Атмосферные осадки образуются только в том случае, если относительная влажность воздуха превысит 100%, то есть "точку росы".
Дождь и снег. Влажный воздух, нагретый от поверхности земли, поднимается вверх. Поскольку с подъемом на высоту температура воздуха понижается, то это приводит к увеличению относительной влажности. Например, воздух, имеющий абсолютную влажность 2,5 мм рт. ст. при температуре +15°С, очень далек от ^насыщения (19,5% относительной влажности). Однако при той же абсолютной влажности, но уже при температуре — 5°С воздух будет близок к насыщению (79°С относительной влажности).
Как только величина относительной влажности превысит значение 100%, начинается процесс конденсации, при котором влага, содержащаяся в воздухе, превращается (при температуре выше 0°С) в мельчайшие капельки воды, находящиеся во взвешенном состоянии. Поднимаясь еще выше, в более холодные слои воздуха, эти капельки в конце концов могут превратиться в кристаллики льда. За счет слияния друг с другом (коагуляция), за счет охлаждения (сублимация) на них водяного пара, еще имеющегося в воздушной среде, эти кристаллики начинают расти в объеме. Так образуются снежинки. Наиболее крупные из них, преодолевая силу восходящих потоков, опускаются вниз. Попадая в ту часть облачности, где преобладают переохлажденные капельки воды, снежинки продолжают интенсивно увеличиваться (за счет осаждения на них частиц воды), увеличивается и скорость их движения к земле. При положительной температуре воздуха в приземном слое осадки выпадают в виде обычного дождя, при отрицательной — в виде снегопада.
Облачность может образоваться не только за счет прямого подъема вверх нагретых от земли слоев воздуха (термическая конвекция), но и от подъема теплого воздуха по склонам гор за счет ветра. Поэтому количество осадков в горах, как правило, значительно превышает количество осадков на равнине.
Распределение осадков в горах происходит очень неравномерно. Поскольку они образуются чаще всего из слоисто-кучевых и слоисто-дождевых облаков, которые формируются в основном на высотах до 3 км, то в высокогорных районах количество осадков сначала увеличивается (до высоты 2,5-3 км), а затем уменьшается. Это объясняется и тем, что количество водяных паров в воздухе, например, на высоте 5000 м в 10 раз меньше, чем на уровне моря. Прогревание же или охлаждение сухого воздуха на больших высотах не вызывает в связи с этим резких изменений погодных условий. На меньших высотах (порядка 3000 м) осадки в летнее время могут выпадать в виде дождя, а выше — в виде мокрой снежной крупы, переходящей с дальнейшим увеличением высоты в снег. Изменяется количество осадков и в зависимости от расположения горных хребтов по отношению к морю. Так, на Кавказе, на юго-западных, обращенных к морю склонах, количество осадков значительно больше, чем на северо-восточных. В защищенных от ветра горных микрорайонах количество осадков, особенно зимой, может быть ничтожным.
Неустойчивая погода в летний период возникает, в основном, после полудня, когда нагреваются слои воздуха, близкие к земной поверхности. Возникающие при этом сильные вертикально-восходящие потоки воздуха приводят к образованию облачности, а затем и осадков.
Кроме рассмотренных выше осадков, выпадающих из атмосферы, в горах можно встретить град, а также крупу.
Град — твердые атмосферные осадки в виде ледяных частиц, чаще всего диаметром 1-3 см. Град образуется в наиболее мощных ливневых облаках, которые простираются до высот 7-9 км. Подъем воздуха, образование и развитие облака продолжаются и в области отрицательных температур. Капельки влаги, поднимаясь вверх до температур -20-30°С остаются в переохлажденном состоянии. За счет оседания на них паров и от слияния друг с другом они растут до известного предела, зависящего от температуры воздуха и скорости восходящего потока воздуха. Но наступает момент, когда эти капли (диаметр которых достигает 1-2 мм) начинают замерзать. Так образуются зачатки градин. Постепенно обрастая льдом, они становятся настолько большими, что их уже не может удержать восходящая струя воздуха — градины начинают падать.
Неоднородность строения ливневого облака, где чередуются слои с разными скоростями вертикального движения, разной насыщенностью и разными размерами переохлажденных капелек, приводит не только к неоднородности строения градин (их слоистости), но и в случае попадания в очень сильный восходящий поток — к повторному подъему градин на значительную высоту. Повторяя снова весь цикл падения, такая градина с еще большей скоростью увеличивается в размерах (диаметр до 10 см, вес до 400 г). Следует отметить, что наибольший размер градин из всех зарегистрированных случаев достигал в диаметре до 40 см при весе 10 кг.
