То в виде сплошной пелены затягивают небесный свод, то представляются в виде обособленных облачных масс, иногда очень мощно развивающихся в высоту, то имеют сравнительно нежную структуру, то в виде полосок или перьев волокнистого строения, то в виде белых небольших барашков, или чешуек и т. п. Густота облаков в значительной степени зависит от их высоты. Наиболее густые и мощные облака плавают обычно на небольшой высоте — ниже двух километров. Чем выше плавают облака, тем тоньше и прозрачнее становится их строение. Все облака, которые наблюдаем мы на небе, обычно плавают в слое от поверхности до высоты 10-12 километров.
Наше представление о погоде обычно бывает тесно связано с картиной небесного свода, т. е. с формами и количеством облаков, наблюдающихся на небе.
Облака нижнего яруса
Туман
Когда процесс конденсации водяных паров происходит в самых нижних слоях , образующееся облако располагается около поверхности земли. Оно непосредственно окружает нас и представляется нам в виде тумана. Вообще, всякое облако, если находиться внутри его, например, на горе или при полете на самолете — представляется наблюдателю в виде тумана.
Слоистые облака
Всем известна картина облаков в хмурую серую погоду, когда небо затянуто сплошной совершенно однородной серой облачной пеленой, сравнительно невысоко расположенной над землей. Она производит впечатление приподнятого тумана. обычно совершенно не просвечивает через эту пелену. Иногда из нее выпадает слабый моросящий дождь в виде мелкой водяной пыли, зимою же иногда мельчайшие редкие снежинки. Это так называемые слоистые облака (международное название Stratus или сокращено St). По существу, эти облака и представляют собою туман, приподнятый над поверхностью земли. Плавают они обычно не высоко - на высоте иногда ста или нескольких сот метров, обычно не выше километра.
В некоторых случаях слоистые облака бывают разорванными на отдельные клочья с рваными краями. Тогда они носят название разорванно-слоистых облаков (международное название Fracto-Stratus или сокращенно — FrSt).
Слоисто-дождевые облака
Вспомним другую картину неба. Ненастная погода. Идет дождь, но не такой, который в виде ливня разразится быстро, быстро же и пройдет, а дождь (зимою снег), который, как говорится, «зарядил надолго» и на большом пространстве (его называют обложным дождем). Может случиться, что дождя еще и нет, но самый вид облаков заставляет скоро его ожидать. Облака имеют вид низкого темно-серого слоя, почти однообразного, так что лишь в отдельных местах этот слой кажется более темным, в других же местах немного светлее. Эти типичные облака ненастной погоды носят название слоисто-дождевых или в просторечии дождевых (международное название Nimbo-Stratus или сокращенно NbSt).
Слоисто-кучевые облака
С последней формой облаков не надо смешивать слоисто-кучевые облака (международное название Strato-Cumulus, сокр. StCu), которые представляются в виде тянущихся темных облачных валов или шарообразных масс, придающих небу волнистый вид. Обычно покров слоисто-кучевых облаков бывает не сплошной, а с просветами между отдельными валами. Эти облака обычно не сопровождаются осадками. Чаще всего встречаются они в зимнее время года, хотя бывают и летом. По своей форме они являются как бы переходными от описанных выше слоистых облаков к кучевым, на которых мы и остановимся.
Кучевые облака
Рассмотрим теперь форму облаков, обычную для хорошего летнего дня. С утра небо совершенно чисто; но вот около 8-10 часов начинают появляться на небе в отдельных местах легкие, белые облака. Они быстро растут как в стороны, так, главным, образом, кверху. Основание их почти горизонтально, вершины же имеют куполообразный вид с отдельными, обычно резко очерченными выпуклостями наверху. Освещенные солнцем, они кажутся наблюдателю ослепительной белизны. Если же находятся между наблюдателем и солнцем, кажутся темными в средней части.
Эти облака растут в течение дня, к вечеру же обычно начинают таять и постепенно исчезают. Они носят название кучевых (международное название Cumulus, сокращенно Cu).
Грозовые облака
Иногда облака, имеющие вначале вид кучевых облаков, растут настолько интенсивно, что достигают огромных размеров (часто до нескольких километров), принимают вид гор или громадных башен. Самая вершина облака часто вместо формы выпуклостей начинает принимать волокнистое строение, причем иногда имеет вид похожий на наковальню. Такие облака обычно несут с собою грозы, ливни и град, а зимою обильные снегопады. Они носят название кучево-дождевых облаков (международное, название Cumulo-Nimbus, сокращенно CuNb); когда они сопровождаются грозами, то в просторечии обычно называются грозовыми.
Рассмотренные нами пять форм облаков — слоистые, слоисто-дождевые, слоисто-кучевые, кучевые и кучево-дождевые носят название «облаков нижнего яруса». Они плавают сравнительно невысоко над поверхностью земли, так что их основание бывает не выше 2000 метров. Для слоистых облаков предельный уровень нижнего основания меньше примерно в два раза (обычно они плавают не выше 1000 метров). Облака нижнего яруса от других форм облаков (среднего и верхнего ярусов), описанных ниже, отличаются своей густотой и мощностью, заметно затеняя солнце. Кроме того, плавая на сравнительно небольшой высоте, они создают нередко известное затруднение при полетах. Полет в кучево-дождевых облаках затрудняется еще тем, что эти облака нередко сопровождаются вихрями и вообще неспокойными движениями воздуха.
Облака среднего яруса
Обратимся теперь к рассмотрению облаков более высоких, к так называемым облакам «среднего яруса».
