Откуда берётся дождь: круговорот воды, облака и почему капли падают

Короткий ответ

Дождь — это вода, которая совершила круг. Днём Солнце нагревает воду в океане, озере, лужах и даже листьях деревьев, и она невидимым паром уходит в воздух. Тёплый воздух с паром поднимается вверх, а там холодно. Пар остывает и превращается в мельчайшие капельки, которые собираются в облака. Капельки сливаются и укрупняются, пока не станут дождевыми каплями. Тогда воздух перестаёт их держать, и вода возвращается на землю.

Из чего складывается дождь

Участник	Что делает
Солнце	нагревает воду, заставляя её испаряться
Водяной пар	вода в виде газа, её не видно
Восходящий воздух	поднимает пар вверх, где холоднее
Ядра конденсации	пылинки, соль от морских брызг, дым — на них садится пар
Облако	скопление мельчайших капель или льдинок
Сила тяжести	тянет выросшие капли вниз

Почему нужны пылинки: чистый пар без них конденсируется плохо. Вокруг каждой пылинки собирается капелька, и в облаке их миллиарды. О том, как вода устроена на уровне молекул и почему она легко меняет состояние, рассказано в статье о строении молекулы воды.

Как это работает: путь капли

1. Испарение. Солнце нагревает воду, самые быстрые молекулы вырываются из жидкости и уходят в воздух паром. Испаряют воду не только моря: она выходит и из почвы, и из листьев растений.
2. Подъём. Тёплый влажный воздух легче холодного и идёт вверх. Этому же помогают горы и холодные фронты, которые заставляют воздух подниматься. Как вообще приходит в движение воздух, показано в статье о том, откуда берётся ветер.
3. Охлаждение. С высотой воздух остывает. Холодный воздух может удержать меньше пара, чем тёплый, и лишнее превращается в капельки. Это называется конденсацией.
4. Облако. Капельки настолько мелкие, что почти не падают. В облаке их миллиарды, и вместе они выглядят как белая или серая масса.
5. Рост капель. Капельки сталкиваются и сливаются, становясь крупнее. Кроме того, в холодной части облака на ледяных кристаллах оседает пар, и льдинки быстро растут.
6. Падение. Когда капля становится тяжёлой, воздух больше не может её удержать. Она падает. Если по пути тёплый воздух, льдинка тает и приходит на землю как дождь, а если морозно, идёт снег.
7. Возвращение. Вода попадает в реки, озёра и в землю, стекает в море, и круг начинается снова.

Круговорот воды в природе

Так же, как капля проходит свой путь, вся вода планеты ходит по кругу. Испарение, перенос ветром, конденсация, выпадение осадков, сток по рекам и просачивание в грунт — стадии одного цикла. Он работает без остановки миллиарды лет: вода, которую вы пьёте, уже не раз побывала и в облаках, и в реках, и в морях. Двигает этот механизм энергия Солнца.

Почему дождь бывает разным

Вид	Откуда идёт	Какие капли	Как выглядит
Морось	слоистые облака, сплошная серая пелена	очень мелкие, до полумиллиметра	висит в воздухе, идёт долго
Обычный дождь	слоисто-дождевые облака	около миллиметра-двух	ровный, продолжительный
Ливень	кучево-дождевые облака	крупные, 2–5 миллиметров	сильный, с порывами, короткий
Град	мощные грозовые облака	ледяные шарики	бывает в тёплое время

Ливень получается там, где воздух поднимается быстро и высоко: облако растёт в вышину, капли долго растут внутри и падают крупными. Такие облака часто дают грозу, о том, как она рождается, — в статье о том, как образуется молния. Морось идёт из невысоких сплошных облаков, где подъёма почти нет, а капли не успевают вырасти.

По происхождению различают дожди, вызванные нагревом земли (летние ливни), дожди на границе тёплого и холодного воздуха и дожди у гор, где воздух поднимается по склону и остывает.

Какие облака дают дождь

Не всякое облако проливается дождём. По внешнему виду облака делят на три большие группы, и это помогает угадать погоду.