Даже обычный град (диаметр до 3 см) может нанести туристу травму или вывести из строя палатки.
Град выпадает из ливневых облаков при температуре приземного воздуха выше +10°С. При температуре ниже +10°С выпадает, как правило, так называемая ледяная крупа — градины, имеющие размеры до 0,5 см.
Град — характерное явление только для теплого времени года и для умеренных широт. Обычно град выпадает днем между 12-18 часами и очень редко ночью. Продолжительность выпадения осадков редко превышает 20-30 минут. Большей частью град проходит длинными (до 1000 км), но узкими (10-15 км) полосами.
Помимо указанных, существуют и так называемые нарастающие осадки, образующиеся на поверхности земли.
Зимой горы подолгу окружены облаками, из которых не выпадает ни снег, ни дождь. В воздухе над самой землей плавают переохлажденные капли влаги (сохраняющие жидкое состояние до -20°С). Соприкасаясь с наземными предметами, они переходят в твердое состояние, образуя на этих предметах зернистую изморозь. В горах с влажным климатом слой изморози может достигать 50 см.
При вторжении теплых масс воздуха в долину на поверхности значительно охлажденных за предыдущие холодные дни крупных предметов, еще не успевших прогреться от этого теплого воздуха, в результате конденсации паров образуется (в зависимости от температуры самих воздушных масс) налет из влаги или льда — так называемый жидкий или твердый налет.
При охлаждении поверхности земли в холодные, ясные и безветренные ночи охлаждаются и прилегающие к земле слои воздуха. При этом их влажность быстро достигает насыщения и пары начинают осаждаться на окружающих предметах либо в виде росы (при температуре воздуха выше 0°С), либо в виде белого ледяного налета — инея (при температуре ниже 0°С). При сильном ветре таких осадков практически не бывает.
К такому же результату — к образованию ледяного налета — приводит и гололед. Это происходит, когда выше приземного слоя холодного воздуха распространяются массы теплого воздуха, пришедшего из долины. Выпадающий дождь при соприкосновении с охлажденными камнями и другими предметами, расположенными в нижележащем холодном воздухе, замерзает на них, образуя ледяную корку.
Дождь, мокрый снег, град, а также изморозь, гололед, роса, иней делают поверхность склона скользкой, требуют организации серьезной страховки иногда даже при траверсе травянистого склона, не представляющего обычно технической сложности.
Предстоящее движение по скалам в условиях, сопутствующих образованию изморози, гололеда или инея, следует прекратить еще до выхода на скалы, так как при передвижении по камням, покрытым тонким слоем льда, резко увеличивается возможность срыва.
Бьющий в лицо снег или дождь, а тем более крупа или град рассеивают внимание даже при преодолении сложных естественных препятствий. При температуре воздуха плюс 2-4°С дождь или мокрый снег могут при сильном ветре вызвать не только обледенение намокшей одежды, что само по себе в значительной степени сковывает движение человека, но и общее переохлаждение. В таких условиях целесообразно организовать бивак на первом же удобном безопасном месте и переждать непогоду.
Такие осадки, как снегопад, дождь и особенно туман, ухудшают видимость, затрудняют ориентирование.
Туман в отличие от облаков возникает непосредственно у земли. При движении теплого воздуха над более холодной поверхностью земли его нижние слои также охлаждаются. Если воздух имеет достаточную высокую степень влажности, то при наступлении состояния насыщения, когда относительная влажность воздуха более 100%, в нем начинают выделяться либо мельчайшие водяные капельки (при температуре воздуха выше -20°С), либо мельчайшие ледяные кристаллики (при более низкой температуре). Прозрачность приземного слоя воздуха резко падает. Видимость при этом зависит от размеров частиц, образующих туман, и их количества. Размер частиц (диаметр) колеблется от 2 до 120 микрон, а количество — пс1рядка 50-100 частиц в 1 см3 при слабом тумане и 500-600 — при плотном тумане.
Такие туманы возникают чаще всего осенью или зимой в пасмурную погоду, охватывают значительные территории и обладают большой устойчивостью. Образованию тумана способствует также наличие больших масс льда и снега на горных склонах.