Высокослоистые облака
Сплошной облачный покров неба в виде сероватой или голубоватой пелены может располагаться и значительно выше 1000 метров, т. е. выше того предельного уровня, на котором плавают обычные слоистые облака. Эта пелена обычно бывает настолько прозрачной, что позволяет различать солнце или луну в виде более или менее размытого пятна. Такой облачный покров носит название высокослоистых облаков (международное название Alto-Stratus, сокращенно AlSt). Высокослоистые облака, становясь более плотными, могут постепенно переходить в слоисто-дождевые облака, имеющие более темный цвет, закрывающие совершенно солнце или луну. Из слоя высокослоистых облаков иногда выпадают обложной дождь или снег.
Высококучевые облака
Эти облака имеют международное название - Aito-Cumuius, сокращенно A-Cu. По внешнему виду они соответствуют кучевым облакам нижнего яруса, хотя отличаются от них значительно меньшей мощностью, более нежным строением и плавают гораздо выше. Для наблюдателя высококучевые облака представляются в виде барашков, иногда в виде маленьких хлопьев снега, или небольших закругленных хлопьев ваты, часто приближающихся к шарообразной форме, с довольно отчетливо выраженными краями, или в виде чешуек. Толщина их настолько незначительна, что они почти не затеняют солнца, благодаря чему кажутся на небе равномерно белого цвета без теней. Эти барашки, хлопья или чешуйки обычно располагаются на небе связанными группами или рядами. Иногда они представляются в виде параллельных полос или волн, кажущихся, (вследствие «перспективы»), сходящимися между собою у горизонта. Высококучевые облака также относятся к облакам так называемого «среднего» яруса. Они плавают обычно на высоте между 2000 и 6000 метров.
Облака верхнего яруса
К наиболее высоким формам облаков или облакам верхнего яруса относятся три формы: перисто-кучевые, перисто-слоистые и перистые.
Перисто-кучевые облака
Эти облака имеют международное название Cirro-Cumulus, сокращенно CiCu. Они в переходных формах иногда напоминают собою в миниатюре высоко кучевые облака, с которыми их можно спутать. Наблюдателю перисто-кучевые облака представляются очень маленькими белыми хлопьями или миниатюрными комочками снега, располагающимися правильными группами или рядами, или же в виде ряби на песке. Иногда они образуются из описанных ниже перисто-слоистых или перистых облаков, и имеют волокнистое строение. Они настолько нежного строения, что на нижней своей стороне не дают совершенно тени.
Перисто-слоистые облака
Аналогично слоистым облакам в нижнем ярусе и высокослоистым в среднем, в верхнем ярусе наблюдается также облачная форма в виде сплошной однородной пелены, так называемые перисто-слоистые облака (международное название Cirro-Stratus или сокращенно CiSt). Эти облака затягивают небо сплошной беловатой вуалью, совершенно размытой и придающей небу белесоватый оттенок. Сквозь эту вуаль солнце и бывают видны настолько ясно, что края их дисков имеют совершенно отчетливые очертания и не размыты. Характерным признаком перисто-слоистых облаков служит появление на небе кругов около солнца или луны.
Перистые облака
Иногда на небе на большой высоте наблюдаются очень нежные отдельные облака волокнистого или нитевидного строения. Они бывают самой разнообразной формы, то в виде перьев, или конских хвостов, то в виде тонких хлопьев ваты с волокнистым строением, то в виде нитей или легких, прозрачных мазков белой краской по голубому небу. Иногда отдельные облачка бывают разбросаны беспорядочно по небу, иногда же они причудливо перепутываются между собою или располагаются в виде параллельных полос, пересекающих все небо или часть его, причем, вследствие перспективы, такие полосы кажутся сходящимися между собою. Такие облака носят название перистых (международное название Cirrus или сокращенно Ci).
Перистые облака являются наиболее высокими из облаков верхнего яруса.
Вообще же облака верхнего яруса обычно располагаются на уровнях выше 6.000 метров.
В наших широтах верхняя граница того слоя воздуха, где образуются самые высокие «перистые» облака, простирается примерно до 11-12 километров. Реже они наблюдаются несколько выше.
Самые высокие облака
Слой атмосферы от поверхности земли до высоты около 11 километров (в наших широтах) называющийся «тропосферой» характеризуется тем, что в нем понижается с ростом высоты. В вышележащем слое, носящем название «стратосферы» падение температуры с высотою прекращается. Таким образом все наблюдающиеся на небе облака плавают в тропосфере. В более высоких слоях атмосферы облаков обычного типа вообще не наблюдается.
Серебристые облака
Однако, в редких случаях, иногда на громадных высотах появляются слабо светящиеся, так называемые «серебристые облака», происхождение которых во многом еще загадочно. Они наблюдаются на небе после захода солнца, когда лучи его продолжают еще косо освещать верхние слои атмосферы, в которых плавают эти облака, почему они и кажутся светящимися на темном фоне небосвода после заката солнца.
Обнаружены эти облака были в 1885 г. вскоре после громадного извержения вулкана Кракатау (между остр. Явой и Суматрой) в 1883 г. Они плавали на исключительно большой высоте: около 70-80 километров. Некоторые ученые высказывали мысль, что эти облака представляют собою заброшенные на громадную высоту продукты извержения вулкана, состоящие преимущественно из ледяных кристаллов, образовавшихся из водяных паров, выброшенных при извержении. Отражая солнечные лучи, они и кажутся нам светящимися. Однако в последнее столетие (начиная с 1926 г.) серебристые облака стали вновь наблюдаться на небе, но уже на значительно меньшей высоте, а именно около 28 километров.
Наблюдения за появлением серебристых облаков важны в том отношении, что может быть они помогут разрешить пока загадочный вопрос о причинах их происхождения.
Очередная вылазка в нашу любимую глобальную сеть озадачила меня. Чем больше я читаю, тем больше понимаю, насколько самые простые и банальные вещи могут быть интересны.
