Как образуется роса

Что такое роса и как она появляется

Роса – сложное природное явление, объяснить которое пытались с древних времен. Еще во времена Аристотеля считали, что роса выпадает так же, как и дождь. Но чтобы понять, что такое роса на самом деле и как она появляется, нужно знать кое-что об окружающем нас воздухе.

Алмазы на траве

Как известно, в воздухе содержатся водяные пары, и чем выше температура воздуха, тем больше в нем паров. Когда воздушные массы остывают, все лишние пары оседают, преобразовываясь в капли воды. И благодаря таким перепадам температур в дневное и ночное время выживают обитатели пустыни.

В научном определении что такое роса? Это не просто капли воды, а атмосферная влага, которая из-за охлаждения оседает водяными каплями на поверхности. Именно при создании таких условий происходит формирование капелек воды. Чтобы лучше понять, что такое роса и как она образуется, стоит рассмотреть весь процесс на примере. Как известно, в течение дня все предметы нагреваются, а после остывания воздуха начинают отдавать тепло в окружающую среду.

Нагреву подвергается все: трава, земля, камни, деревья, творения рук человека – металлические, пластиковые предметы и т. д. Каждый из предметов, проводящих тепло, является отличным местом для формирования росы. Однако больше всего росы оседает на тех, которые остывают быстрее, например на металлических изделиях. Они остывают быстрее, чем те же камни, которые считаются аккумуляторами тепла.

Точка росы

Чтобы понять, как образуется роса, следует разобраться с еще одним понятием. Для него характерно событие, когда водяной пар становится очень насыщенным. Чем сильнее будет это насыщение, тем меньшим должен быть перепад температур, чтобы выпала роса.

Точка росы – это температура воздуха, до которой он должен охладиться при влагодержании, чтобы выпали капельки воды. Температурные колебания между ночными и дневными температурами показывают, какой объем влаги будет выделяться.

Виды росы

Испарения на планете происходят постоянно, поэтому в воздухе всегда есть пар. Его количество зависит от климата и времени года. Чем сильнее будет насыщение парами воздуха, тем в результате больше выпадет росы. И если утром температура воздуха будет отрицательной, то капельки превращаются в иней – замерзшую росу. Она напоминает колючие тонкие снежинки, покрывающие неравномерным слоем растения. Обычно такое явление говорит о первых заморозках.

При слабом морозе кристаллы воды имеют форму шестиугольника, при среднем – пластинок. Если же мороз сильный, то роса выглядит в виде тупоконечных иголок. Замерзшая роса позволяет установить температуру, которая была ночью. К примеру, если утром она была около +2 °С, то точка росы составит примерно -7 °С.

Появление капель

Капельки появляются в те моменты, когда насыщенный влагой воздух попадает на прохладные растения или почву, которые после захода Солнца отдают атмосфере набранное за день тепло. Из-за этого процесса их температура по вечерам начинает резко падать. В этот момент находящийся у земной поверхности воздух охлаждается не так быстро, а постепенно. Он медленно начинает подниматься вверх, повышая влажность теплого воздуха. Когда последний перенасытится парами, то начинает избавляться от «лишнего».

Когда температура воздуха сильно падает, а вода больше не может растворяться в атмосфере, она начинает выпадать в осадок. И чем ниже температурные показатели, тем быстрее пары превращаются в капли росы.

Влияет на точку росы относительная влажность воздуха. В воздухе с высоким процентом относительной влажности она всегда выше, чем в сухом. Приведем примеры ее показателей при температуре 20 °С и разной влажности:

• при 50 % – точка росы будет 8,7 °С;
• при 30 % – 1 °С;
• при 85 % м 17 °С;
• при 100 % она будет полностью совпадать с температурой воздуха, т. е. 20 °С.

Расчеты описываемого понятия проводят при помощи специальной таблицы, а показатели уровня влажности и температуры для этого определяют специальными приборами. Полученные данные позволяют безошибочно определить точку росы.

Изменения пара

Из всего сказанного, можно сделать вывод, что роса – такое состояние пара, при котором излишки влаги оседают на любые предметы, растения и грунт. Преобразование пара в росу происходит в тот момент, когда атмосфера больше не может его впитывать. Сначала капельки образуются в низких местах, где уже остыл грунт и растения. Там сразу формируются мелкие капельки, которые можно заметить на тонких волосках растений. Затем эти капельки становятся больше. А после охлаждения атмосферы они начинают налипать на мелкие частички пыли, образуя туман.

Ученые доказали, что роса – такое уникальное явление, которое позволяет растениям получать влагу в засуху. Благодаря этим маленьким капелькам живут обитатели пустынь, насыщаются влагой растения. Росой мы любуемся каждое утро, ведь она позволяет совершенно иначе посмотреть на мир, а с наступлением первых заморозков, когда капельки влаги превращаются в иней, человек радуется его необычной красоте и затейливости.

Как образуется роса

Природа нашей планеты каждый день удивляет разнообразными явлениями. Какие-то из них встречаются крайне редко, а какие-то регулярно. К последним можно отнести утреннюю росу на траве. С точки зрения науки есть понятное объяснение на счет того, почему появляются росы и что представляет из себя данное природное явление.

