возникают воздушные волны длиной 50—2000 м, обусловленные разрывом скорости ветра и плотности воздуха. Вследствие этого облачный слой может расчленяться на отдельные валы, характерные для внешнего вида слоисто-кучевых или высококучевых облаков.

Рис. 1.10. Ветер и турбулентные движения грозового облака

Кроме свободных волн, в атмосфере могут возникать и вынужденные стоячие волны над горами, через которые перетекает воздух. На гребнях таких стоячих волн могут возникать облака, называемые облаками препятствий. Нередки такие облака с подветренных сторон гористых островов, например Гренландии, Исландии, Кергелена и др.

Таким образом, вид и форма облаков находятся в зависимости от характера преобладающих процессов в атмосфере, от сезона года и времени суток. Вот почему наблюдениям за развитием облачности над морем уделяется большое внимание при плавании.

Молниевый разряд в судно может вызвать пожар, вывести из строя антенны или радиоприемные и передающие устройства, вызвать перемагничивание магнитных приборов и т. д. Для защиты от молний на судах применяют различной конструкции молниеотводы.

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это гидростатическое давление вертикального столба атмосферы в точке измерения, численно равное весу вертикального столба воздуха единичного сечения, простирающегося от измеряемого уровня до верхней границы атмосферы.

Атмосферное давление выражается либо в гектопаскалях (гПа), численно равных миллибарам (мб), либо в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

Распределение атмосферного давления называют барическим полем. Атмосферное давление есть величина скалярная: в каждой точке атмосферы оно вполне характеризуется одним числовым значением, выраженным в миллибарах или миллиметрах ртутного столба. Следовательно, и барическое поле есть скалярное поле. Как всякое скалярное поле, его можно наглядно представить в пространстве поверхностями равных значений данной величины, а на плоскости — линиями равных значений. В случае атмосферного давления это будут изобарические поверхности и изобары.

Горизонтальный барический градиент. Рассматривая изобары на синоптической карте, можно заметить, что в одних местах они проходят гуще, в других — реже. Очевидно, что в первом случае атмосферное давление меняется в горизонтальном направлении сильнее, во втором — слабее. Точно выразить, как меняется атмосферное давление в горизонтальном направлении, можно с помощью горизонтального барического градиента. Горизонтальный барический градиент есть вектор, направление которого совпадает с направлением нормали к изобаре в сторону уменьшения давления, а числовое значение равно производной от давления по этому направлению. Вертикальный барический градиент в десятки тысяч раз больше горизонтального, т.к. давление с высотой меняется гораздо сильнее, чем в горизонтальном направлении (12,5 мб/100м или 0,1мм/1м).

Из формулы, описывающей закон распределения давления с высотой, следует, что в теплом воздухе давление с высотой понижается медленнее (рис. 1.4.1), чем в холодном (температура входит в знаменатель).

Рис. 1.4.1. Изменение давления с высотой в теплом (ТВ) и холодном (ХВ) воздухе.

Но так как давление в теплом воздухе с высотой уменьшается медленнее, чем в холодном, то на какой-то высоте (3—5 км) в теплой воздушной массе оно станет равным давлению в холодной воздушной массе, а выше этого уровня в теплой воздушной массе будет больше, чем в холодной.

В разных точках барического поля направление и величина горизонтального барического градиента - разные. Там, где изобары сгущены, изменение давления на единицу расстояния будет больше; там, где изобары расположены реже — меньше. Иначе говоря, величина горизонтального барического градиента обратно пропорциональна расстоянию между изобарами.

Формы барического рельефа.

 Изолинии равного атмосферного давления на приземных синоптических картах — изобары — имеют весьма разнообразную конфигурацию: от прямолинейных и параллельных одна по отношению к другой на отдельных участках до замкнутых концентрических систем округлой или овальной форм с низким или высоким давлением в центре. Эти барические системы основных типов называют циклонами и антициклонами.