Взять хотя бы облака. Кто в детстве не мечтал на них покататься? Мы верили, что это возможно. Ведь они наверняка мягкие и приятные на ощупь.
Позже, изучая физику, каждый из нас разочаровывался, когда узнавал природу облаков. Оказывалось, что облака – это не мягкое, пушистое и приятное. Это капельки воды или кристалики льда в атмосфере. Их еще часто называют облачными элементами. При чем, оказывается, при разных температурах состав облаков может быть разным. Облака состоят из капелек воды, если температура воздуха превышает?10 °C. Это обыкновенные дождевые облака. Если же она ниже таковай, но выще?15 °C, то в состав облаков входят как капельки, так и маленькие кристалики. Кстати сказать, именно такие облака посылают нам мокрый снег или снег с дождем. При температуре в облаке ниже?15 °C облако полностью состоит из кристалликов, которых превращаются в снежинки.
Однако, в облаке кристалики и капельки очень маленькие. А откуда же берутся огромные хлопья снега и крупные капли весеннего дождя? Все достаточно просто. Постепенно количесто элементов в облаке увеличивается. Элементы сливаются друг с другом, образуя капельки и снежинки. Облака возрастают и при достижении критической массы начинаю выпадать осадки.
Осадки обычно выпадают не из однородных облаков, а из тех, которые имеют смешанный состав хотя бы одного слоя. Это, например кучево-дождевые, слоисто-дождевые, высоко-слоистые. Хотя слабые осадки в виде мороси или слабого мелкого снега могут выпадать и из однородных облаков, например, из слоистых.
Чаще всего облака образуются и наблюдаются в нижнем слое атмосферы, именуемым тропосфера. Реже облака наблюдаюстя на высоте 20-25 километров. Такие облака получили особое название – перламутровые облака. Совсем редко облака забираются на высоту 70-80 километров. У них тоже есть свое название – серебристые.
Не смотря на огромное количество всевозможных причудливых форм облаков в трапосфере, классифицировать их достаточно просто. Даже по внешнему виду.
Перистые облака (Cirrus, Ci).
На вид, это, пожалуй, самые легкие и хрупкие облака. Они состоят из тоненьких белых ниточек или клочьеи. Такие облака всегда имеют форму вытянутых гряд. Это, пожалуй, самые высотные трапосферные облака. Наблюдатся обычно в верхних слоях трапосферы (от 3 до 18 км над землей, в зависимоти от широт). Эти облака примечательны тем, что по вертикали они могут иметь достаточно большое протяжение (от сотен метров до нескольких километров). Видимость внутри облаков не очень высокая: всего 150-500 метров.Причиной этого является то, что состоят такие облака из достаточно крупных кристаликов льда. Из-за этого они имеют заметную скорость падения. Однако из-за ветра мы видим не вертикальные полоски, а сдвинутые и причудливым образом искривленные нити перистых облаков.
Интересно, что такие облака часто движутся впереди теплой воздушной массы. Так же они часто сопровождают антициклоны. А иногда даже являются банальными остатками кучево-дождевых облаков.
Очень интересно, что появление таких облаков может свидетельствовать о предстоящем сильном проливном дожде примерно через сутки.
Перистые облака так же делятся на несколько подвидов.
Перисто-кучевые облака (Cirrocumulus, Cc).
Расположены эти облака так же высоко, как предыдущий вид. Из таких облаков мы никогда не увидем осадков. Интересно при этом, что при появлении таких облако можно смело сказать – через несколько часов возможна гроза с ливнем. А иногда и шторм.
Такие облака прозвали “барашками” за их причедливые формы в виде небольших групп или рядов шариков. Очень часто наблюдаются с перисто-слоистыми и перистыми.
Высота нижней границы чуть выше, чем у предыдущего вида. Она простирается примерно на 6-8 километрах от земли. Протяженность по вертикали достигает километра. Однако видимость внутри намного выше перистых облаков – от 5,5 до 10 километров.
Пи таких облаках наблюдается очень интересное явление – иридизация. Оно заключается в том, что края облаков приобретаю радужную окраску, что само по себе очень красиво.
Перисто-слоистые облака (Cirrostratus, Cs).
Эти облака состоят из кристаликов льда. Их очень легко узнать: они представляют собой однородную белесую пелену, заволакивающую небо. Появляются они обычно почти сразу после перистых собратьев. Хотя высота их расположения/ такая же, как у предыдущих видов, по вертикали они намного длиннее своих собратьем. Их протяженнность колеблется от 2 до 6 километров. Видимость внутри облака очень маленькая: от 50 до 200 метров. Как и предыдущие два вида появление таких облаков сулит скорое изменение погоды. За ними следуют дожди и грозы. Почему, спаросите вы? Да все просто. Все вышеперечисленные виды облаков движутся впережи теплой воздушной массы, в которой очень много влаги. А она, в свою очередь, и является источником дождей.
Не смотря на то, что облака затягиваю небо пеленой, свет Солнца и Луны может проходить сквозь них. При этом часто лучи искажатся и образуется такое интересное явление, как гало. Она представляет собой светящееся кольцо вокруг Солнца или Луны. Но, к сожалению, это красивое явление очень недолговечно, поскольку облака очень быстрно начинают уплотнятся.
Интересный факт, что круг гало в народе являлся предзнаменованием близкого дождя. Люди верили, что это Луна или Солнце умывалось. А после водных процеду светила, по примете, выливали соду на землю.
Высоко-слоистые облака (Altostratus, As).
Внешне они представляют собой мрачную сероватую или сине-серую пелену, через которую иногда проглядывает солнышко, хотя и в виде бесформенного расплывчатого пятна.
