Осадки выпадают в том случае, если хотя бы часть элементов,
составляющих облако (капель или кристаллов), по каким-то причинам
укрупняется. Когда облачные элементы становятся настолько тяжелыми,
что сопротивление воздуха и восходящие его движения больше не могут
удерживать их во взвешенном состоянии, они выпадают из облака в виде
осадков.
Укрупнение капель до нужных размеров не может происходить путем
конденсации. В результате конденсации получаются только очень мелкие
капли. Для образования более крупных капель процесс конденсации
должен был бы продолжаться чрезмерно долго. Более крупные капли,
выпадающие из облака в виде дождя, могут возникать различными
путями.
Капли могут укрупняться в результате взаимного их слияния. Если
капли заряжены разноименными электрическими зарядами, это
благоприятствует их слиянию. Большое значение имеет также различие
размеров капель. При разных размерах они падают с разной скоростью и
потому легче сталкиваются между собой. Столкновениям капель
способствует также турбулентность. В результате такого укрупнения
капель из слоистых облаков иногда выпадает морось, а из мощных
кучевых облаков - мелкий н малоинтенсивный дождь, особенно в
тропиках, где содержание жидкой воды в облаках велико.
Но обильные осадки не могут возникнуть лишь при укрупнении капель
путем их слияния. Для выпадения обильных осадков необходимо, чтобы
облака были смешанными, т. е. чтобы в них находились переохлажденные
капли и кристаллы. Смешанными облаками являются высоко-слоистые,
слоисто-дождевые и кучево-дождевые. Если переохлажденные капли и
кристаллы находятся во взаимном соседстве, условия влажности таковы,
что для капель имеет место насыщение, а для кристаллов- пересыщение.
Но в этом случае кристаллы будут быстро расти путем сублимации,
количество водяного пара в воздухе уменьшится и для капель он станет
ненасыщенным. Поэтому одновременно с ростом кристаллов будет
происходить испарение капель, т. е. будет происходить перегонка
водяного пара с капель на кристаллы.
Укрупнившиеся кристаллы начинают выпадать из верхней части облака,
где они преимущественно находятся. По пути они продолжают
укрупняться путем сублимации и, кроме того, путем сталкивания с
переохлажденными каплями. Капли, замерзшие при соприкосновении с
кристаллами, и обломки кристаллов во много раз увеличивают число
частиц, на которых происходит кристаллизация.
Таким образом, в нижней части облака или облачного слоя появились
крупные кристаллы. В одних случаях, если в этой части облака
температура выше нуля, кристаллы начинают таять и превращаться в
капли, которые и выпадают из облака в виде дождя. При разной
скорости падения капли могут коагулировать (сливаться) между собой.
В других случаях, кристаллы начинают таять под основанием облака, и
также образовавшиеся капли выпадают в виде дождя. Наконец, если
температура под облаками отрицательная до самой земной поверхности,
выпадают осадки в виде снега или крупы. Более сложные условия имеют
место, если выпадают осадки в виде града или ледяного дождя, но
существо явления такое же.