Описание явления

Осевшие мелкие капли влаги на растениях и иных приземных предметах принято называть выпадением росы. Ее образование происходит преимущественно в ночное время и обусловлено преобразованием насыщенного влагой воздуха в жидкое состояние при понижении температуры окружающей среды.

Наблюдать, как на поверхности земли выпадает роса, чаще всего можно в летние и осенние периоды года.

Как образуется

Физический процесс образования явления определяется термодинамическими особенностями воздушных масс и содержащихся в них водяных паров. Появление капель воды на растениях и приземных поверхностях происходит из-за попадания теплого насыщенного влагой воздуха на более холодную поверхность (почва, растительность). Данные объекты остывают быстрее воздуха, отдавая накопленное во время дневного нагрева тепло в атмосферу и «подогревая» ее нижние слои. По законам физики более теплые воздушные массы в атмосфере поднимаются вверх с одновременным увеличением относительной влажности. Процесс происходит до тех пор, пока воздух, охладившись, не окажется перенасыщенным водяными парами.

Для дальнейшего рассмотрения процесса формирования явления потребуется понятие “точка росы”.

Что называется точкой росы

Температура, при которой содержащийся в воздушной среде пар достигает насыщения и начинает конденсироваться, называется точкой росы.

Состояние насыщения характеризуется невозможностью дальнейшего растворения воды в воздухе, вследствие чего происходит ее выпадение в виде осадка. Данный процесс называется конденсацией водяных паров.

Зная относительную влажность и температуру воздуха можно с помощью специальных таблиц определить точку росы. При этом померить температуру и влажность воздуха можно специальным прибором – психрометром.

Стоит отметить, что наиболее интенсивно появление росы происходит после жаркого дня на поверхностях, легко отдающих тепло в атмосферу (к примеру, трава).

Наличие ветра, в свою очередь, препятствует образованию данного явления природы.

На выпадение данного вида осадков влияет и относительная влажность воздуха. С ростом влажности воздуха повышается и точка росы. Это происходит вплоть до уравнивания с температурой окружающей среды при стопроцентной влажности. В случае низкой влажности картина обратная – образование конденсата будет происходить при температуре, ниже фактической.

Обильное выпадение конденсата проявляется преимущественно в тропических широтах, где в нижних слоях атмосферы содержится большое количество водяных паров. Кроме того, на интенсивность образования конденсата в тропиках влияет долгая продолжительность ночей и значительная обильность растительного покрова, интенсивное остывание которого приводит к быстрому наступлению точки росы, и, как следствие, образованию конденсата в большом количестве.

Капли воды могут образоваться как на поверхности земли, так и в ее толще. При внутрипочвенном конденсатообразовании более теплый влажный слой располагается ниже более холодного слоя. После испарения с нижнего слоя пар начинает осаждаться на поверхности вышестоящего слоя.

Какая бывает

В привычном виде роса на траве представляет собой мелкие капли, количество которых определяется насыщенностью водяными парами атмосферы и грунта – чем больше насыщение, тем большее количество капель появится на поверхности.

Рассматриваемое явление встречается и в других состояниях.

При температуре ниже 0°С утренний конденсат образуется в виде замерзшей росы:

Если в привычном состоянии явление может появляться как летом, так и осенью, то замерзший вид встречается только в осенний период года.

К разновидностям явления можно отнести поземный туман. По мере охлаждения воздуха до состояния, когда он больше не в состоянии продолжать насыщение паром, происходит выделение капель. Изначально они конденсируются в нижних слоях атмосферы, осаждаясь на охлажденных поверхностях, к примеру, на растениях. При дальнейшем понижении температуры атмосферы образовавшаяся влага перемещается в верхние слои атмосферы и начинают накапливать мелкие частицы пыли, формируя поземный туман.

Как образовывается роса?

Когда смотришь на немногочисленные растения, то тут, то там виднеющиеся посреди бескрайних песков пустыни, не можешь не задавать себе вопрос, как именно им удаётся выжить в этих невероятно сухих и жарких условиях, где дождь является редким явлением, а в некоторых районах не бывает десятилетиями.

К счастью, здесь выпадает утренняя роса, которая образуется из-за незначительной влажности воздуха при перепаде ночной и дневной температур. Появившиеся капельки моментально впитываются в песок и полученной от них влаги вполне достаточно для того, чтобы жизнь растительного мира продолжалась.

Водяные алмазы

Росой называют оседающие на растениях мелкие капли, которые выделяются в ночное время из насыщенного влагой воздуха во время понижения температуры окружающей среды. Наиболее благоприятным периодом для образования этого вида осадков является ясная летняя или осенняя погода, почти полное отсутствие ветра и легко отдающая тепло поверхность, например, трава (по этой причине утренняя роса редко когда блестит на тропинках или земле, которые подолгу сохраняют тепло).

Капли росы бывают не только на поверхности, но образуются также и под землёй, когда слой почвы, что находится под верхним пластом грунта, является более тёплым и влажным, чем расположенный над ним. А потому находящийся в нём пар во время испарения оседает в верхнем слое грунта (единственным условием, чтобы образовалась подземная капля росы, является толщина верхнего слоя от 4 до 8 см).

