Клуб почемучек. Почему перед дождем бывает сильный ветер?

Сегодня в “Коллективном блоге для мам” новый выпуск моего “Клуба почемучек“. В нем я отвечаю на вопрос мамы Жени и сына Димы: “Где находится Край Света?” А здесь у себя в блоге я делаю перепост прошлого выпуска “Клуба почемучек”, в котором отвечала на вопрос двух сестричек Маши (10 лет) и Насти (7 лет):

“Почему бывает сильный ветер перед дождем?“

Для того, чтобы ответить на этот вопрос, разберемся сначала, что такое дождь и почему дует ветер.

1. Что такое дождь?
Вода, испаряясь с поверхности земли или водоема, в виде пара поднимается вверх, где, охлаждаясь, конденсируется (собирается) в мельчайшие капли. Получается облако. Иногда такое происходит не высоко в небе, а прямо у поверхности земли. Тогда мы видим туман – “облако вблизи”. Чтобы облако пролилось дождем, в нем должно собраться много пара (и тогда оно темнеет, мы называем такое облако тучей). Кроме того, для образования капель нужны “зародыши” – ядра, к которым будут прилипать маленькие капельки пара до тех пор, пока они не слипнутся в большую каплю. Настолько тяжелую, что она упадет вниз. Обычно такими ядрами служат кристаллики льда, пылинки, частички дыма. Ученые-метеорологи научились “сеять” зародыши дождевых капель в облака для того, чтобы при необходимости сделать искусственный дождь. Для этого используют, например, сухой лед или йодистое серебро, которые распыляют с самолета.
Давайте попробуем сами сделать дождь.

Нам понадобится большая стеклянная банка (мы взяли трехлитровую), стеклышко или металлическая пластинка, чтобы закрыть ее, и что-то холодное (у нас это формочки со льдом).
В банку надо налить теплой воды примерно до половины. Пар от нее идти не должен – лучше, чтобы капли собирались постепенно, так нагляднее. Сверху нужно закрыть банку стеклом, а на него положить лед – чтобы влага конденсировалась быстрее.
Буквально тут же можно увидеть, как внутри банки собирается туман, и ее стенки запотевают – у нас в банке получилось настоящее облако! Небольшие капельки воды, осевшие на крышке, на глазах превращаются в большущие капли, которые под действием собственной тяжести отрываются и капают назад в воду. У нас идет дождь!
Подробнее об этом опыте в посте “Облако в банке“.

Делаем дождь

2. Что такое ветер?
Ветер – это перемещение воздуха. Обычно оно происходит из области высокого давления в область низкого давления. Это звучит не очень понятно ? Поэтому попробуем рассмотреть процесс поближе. Теплый воздух легкий, он поднимается вверх. Это можно проверить, если поднять над включенной газовой конфоркой полиэтиленовый пакет – теплый воздух, поднимающийся вверх, наполнит пакет и увлечет его за собой. На этом основан полет воздушного шара. (Внимание! Этот опыт демонстрируют только родители!).

Ловим теплый воздух

Теплый воздух легкий из-за того, что его молекулы расположены далеко друг от друга. Когда воздух остывает, он “сжимается”, плотность его становится больше и он “тяжелеет”. Поэтому он опускается вниз и “выдавливает” оттуда теплый, менее плотный воздух.
Пусть дети сравнят воздух в квартире: у самого пола он холодный, а если залезть, например, на стол, то там будет значительно теплее.

Проверяем, где воздух теплее – вверху или внизу

Когда теплый воздух поднимается, а холодный опускается, получается ветер. Можно провести классический опыт со свечкой: зажженную свечу поднести к самому низу выходной двери на улицу. Пламя отклониться в сторону комнаты – значит, внизу холодный воздух с улицы задувает в квартиру. А если поднять свечку к верхнему краю двери – пламя отклониться в другую сторону. Значит, теплый воздух из квартиры вылетает наружу. (Честно говоря, у нас пламя так и не захотело ничего показывать, хотя рукою сквозняк чувствовался. Лишь над батареей под подоконником пламя свечки отклонялось, показывая что от нее теплый воздух идет вверх. Может кому-то повезет больше?).

Опыт со свечкой

Так же происходит в масштабе всей Земли. Воздух нагревается в разных ее частях неравномерно. Там, где воздух прогрет сильнее, он менее плотный (а значит, его давление низкое). И тогда его вытесняет более плотный холодный воздух с более высоким давлением. Получается ветер.

3. Теперь, когда мы представляем, что такое дождь и что такое ветер, мы можем попробовать ответить на вопрос, почему перед дождем бывает сильный ветер.
На самом деле это результат действия множества физических факторов. Назову самые основные из них. Во-первых,  сильный ливень бывает на границе атмосферного фронта, который собственно и несет дождевые тучи (проще говоря, именно этот ветер и приносит нам дождь). Во-вторых, капли дождя, падая из облака вниз, увлекают за собой частицы воздуха. И получается нисходящий воздушный поток, который потом растекается по поверхности земли в разные стороны от дождя и как-бы “опережает” его.
Мы смогли получить ветер перед дождем прямо у нас в ванной. Для этого надо только посильнее включить душ. Поставьте руку рядом с тем местом, где струя душевой воды ударяется о ванну. Вы почувствуете идущий оттуда ветерок.

Делаем сильный ветер перед дождем ?

Предыдущие выпуски Клуба можно посмотреть здесь.
А другие вопросы почемучек по теме “Ветер” здесь: “Почему ветер воет?” и “Как сделать флюгер?”
Ну а материалы моего блога о погоде и метеонаблюдениях для детей читайте по тегу “МЕТЕОСТАНЦИЯ“

Материалы по теме:

//ru.wikipedia.org/wiki/Ветер
http://adalin.mospsy.ru/l_01_00/l_01_10f.shtml
http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/obrazovanie-kapli-vo-vremya-dozhdya/
http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/pochemu-duet-veter/
http://lifecity.com.ua/?l=knowledge&mod=view&id=4165