Эти облака обитают, так сказать ниже, чем уже рассмотренные их собратья примерно на высот 3-5 километров над уровнем моря. Но они так же достаточно протяжены по вертикали - от 1 до 4 километров. Видимость в них совсем маленькая - 25-40 метров. Состав этих облаков неоднороден. В него входят как кристаллики, так и капельки воды, правда, переохлажденной.
В отличии от всех вышеперечисленных видов из этих облаков в любое время года всегда выпадают осадки в виде дождя или снега. Интересно, что дождь из таких облаков не долетает до земли, а испаряется в процессе полета.
Вслед за этими облаками появляются слоисто дождевые собратья.
Высоко-кучевые облака (Altocumulus, Ac).
Эти облака являются предвестниками скорейших ливней. Они имеют форму небольших шаров или прастинок, которые располагаются рядами или собираются в отдельные группы. Расцветка их самая различная: от белых, да синих. Протяженость их невелика -всего до нескольких сот метров. Видимоть тоже слабовата: всего то 50-70 метров. Расположены они в средних слоях стратосферы, примерно от 2 до 6 километров над землей. Помимо дождей такие облака несут вместе с собой похолодание.
Слоисто-дождевые облака (Nimbostratus, Ns).
Это хмурые тёмно-серые облака, которые представляют собой сплошной слой. Кажется, что нет ему не конца не края. Везде пасмурное небо, из которого постоянно льет дождь. Так продолжается довольно долго.
Они намного темнее своих слоистых собратьев. В отличии от всех вышеописанных облаков эти расположены в нижних слоях стратосферы. Витают они практически над землей на расстоянии от 100 метров, хотя их толщина может быть до нескольких километров.
Движения этих облаков сопровождает сильный и холодный ветер, температура понижается.
Слоистые облака (Stratus, St).
Этот вид облаков очень похож на туман. Расположены они очень низко над землей. Нижняя граница не превышает сотни метров. Иногда, когда облака летают очень низко,они могут слиться с обычным туманом.
Максимальная толщина у них сотня метров. Эти облака не всегда приносят дождь. Лишь только загустев и окрепнув, они прольют драгоценную влагу на землю. При этом дождь будет не очень сильный и намного короче, нежели дождь слоисто-дождевых облаков.
Слоисто-кучевые облака (Stratocumulus, Sc).
Такие облака не всегда приносят с собой осадки. Образуются они, когда холодный воздух приходит на смену теплому. При этом влага не выделяется, а наоборот поглощается. И дождей не наблюдается. Они имеют преимущественно серую расцветку и представлены в виде крупных волн и гряд, между которыми есть небольшие просветы. Имеют среднюю ширину - 200-800 метров.
Кучевые облака (Cumulus, Cu).
Иногда их называют вестниками хорошей погоды. Этот вид облаков мы видим наиболее часто. Белые, яркие, в виде всевозможных фигурок они потрясают и развивают наше воображение. Они имеют форму купола с плоским основанием или башен с округлыми очертаниями. Примечательно, что они очень широкие - до 5 километров и более.
Кучево-дождевые облака (Cumulonimbus, Cu).
Это очень мощные облака. Иногда их ширина достигает 14 километров. Это облака гроз, ливней, града и шквального ветра. Чаще всего к этим облакам применяют слово «тучи». Иногда они выстраиваются в так называемую линию шквалов. Интересно, что состав облаков разнится в зависимости от высоты. Если нижние слои состоят преимущественно из капелек воды, то верхние - из кристалликов льда. Развиваются они из мощных кучевых облаков, а их появление не предвещает ничего хорошего.
Кстати, облака есть не только на нашей планете. Оказывается, что везде, где есть газовая оболочка, есть и облака. Но состоят они не из воды, а, например, из серной кислоты.
Вот видео, в котором показаны различные облака: (удивительно красиво!)
Ну вот, пожалуй и все, что я хотела написать об этих белогривых лошадках в этот раз.
Облака летают по небу, высоко над нашими головами. Они часто приковывают к себе взгляды взрослых и детей. Нет ничего удивительного в том, что у вас может возникнуть множество вопросов о том как появляются облака, из чего они состоят, как парят в небе, какие бывают и т.д. В этой статье вы получите ответы на все эти вопросы и сможете удовлетворить свое любопытство.
Из чего состоят облака?
Облака состоят из множества крошечных капелек воды или кристалликов льда, парящих в небе на разных высотах.
Как формируются облака?
Поскольку Солнце нагревает воду, она превращается в газ, называемый водяным паром. Этот процесс называется испарением. Когда водяной пар поднимается к небу, он охлаждается. Чем выше, тем прохладнее воздух. В конце концов, пар становится достаточно прохладным и конденсируется в капельки воды образовывая облака, которые мы наблюдаем на небе.
Как облака парят по небу?
Облака легче, чем окружающий воздух. Это означает, что они могут буквально плыть по небу. При этом потоки воздуха способны увеличивать их скорость.
Когда облака накапливают много влаги, и становятся тяжелыми, начинается дождь, град или снег.
Где встречаются облака?
Схема основных слоев атмосферы Земли
Все основные типы облаков парят в тропосфере; это самая низкая часть , наиболее близкая к Земле. Над тропосферой находится стратосфера, а выше - мезосфера, термосфера и экзосфера.
Почему облака разные?
Существует 10 основных видов облаков:
Кучевые облака
Они выглядят как пушистые шарики из ваты. Как правило, кучевые облака встречаются в спокойные ясные дни и указывают на хорошую погоду. Однако при определенных условиях они могут стать грозовыми.
Слоистые облака
Это плоские, серые, безликие слои, которые часто находятся близко к поверхности Земли, скрывая облака выше. Иногда они могут вызвать легкий дождь. Туман - это просто слоистое облако, которое опустилось до уровня поверхности земли. И когда вы идете в туманную погоду, вы фактически проходите через облака.