Разновидности

Из-за непрерывного испарения в атмосфере нашей планеты водяной пар есть всегда (правда, во многом его количество зависит от климата и наличия водоёмов, их количества и объёма в той или иной местности). Чем больше грунт и атмосфера будут насыщены водяными порами, тем больше будет капель.

Если в то время как выпала утренняя роса, температура окружающей среды была отрицательной (обычно это происходит поздней осенью), можно увидеть, как под солнечными лучами блестит иней – замёрзшая осенняя роса.

Напоминает она колючие снежинки, покрывающие траву тонким неровным слоем, и символизирует о ночной минусовой температуре и первых заморозках. Выпавшая в форме кристаллов осенняя роса при несильных заморозках имеет вид шестиугольных снежинок, при умеренных морозах – пластинок, тогда как при сильных похожа на тупоконечные иглы.

Интересно, что замёрзшая осенняя роса даёт возможность определить температурные показатели, при которых был образован иней. Например, если утром температура воздуха составляет +2°С, а относительная влажность – 50%, точка росы этой ночью составляла -6,8°С.

Образование

Появляются капли росы после того, как тёплый насыщенный влагой воздух попадает на более прохладную почву и растительность, которые после захода Солнца начинают отдавать полученное за день тепло в атмосферу, а потому их температура с наступлением вечера начинает резко спадать.

В то же время находящийся у земной поверхности воздух охлаждается не так быстро, от слоя к слою: поскольку ветер при хорошей погоде к вечеру затихает, пласты воздуха располагаются по горизонтали (более холодные слоя находятся снизу, способствуя остыванию грунта и растительности).

Процессу охлаждения помогает также испарение, происходящее вне зависимости от температурных показателей воздуха, хоть и с разной интенсивностью.

Охлаждённые воздушные массы, уходя постепенно вверх, увеличивают относительную влажность тёплого воздуха, пока тот, охлаждаясь, не оказывается перенасыщенным водяными парами.

Когда выделяются капли

Точка росы наступает, когда температурные показатели воздуха охлаждаются до температуры, во время которой находящийся в нём пар достигает насыщения: вода больше неспособна растворяться в атмосфере, а потому начинает выпадать в осадок (происходит конденсация в результате чего образуется капля росы). Чем ниже температурные показатели находящегося у земной поверхности нижнего слоя атмосферы, тем быстрее из насыщенного паром воздуха образуется капелька росы.

Ещё одним моментом, влияющим на показатели точки росы, является относительная влажность воздуха: чем больше в нём паров, тем выше значение будет иметь точка росы (при этом температура точки росы приближается к температурным показателям атмосферы). Соответственно, если воздух довольно сух, точка росы окажется ниже температуры атмосферы. Например, если температурные показатели атмосферы составляют +20°С, при влажности:

• 50% – вода будет конденсироваться при 8,7°С;
• 30% – точка росы +1°С;
• 80% – капли образуются при + 16,2°С;
• 100% – температура точки росы совпадёт с температурными показателями атмосферы.

Чтобы сделать расчёт точки росы, используют специальную таблицу, а показатели температуры и относительной влажности устанавливают психрометром, который состоит из двух спиртовых термометров (один определяет температуру, другой – влажность). Нужные показатели высчитывают при помощи некоторых моделей тепловизоров и портативных термогигрометров.

Преобразование пара

После того как воздух охлаждается настолько, что не в состоянии больше насыщаться паром, начинают выделяться капли. Сначала они появляются в более холодных нижних слоях атмосферы, оседая на охлаждённой растительности, воздух возле которой насыщен водяными парами (сначала мелкая капелька блестит на тонких волосках, что покрывают наружные покровы растений, затем она постепенно начинает увеличиваться в размерах). После этого охлаждение атмосферы не заканчивается, и капли, переходя в расположенные выше слоя воздуха, начинают налипать на мельчайшие частицы пыли, образуя поземный туман.

Вид росы на траве, прямо зависит от температурных показателей воздуха и насыщенности его и грунта парами: чем больше в них влаги, тем утренняя роса выпадет обильней, а при заморозках вместо водяных капель будет блестеть иней.

В чрезвычайно обильном количестве утренняя роса выпадает в тропических широтах, где нижние слои атмосферы содержат огромное количество водяного пара. В то же время ночи здесь продолжительны, растительный покров обилен, а потому поверхность остывает чрезвычайно интенсивно. Вследствие этого точка росы настаёт быстро, после чего капли начинают образовываться в огромном количестве.

Правда, держится утренняя роса недолго: как только солнечные лучи начинают прогревать землю, капли испаряются, преобразовываясь в водяной пар, и уходят в верхние слоя атмосферы, чтобы через некоторое время снова выпасть на земную поверхность в виде осадков.

Источники:

http://www.syl.ru/article/405077/chto-takoe-rosa-i-kak-ona-poyavlyaetsya
http://tainaprirody.ru/atmosfera/rosa
http://awesomeworld.ru/prirodnye-yavleniya/rosa.html