Осадки возвращают атмосферную воду на поверхность. Но видимое облако ещё не означает выпадения: его капли и кристаллы могут быть слишком малы, а восходящие потоки удерживают их в воздухе. Для осадков частицы должны вырасти и пройти через нижележащий слой, где часть воды способна снова испариться.[1]
В метеорологическом описании отдельно учитывают воду, осаждающуюся непосредственно на поверхностях, например росу и иней, и выпадение из облаков. Эти формы могут входить в более широкие классификации атмосферной влаги, но обычная сумма дождя и снега не описывает их автоматически. Поэтому в водном балансе важно понимать состав измеряемого показателя.
Как образуются дождь и снег
Капли растут при конденсации и столкновениях с последующим слиянием. В смешанных облаках важен рост ледяных кристаллов за счёт водяного пара; при выпадении они могут сохраняться как снег или таять и достигать земли дождём. USGS[2][1] описывает оба механизма, поэтому образование дождя нельзя всегда сводить к простому слиянию жидких капель.[1]
Количество выражают толщиной слоя воды: 1 мм на горизонтальной площади соответствует 1 л/м². Условно, 20 мм над 1 км² дают 20000 м³ выпавшей воды. Это объём осадков, а не готовый речной сток: часть задерживается растительностью, проникает в грунт, испаряется или остаётся в понижениях.
Для снега используют водный эквивалент — количество воды после таяния. Одинаковая высота свежего и уплотнённого снега может соответствовать разному запасу воды. Поэтому сантиметры снежного покрова нельзя переводить в миллиметры осадков одним неизменным коэффициентом для всех условий.
Почему распределение во времени важнее одной суммы
Одинаковые 30 мм за месяц и за короткий ливень создают разные условия. Высокая интенсивность может превысить способность почвы впитывать воду и увеличить поверхностный сток и эрозию. Более растянутое поступление иногда лучше пополняет почвенную влагу, но результат зависит от исходного насыщения, структуры почвы и растительности.
Сезонный снег хранит воду и переносит её поступление в реки на время таяния. Изменение доли дождя и снега поэтому меняет сроки водообеспечения даже без изменения годовой суммы. USGS рассматривает осадки вместе с запасами, инфильтрацией, стоком и использованием воды человеком: ни один из этих потоков не равен всей выпавшей воде.[2]
Осадкомеры дают локальные измерения, радары и спутники — пространственные оценки с собственными ограничениями. NASA GPM[3] сочетает радиолокационные и радиометрические наблюдения и алгоритмы для оценки дождя и снега.[3] Различие точечного измерения и средней величины в ячейке особенно важно при локальных ливнях. Для экологического вывода учитывают не только сумму, но также площадь, длительность, интенсивность и фазу осадков.