Слоисто-кучевые облака
Слоистые облака могут распадаться, образуя кучевые облака. Или несколько кучевых облаков способны соединяться вместе, образуя слои. Расстояние между ними характеризует этот тип, как слоисто-кучевые облака.
Высокослоистые облака
Высокослоистые облака находятся в середине тропосферы. Они обычно тоньше и легче, чем слоистые. Если внимательно посмотреть на небо, сквозь такое облако можно увидеть солнечные лучи.
Высококучевые облака
Подобно высокослоистым, высококучевые облака находятся в середине тропосферы. Однако есть разница, высококучевые облака значительно меньше кучевых и состоят как из кристаллов льда, так и капелек воды.
Перистые облака
Перистые облака - это облака самого высокого уровня, состоящие целиком из кристалликов льда. Это тонкие облака, которые выглядят как хвост лошади.
Перисто-кучевые облака
Это кучевые облака на высоте перистых. Перисто-кучевые облака состоят исключительно из кристалликов льда. Они похожи на маленькие рыбные чешуйки в небе.
Перисто-слоистые облака
Перисто-слоистые облака находятся высоко в небе. Они могут вызвать прекрасные оптические феномены, такие как Гало. Солнце по-прежнему сияет ярко сквозь эти слои, несмотря на то, что небо может быть полностью ими покрыто.
Слоисто-дождевые облака
Слоисто-дождевые облака производят длительный дождь или снег, который может быть легким, или умеренным. Эти высокие слоистые облака существуют на низких и средних уровнях тропосферы.
Кучево-дождевые облака
Также известные как «короли облаков», кучево-дождевые облака несут ответственность за очень сильный дождь и град. Осадки выпадают за короткий промежуток времени.
Это также единственные облака, которые могут генерировать молнию и гром. Кучево-дождевые облака очень высоки и часто распространяются на разных слоях неба.
Как различить в небе кучевые, высококучевые и перисто-кучевые облака?
Различить эти типы облаков можно с помощью руки. Протяните руку в сторону облака и сожмите пальцы в кулак. Если облако будет больше, чем кулак - это кучевое облако.
Если облако меньше, чем кулак, отведите в сторону большой палец. Когда облако больше пальца - это высококучевое, а если оно меньше - это, скорее всего, перисто-кучевое облако.
Почему облака белые?
Облака белые, потому что капли внутри них больше, чем частицы в вокруг. Это делает капельки облаков способными рассеивать и разбивать свет на различные цвета, которые затем объединяются в белый цвет.
Облака выглядят серыми, когда становятся достаточно плотными, чтобы не пропускать солнечные свет.
Что такое конденсационный след от самолета?
Конденсационный след образуется, когда самолеты проходят через прохладный воздух. Выброс теплого, влажного воздуха из выхлопной трубы самолета вызывает на своем пути облачную тропу.
Как определить погоду по облакам?
Сложно точно предсказать погоду с помощью облаков, однако по некоторым признакам это можно сделать! Если облака высокие, темные и покрывают все небо, дождь будет продолжительный. В случае, когда большая часть неба голубая, можно ожидать небольшой дождь.
Если кучевые облака становятся все выше и выше, вы можете наблюдать резкие ливни вечером или даже гром и молнию. Однако это зачастую происходит в жаркие и влажные дни.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Земли - есть, конечно же, облака. Разнообразные формы и виды облаков просто не могут не восхищать. Казалось бы, как это не похожие друг на друга облака, можно классифицировать? Оказывается можно! И очень просто. Вы, наверное, сами не раз замечали, что одни облака образовываются очень высоко в небе, а другие на их фоне находятся значительно ниже. Выходит, что разные облака формируются в небе на разной высоте. Те виды облаков, которые почти не заметны, имеют полупрозрачный цвет и форму нитей, двигаясь вдоль Солнца или Луны, практически не ослабляют их свет. А те, которые находятся ниже имеют более плотную структуру и практически полностью скрывают Луну и Солнце.
Как же образуются облака? Как мы уже говорили, облака - это воздух, точнее теплый воздух, который поднимается от земной поверхности с Доходя до определенной высоты, воздух охлаждается, а пар преобразуется в воду. Из этого, собственно, и состоят облака.
Но отчего же зависит форма и виды облаков? А зависит это от той высоты, на которой облако образовалось и той температуры, которая там есть. Рассмотрим подробнее разные виды облаков.
Серебристые - образуются на высоте 70-90 км от поверхности земли. Они представляют собой достаточно тонкий слой, который еле заметен на фоне неба ночью.
Перламутровые облака - находятся на высоте 20-30 км. Такие облака образуются сравнительно редко. Их можно увидеть перед тем как Солнце будет всходить, или когда уже будет заходить за горизонт.
Перистые - располагаются на высоте 7-10 км. Тонкие облака белого цвета, которые похожи на спутанные или параллельные нити.
Перисто-слоистые облака - находятся на расстоянии 6-8 км от земли. Представляют собой пелену белого или голубого цвета.
Перисто-кучевые - тоже находятся на высоте 6-8 км. Тонкие облака белого цвета, которые похожи на скопление хлопьев.
Высококучевые облака - 2-6 км. Слабо-просвечивающийся слой облаков в виде волн белого, серого или синего цвета. Из такого вида облаков возможно выпадение слабых осадков.
Высокослоистые - 3-5 ка над землей. Представляют собой пелену иногда волокнистую на вид. Из них возможно выпадение слабого дождя или снега.
Слоисто-кучевые облака - 0,3-1,5 км. Это слой с хорошо различимой структурой, похожий на пластину или волну. Из таких облаков выпадают небольшие осадки в виде снега или дождя.