Перистые — тонкие белые волокна высоко в небе, из ледяных кристаллов. Дождя они не дают, но иногда предупреждают о перемене погоды.

Кучевые — пышные, как вата, с плоским низом. В хорошую погоду они мирно плывут. Если растут вверх и темнеют, из них выходят кучево-дождевые облака с ливнем и грозой.

Слоистые — серая сплошная пелена, которая закрывает всё небо. Из них идёт долгая морось или ровный дождь.

Простая примета из жизни: если облако растёт вверх башнями и к нему тянет прохладой, скоро польёт. Если небо затянуто ровно и низко, дождь будет мелким и затяжным.

Сценка: летний ливень

В жаркий июльский полдень небо над двором голубое. К трём часам на горизонте вырастает белая башня, к четырём она чернеет и заслоняет Солнце. Резко холодает, ветер швыряет пыль. Через минуту падают первые крупные капли, потом лавиной обрушивается ливень. Через полчаса всё кончается, облако уходит, и во дворе снова светит Солнце. Так и работает мощный конвективный ливень: он быстро вырос, быстро вылил накопленную воду и быстро иссяк.

Чем отличается от похожего

Облако и туман. Туман — это то же облако, только у самой земли.

Дождь и роса. Роса не падает с неба: пар оседает на холодных предметах ночью, как на стакане с холодной водой.

Дождь и снег. Отличие в температуре: если на пути вниз воздух ниже нуля, вода остаётся льдом, и идёт снег.

Дождь и град. Град — это лёд, который вырос в сильных потоках грозового облака и упал крупными шариками.

Пар и облако. Водяной пар — прозрачный газ. Облако состоит из капелек и кристалликов, то есть из воды в жидком и твёрдом виде.

Интересные факты

Как пахнет дождь. Запах после дождя знаком всем: его связывают с веществами, которые образуются в почве, и с растительными маслами. Капля, ударяясь о землю, выбрасывает их в воздух. Запах называют петрикор.

Капли не «слёзки». Дождевые капли падают не капельками в форме слезы, как их рисуют, а круглыми или чуть приплюснутыми, как булочки. Скорость крупной капли около девяти метров в секунду, что примерно 30 километров в час.

Сколько весит облако. Небольшое кучевое облако содержит порядка пятисот тонн воды, столько же весят несколько сотен автомобилей. Оно не падает, потому что вода в нём рассеяна в миллиардах капелек по огромному объёму, а поток тёплого воздуха снизу их подпирает.

Миллиметр осадков. Осадки измеряют осадкомером. Один миллиметр — это литр на квадратный метр. Если на огороде в шесть соток выпало 10 миллиметров, то на него пролилось около шести тонн воды.

Дождь без облаков? Иногда дождь идёт при почти чистом небе: капли падают из облака, которое находится в стороне, а ветер несёт их к вам. Такое случается в горах и у моря, и его называют «грибным», когда он лёгкий и тёплый.

Как объяснить ребёнку

Проведите опыт. Налейте горячей воды в кастрюлю и накройте её холодной металлической крышкой. Через минуту на крышке появятся капельки, а потом они начнут скатываться обратно. Кастрюля — море, пар — испарение, крышка — холодные высоты, а капли на ней — облако и дождь. Всё, что происходит на кухне, повторяет в маленьком виде то, что делает атмосфера.

Как ответить на уроке

План ответа «Круговорот воды»:

1. Солнце нагревает воду, она испаряется.
2. Пар поднимается, остывает и превращается в капли и льдинки — образуются облака.
3. Капли укрупняются и выпадают как осадки: дождь, снег, град.
4. Вода стекает в реки и моря, часть уходит в почву, и цикл повторяется.

Вопросы для самопроверки:

• Что такое конденсация? Превращение пара в жидкость при охлаждении.
• Какая сила заставляет капли падать? Сила тяжести.
• Чем отличается морось от ливня? Морось — мелкие капли из сплошных облаков, ливень — крупные из мощных кучево-дождевых.