Туман в условиях высокогорья представляет большую опасность. При нем не только сокращается или почти полностью исчезает видимость, резко затрудняется выбор пути и практически отсутствует возможность ориентирования, но и ухудшается зрительная и слуховая связь между участниками путешествия. Потерявшая ориентировку группа, не видя характера рельефа местности, может подойти (именно в этом и заключена главная опасность движения в тумане) к склонам, над которыми расположен висячий ледник, попасть к основанию камнепадоопасного кулуара или лотка, по которому проходит путь снежной лавины, остановиться под снежным карнизом, забрести в зону трещин на леднике. Опасность увеличивается и от того, что в тумане группа движется с минимальными интервалами между людьми, поэтому любая из перечисленных опасностей может стать причиной гибели или серьезного травматизма большинства, а то и всех участников путешествия. Кроме того, при передвижений в тумане из-за малейшей несогласованности в действиях группы на марше может произойти разделение группы на отдельные небольшие разрозненные отряды (связки), а при движении без связок — даже к потере кого-либо из туристов. Потеря человека в тумане — чрезвычайное происшествие, поскольку он, возможно не имея ни палатки, ни спального мешка (при наличии многоместных спальных мешков), обречен на замерзание, а при попытках самостоятельного одиночного движения, в связи с отсутствием страховки, любой срыв может оказаться роковым. Поэтому движение в условиях достаточно сильного тумана не рекомендуется.
При необходимости движения группы в слабом тумане по хорошо известному безопасному участку желательно соблюдать такой интервал, чтобы каждый турист мог видеть по крайней мере двух идущих впереди себя товарищей. Это позволит в некоторой степени корректировать возможное отклонение от общего направления движения группы. Руководитель группы назначает постоянного замыкающего, который не меняется даже при троплении лыжни по глубокому снегу в случае горнолыжного путешествия. Задачей замыкающего является громкое периодическое оповещение руководителя похода об отсутствии отстающих, о готовности следующих в конце колонны (в пределах видимости для замыкающего) туристов к движению после коротких остановок, которые в условиях тумана рекомендуется делать через каждые 10-15 минут.
При необходимости сделать немедленную остановку, например, при срыве участника, при обрыве лямки рюкзака, поломки лыжи или крепления и т. п. причине, требующей сравнительно длительного времени на ее устранение, замыкающий громким криком "Стой!" останавливает всю группу. По этой команде все участники тут же останавливаются и ждут дальнейших указаний. Если же остановка группы вызывается не чрезвычайными причинами, а, например, из-за усталости одного из туристов, идущих в конце колонны, то замыкающий сообщает об этом руководителю, который и дает команду на остановку. До команды ни один из туристов, в том числе и тот, кто просил об остановке, во избежание разрыва колонны движения не прекращает.
При необходимости движения группы в сильном тумане, когда видимость сокращается до 4-7 м, интервал между участниками должен быть таким, чтобы турист отчетливо видел идущего впереди товарища. Остановки для проверки состава группы учащаются. Если группа оказывается на технически сложном участке, то ее движение производится до первой же площадки, отвечающей требованиям организации бивака. Двигаться по скалам во время тумана не рекомендуется, так как при этом на них (особенно если туман сопровождается ветром) может образоваться тонкая корочка льда.
При ветре в пелене тумана иногда появляются просветы, в которых можно рассмотреть характер окружающего рельефа. Эти моменты необходимо использовать для ориентировки и быстрого прохождения опасных участков.
Белая мгла. Иногда в облачную пагоду днем или в ясную погоду, при заходе солнца когда тень от вершин закроет снежную поверхность склона или ледника, условия видимости настолько изменяются, что микрорельеф этих белых снежных участков как бы сглаживается, выравнивается. Видимость же деталей всей темной части рельефа местности — хребтов, скал, отдельных камней, ступеней и трещим ледопадов — сохраняется без изменений. В таких условиях при движении, например, по закрытому леднику невозможно оказать, какой характер рельефа ожидает туриста в одном шаге от него: крутой спуск в снежную мульду или покрытая снегом морена. Вся снежная поверхность ледника кажется туристу абсолютно гладкой, ровной. Это явление носит название "белая мгла" или "рассеянный свет". Опасность движения в "белой мгле" заключается в том, что ничего не подозревающий турист при очередном шаге может неожиданно упасть в снежную выемку или натолкнуться на покрытое снегом препятствие. При этом турист, неподготовленный к встрече с препятствиями, может легко получить травму. Чаще всего травмируется сумочно-связочный аппарат голеностопных или коленных суставов.
Учитывая опасность передвижения в таких условиях, группа должна либо встать на временный бивак, либо, если место для разбивки бивака не подходит, продолжать движение в медленном темпе с предварительной проверкой характера рельефа с помощью ледоруба или лыжной палки.
Продолжительность "белой мглы" не превышает, как правило, 1,5-2 часов. Это явление чаще всего встречается в горах зимой.