Слоистые облака - находятся на высоте 0,5-0,7 км. Однородный, непрозрачный слой серого цвета.
Слоисто-дождевые - находятся на высоте 0,-1,0 км от земли. Непрерывная, непрозрачная пелена темно-серого цвета. Из таких облаков идут снег или дождь.
Кучевые облака - 0,8-1,5 км. Имеют серое, плоское на вид основание и плотные куполообразные вершины белого цвета. Как правило, осадков с такого вида облаков не бывает.
Кучево-дождевые облака - 0,4-1,0 км. Представляет собой целый массив облаков, у которого темно-синее основание и белая вершина. Такие облака приносят осадки - ливни, грозы, град или снежную крупу.
При любой возможности всматривайтесь в небо, и вы уже очень скоро научитесь различать не только формы, но и виды облаков.
1. Классификация облаков.
2. Микрофизика облаков.
3. Световые явления в облаках.
4. Электричество облаков и осадков.
5. Суточный и годовой ход облачности.
1. Классификация облаков
Облака – одно из интереснейших явлений природы. В том сложном комплексе элементов и явлений, который объединяется понятием погода, облакам принадлежит определяющая роль. Они изменяют тепловой и радиационный режим атмосферы и тем самым оказывают большое влияние на многие стороны деятельности человека. Прежде всего – на сельское производство, лесное хозяйство, различные виды транспорта (особенно на авиацию). До сих пор облака и туманы существенно влияют на взлет, посадку и полет самолета. Полет самолета в облаках сопровождается:
сильным ухудшением видимости;
возникновением оледенения;
«болтанкой» (следствие развитой турбулентности).
Облако – видимая совокупность взвешенных капель воды или кристаллов льда, находящихся на некоторой высоте над земной поверхностью.
Облако – туман в высоте (В.И. Даль).
С точки зрения микрофизического строения принципиальной разницы между облаками и туманами нет. Но они существенно отличаются по условиям образования вертикальной мощности, водности и других параметров.
Облака – системы взвешенных в атмосфере (не у самой земной поверхности) продуктов сгущения (конденсации) водяного пара – капель воды, кристаллов льда, тех и других вместе. Они носят название облачных элементов (Метеорологический словарь, 1974).
Облака возникают в результате конденсации водяного пара в атмосфере. Они образуются либо вследствие общего увеличения влагосодержания в атмосфере, либо под влиянием понижения температуры воздуха. А в реальных условиях оба эти фактора играют роль. Понижение температуры может происходить в результате адиабатического охлаждения, излучения и турбулентного перемешивания.
Длительность существования облака может изменяться в широких пределах. Кучевое облако может существовать 10–15 минут, другое – несколько часов. Пока облако существует, в нем идет непрерывный процесс облакообразования: одни элементы испаряются, другие – выпадают, третьи – возникают заново.
Наблюдаемое в природе многообразие форм облаков во всевозможных сочетаниях является результатом сложных процессов, развивающихся в атмосфере.
По структуре облаков и связанных с ними осадков можно судить о состоянии атмосферы на данный момент и (что более важно) о ее ближайших изменениях. Кстати, до начала систематического аэрологического зондирования облака являлись важным элементом так называемой косвенной аэрологии, так как по облакам судили о процессах в нижней половине тропосферы.
Облака классифицируются по нескольким признакам:
по фазовому состоянию облачных элементов;
по форме и высоте расположения;
по происхождению.
По фазовому состоянию облачных элементов облака делятся на классы:
водяные (капельные);
смешанные;
ледяные (кристаллические).
Водяные (капельные) облака состоят только из капель. Они могут существовать как при положительных, так и при отрицательных (до -10°С и ниже) температурах. Такими являются высоко-кучевые, слоистые, кучевые.
Смешанные облака состоят из смеси переохлажденных капель и ледяных кристаллов. Они могут существовать, как правило, при температуре от -10 до -40°С. Образуются в результате возникновения кристаллов в водяном облаке, либо в результате попадания кристаллов в водяное облако извне. Смешанные облака дают осадки. Это высоко-слоистые, слоисто-дождевые, кучево-дождевые; при низких температурах иногда также высоко-кучевые, слоистые, слоисто-кучевые.
Ледяные (кристаллические) облака состоят только из ледяных кристаллов. Они могут существовать только при температуре ниже -40°С. Это все облака верхнего яруса: перистые, перисто-слоистые, перисто-кучевые, а также вершины кучево-дождевых облаков.
По форме и высоте расположения формы облаков в тропосфере разнообразны и изменчивы. Но их можно свести к относительно небольшому количеству типов. Первая и самая удачная классификация облаков была предложена в 1803 г. английским фармакологом Люком Ховардом. До сих пор она считается непревзойденной. Она оказалась настолько простой и точной, что ее до сих пор используют метеорологи. В конце 19 века была принята международная классификация облаков. С 80-х годов 19 века при составлении классификации облаков используют фотографии. В настоящее время они объединены в Международном атласе облаков. В современном варианте международной классификации облака делятся на
Три типа: перистые, слоистые, кучевые;
Десять родов (форм) – сочетание трех типов;
В каждой форме выделяют виды, разновидности и дополнительные особенности.
Основные 10 форм облаков
|
Перистые (Ci) |
Верхний ярус |
|
Перисто-кучевые (Cc) |
|
|
Перисто-слоистые (Cs) |
|
|
Высоко-слоистые (As) |
Средний ярус |
|
Высоко-кучевые (Ac) |
|
|
Слоисто-кучевые (Sc) |
Нижний ярус |
|
Слоистые (St) |
|
|
Слоисто-дождевые (Ns) |
|
|
Кучевые (Cu) |
Вертикального развития |
|
Кучево-дождевые (Cb) |
По высоте расположения: облака условно делятся на три яруса: верхнего, среднего и нижнего (таблица 8). А также выделяют облака вертикального развития: основание этих облаков лежит в нижнем ярусе, а вершина – в среднем или верхнем.
Таблица 8 – Высота расположения облаков разных ярусов в зависимости от широты, км
Краткая характеристика различных форм облаков
Верхний ярус – ледяные, белого цвета, не затеняющие Солнце.
Перистые облака (Ci) состоят из отдельных перистообразных элементов в виде тонких белых нитей или белых клочьев и вытянутых гряд. Они имеют волокнистую структуру и шелковистый блеск. Из-за сильных ветров они имеют характерную форму вытянутых, растрепанных «кобыльих хвостов». Имеют значительное вертикальное протяжение (порядка сотен метров).
Виды: нитевидные, когтевидные, башенкообразные, плотные, хлопьевидные.
Разновидности: перепутанные, радиальные, хребтовидные, двойные.
Перисто-кучевые облака (Сс) – высокие и пушистые, состоящие из отдельных образований (очень мелких зерен, хлопьев, шариков, завитков). Они напоминают рябь на поверхности воды или песка. Часто образуют красивые регулярные волны: «небо в барашках».
Разновидности: волнистые, дырявые.
Иногда дают полосы падения.
Перисто-слоистые облака (Cs): ледяная вуаль, тонкая, молочно-белая, прозрачная. Солнце просвечивает через них так ярко, что вокруг него появляются кольца (гало), а иногда и ложные солнца. Толщина слоя от сотен метров до километра.
Виды: нитевидные, туманообразные.
Разновидности: двойные, волнистые.
Средний ярус
Высоко-кучевые облака (Aс) на средних высотах похожи на хлопья или валики белого или серого цвета. В отличие от перисто-кучевых облаков, более высоких, у них всегда более темные края. Это достаточно тонкие облака. Для высоко-кучевых облаков характерны такие оптические явления как иризация и венцы.
Виды: слоистообразные, чечевицеобразные, башенкообразные, хлопьевидные.
Разновидности: просвечивающиеся, с просветами, двойные, волнистые, радиальные, дырявые.
Особенности: полосы падения, вымеобразный характер.
Высоко-слоистые (As) застилают небосвод целиком или частично. Через отдельные облака, менее плотные, может просвечивать Солнце или Луна. В этом случае они видны как бы через стекло, в виде размытых пятен. Это типичные смешанные облака. Дают слабые осадки. Гало не наблюдается.
Виды не различаются.
Разновидности: просвечивающие, непросвечивающие, двойные, волнистые, радиальные.
Особенности: нижняя поверхность иногда имеет вымеобразный вид; под слоем As часто наблюдаются клочья более низких облаков.
Нижний ярус
Слоисто-дождевые (Ns): серый облачный покров, часто мрачного вида, кажущийся размытым. Слой облаков более мощный, чем у высоко-слоистых, поэтому Солнце и Луна через них не просвечивают. Эти облака находятся в нижнем и среднем, а зачастую и в верхнем ярусах. Это смешанные облака: в нижней части состоят из крупных капель и снежинок, а в верхней – из мелких капель и мелких же снежинок (как и As).
Виды и разновидности не выделяются.
Особенности: полосы падения, облачные клочья.
Слоисто-кучевые (Sc) часто образуются из верхних кучевых облаков, когда те поднимаются и растекаются в стороны. Если смотреть на них с самолета, то они выглядят как волнистое одеяло из валиков и выступов с просветами. Валики, диски, плиты белого цвета но всегда с более темными участками, имеют большую протяженность, чем Ac (> 5°). Это водяные (капельные) облака, поэтому осадков они не дают.
Виды: слоистообразные, чечевицеобразные, башенкообразные.
Разновидности: просвечивающие, с просветами, непросвечивающие, двойные, волнистые, радиальные, дырявые.
Особенности: вымеобразные, структура нижней поверхности.
Слоистые (St) являются водными или смешанными, выглядят как однородный серый слой. При малой плотности через них просвечивает Солнце, при этом оно имеет четкие очертания. Из слоистых облаков может выпадать морось, а зимой – ледяные иглы, мелкий снег, снежные зерна. Мощность слоя до нескольких сотен метров.
Виды: туманообразные, разорванные.
Разновидности: непросвечивающие просвечивающие, волнистые.
Облака вертикального развития
Кучевые (Cu) плотные облака с резко обозначенными контурами. Развиваются вверх, образуя плотные белые верхушки, похожие на цветную капусту, основания облаков сравнительно темные. Вертикальная мощность варьирует в широких пределах:
у плоских – десятки и сотни метров;
у мощных – более 5 км.
Это водяные облака (состоят из капель), поэтому осадков не дают (за исключением тропиков, где из мощных кучевых облаков могут выпадать небольшие дожди).
Виды: плоские, средние, мощные, разорванные.
Разновидности: радирующие.
Особенности: шапка, полосы падения.
Кучево-дождевые (Cb) больше и темнее, результат дальнейшего развития кучевых по вертикали. Вертикальная мощность кучево-дождевых облаков может изменяться от 3 до 15 км. Они сильно изменяют освещение (уменьшают), так как закрывают Солнце. Это смешанные облака: в нижней части находятся капли, в средней – капли и кристаллы, в верхней – кристаллы. Именно с Cb связаны ливни, грозы, шквалы, смерчи. В полярных широтах редки.
Виды: лысые, волосатые.
Особенности: полосы падения, клочья, наковальня, вымеобразные выступы, шапка, вуаль, ворот, изредка хобот.
По происхождению выделяют генетические типы облаков:
Внутримассовые
а) облака конвекции, б) облака устойчивых масс.
Фронтальные
а) облака восходящего скольжения, б) орографические облака.
В первом генетическом типе (внутримассовые) выделяют облака конвекции и облака устойчивых воздушных масс.
Облака конвекции возникают в результате охлаждения воздуха в вертикальных восходящих токах. В первой стадии развития термической конвекции, когда она является лишь разновидностью турбулентного движения, это плоские кучевые облака, а так же разорвано-кучевые; при возникновении хорошо оформленных восходящих токов значительной скорости (3,6 м/с и более) возникают мощные кучевые и кучево-дождевые облака. В среднем ярусе с конвекцией связаны некоторые разновидности высококучевых облаков: башенкообразные и хлопьевидные.
Кучевообразные, или конвективные, облака имеют вид изолированных облачных масс. Они сильно развиты по вертикали и имеют небольшую (среднюю) протяженность по горизонтали.
В результате неравномерного прогревания земной поверхности Солнцем кое-где образуются «пузыри» теплого воздуха, которые поднимаются вверх и попадают в слои более холодного воздуха (термики). Там они остывают, водяной пар в них конденсируется, и образуются облака (рисунок 30). Эти пузыри, или конвекционные ячейки, живут не более 20 минут за редким исключением. Часто в одном месте образуется несколько ячеек, тогда облако может просуществовать около часа.
По исследованиям методом фотограмметрирования с земли и при наблюдениях в полетах, конвективное облако состоит из отдельных потоков, которые имеют форму струи или термика (пузыря). В среднем диаметр струй у земной поверхности (и до высоты около 3000 метров) равен 60 метров, а средняя концентрация потоков составляет 40 струй на 1 км 2 . Размеры конвективных потоков в мощных кучевых облаках значительно больше, чем вне их (в облаке d ~ 90 м, под ним – 50 м).
Рисунок 30 – Схема возникновения термической конвекции (Облака, 2007)
В связи с развитием конвективного облака в тропосфере выделяют следующие уровни:
а) уровень конденсации, практически совпадает с нижней границей облака; Zк
б) уровень нулевой изотермы, отделяющий переохлажденную (верхнюю) часть облака от непереохлажденной; Zо
в) уровень свободной конвекции, практически совпадающий с верхней границей облака.
Слои с инверсиями температуры задерживают конвекцию и препятствуют дальнейшему развитию вершин кучевых облаков.
Динамическая конвекция обусловлена вынужденным подъемом теплого воздуха при обтекании препятствия. Роль препятствия может выполнять горный хребет (рисунок 31) или фронтальная поверхность с крутым углом наклона.
Облака конвекции развиваются в неустойчивых воздушных массах (в холодных в.м., двигающихся над теплой поверхностью; местных в.м. над сушей летом) носят название кучевообразных (не кучевые).
Облака устойчивых воздушных масс возникают в связи с охлаждением воздуха от подстилающей поверхности, динамической турбулентностью и волновыми движениями в атмосфере. К этому подтипу облаков относятся слоистые, слоисто-кучевые и высоко-кучевые. Они имеют выраженную волнистую структуру, поэтому носят название волнистообразных.
Рисунок 31 – Схема возникновения динамической конвекции при перетекании воздушного потока через хребет (Облака, 2007)
В атмосфере наблюдаются волновые движения самой разной амплитуды и длины волны. Под влиянием таких движений при определенных условиях могут формироваться волнистообразные облака, которые имеют вид распространенного по горизонтали (десятки и сотни километров) слоя, состоящего из дисков, плит, валов (рисунок 32). Эти облака имеют в среднем небольшую вертикальную мощность (несколько десятков или сотен метров), но в отдельных случаях – до 2–3 км.
Рисунок 32 – Схема образования волнистообразной облачности под слоем инверсии
(Облака, 2007)
По современным данным, волнистообразные облака формируются в результате переноса облаков других форм из областей пониженного давления в области повышенного и их дальнейшей трансформации. Под существующими облаками образуется слой инверсии в результате нисходящих движений воздуха. Кроме свободных волн, в атмосфере могут возникать вынужденные стоячие волны над горами, через которые перетекает воздух. В данном случае образуются облака препятствий.
Фронтальные облака . В связи с фронтами возникают огромные облачные системы, вытянутые вдоль линии фронта на тысячи километров и шириной сотни километров. Такие облака называются облаками восходящего скольжения. Фронт отделяет пологий клин холодного воздуха от лежащего рядом с ним и над ним слоя теплого воздуха. Теплый воздух медленно поднимается по холодному клину, что приводит к адиабатическому охлаждению мощных слоев и конденсации водяного пара (рисунок 33). В результате возникает мощный облачный слой. Такие облака называют слоистообразными. Самую большую толщину (несколько километров) имеют слоисто-дождевые облака. Дальше от линии фронта они сменяются высоко-слоистыми, перисто-слоистыми. На расстоянии многих сотен километров от линии фронта наблюдаются гряды перистых облаков. Фронтальные облака могут усиливаться при приближении фронта к горному хребту.
Рисунок 33 – Схема образования облаков восходящего скольжения (Облака, 2007)
Кроме того, выделяют:
Облака вулканических извержений – кучевообразные облака, возникающие над вулканами при извержении. Отличаются быстрым развитием, обильными клубами. Состоят из пыли (пепла) и водяных капель, иногда дают осадки. С ними могут быть связаны электрические явления.
Облака запруживания (замедление горизонтального переноса воздуха при продвижении его на подстилающую поверхность с увеличенным трением, в особенности перед горными хребтами и массивами).
Облака пожаров – образуются вследствие образования сильных восходящих токов конвекции над большими (лесными) пожарами. Содержат продукты сгорания (дым, сажу, пепел). Часто имеют мрачный вид.
