Всем доводилось видеть облака. Они бывают большими и маленькими, почти прозрачными и совсем густыми, белыми или темными, предгрозовыми. Принимая различную форму, они напоминают животных и предметы. Но и почему они так выглядят? Об этом расскажем ниже.
Что такое облако
Тот, кто летал на самолете, наверняка "проходил" сквозь облако и заметил, что оно похоже на туман, только находится он не прямо над землей, а высоко в небе. Сравнение вполне логичное, ведь и то, и другое представляет собой обычный пар. А он, в свою очередь, состоит из микроскопических капелек воды. Откуда же они берутся?
Эта вода поднимается в воздух в результате испарения с поверхности земли и водоемов. Поэтому наибольшее скопление облаков наблюдается над морями. За год с их поверхности испаряется около 400 тысяч кубических километров, что в 4 раза превышает аналогичный показатель суши.
Какие бывают? Все зависит от состояния воды, которая их образует. Она может быть газообразной, жидкой или твердой. Может показаться удивительным, но некоторые облака действительно состоят из льдинок.
Мы уже выяснили, что облака образуются в результате скопления большого количества частичек воды. Но для завершения процесса необходимо связующее звено, к которому будут "липнуть" капли и собираться вместе. Зачастую эту роль выполняет пыль, дым или соль.
Классификация
От высоты расположения во многом зависит, из чего образуются облака и как они будут выглядеть. Как правило, белые массы, которые мы привыкли видеть на небе, появляются в тропосфере. Ее верхняя граница варьируется в зависимости от географического положения. Чем ближе территория к экватору, тем выше могут формироваться стандартные облака. Например, над местностью с тропическим климатом граница тропосферы располагается на высоте примерно 18 км, а за Полярным кругом - 10 км.
Образование облаков возможно и на больших высотах, но они в настоящее время мало изучены. Например, перламутровые появляются в стратосфере, а серебристые - в мезосфере.
Облака тропосферы условно делятся на типы в зависимости от того, на какой высоте они расположены - в верхнем, среднем или нижнем ярусе тропосферы. Движение воздуха также оказывает большое влияние на формирование облака. В спокойной среде образуются перистые и слоистые облака, но если тропосферы движутся неравномерно, повышается вероятность появления кучевых.
Верхний ярус
Этот промежуток охватывает участок неба на высоте более 6 км и до края тропосферы. Учитывая, что температура воздуха здесь не поднимается выше 0 градусов, несложно догадаться, из чего образуются облака в верхнем ярусе. Это может быть только лед.
По внешнему виду облака, расположенные здесь, подразделяются на 3 рода:
- Перистые . Имеют волнистую структуру и могут выглядеть как отдельные нити, полосы или целые гряды.
- Перисто-кучевые состоят из мелких шариков, завитков или хлопьев.
- Перисто-слоистые представляют собой полупрозрачное подобие ткани, "накрывающей" небо. Облака такого типа могут растягиваться на все небо или занимать только небольшой участок.
Высота облака, находящегося в верхнем ярусе, может сильно варьироваться в зависимости от различных факторов. Это могут быть и несколько сотен метров, и десятки километров.
Средний и нижний ярус
Средний ярус - это часть тропосферы, расположенная обычно в промежутке между 2 и 6 км. Здесь встречаются высококучевые облака, представляющие собой объемные серые или белые массы. Состоят они из воды в теплое время года и, соответственно, изо льда в холодное. Второй тип облаков - высокослоистые. Они имеют и зачастую полностью накрывают небо. Такие облака несут осадки в виде моросящего дождя или мелкого снега, но они редко долетают до поверхности земли.
Нижний ярус представляет собой непосредственно находящееся над нами небо. Облака здесь могут быть 4 типов:
- Слоисто-кучевые в виде глыб или валов серого цвета. Могут нести осадки, кроме тех случаев, когда температура слишком низкая.
- Слоистые . Располагаются ниже всех остальных, имеют серый цвет.
- Слоисто-дождевые. Как можно понять по названию, несут осадки, причем, как правил, они имеют обложной характер. Это серые облака, не имеющие определенной формы.
- Кучевые . Одни из самых узнаваемых облаков. Выглядят, как мощные кучи и клубы с практически плоским основанием. Осадков такие облака не приносят.
Существует еще один вид, не входящий в общий список. Это кучево-дождевые облака. Они развиваются вертикально и присутствуют в каждом из трех ярусов. Такие облака приносят ливни, грозы и град, поэтому зачастую их называют грозовыми, или ливневыми.
Продолжительность жизни облака
Для тех, кто знает, из чего образуются облака, интересным может быть и вопрос о сроке их жизни. Здесь большое значение играет уровень влажности. Она является своеобразным источником жизненных сил для облаков. Если воздух в тропосфере достаточно сухой, то облако не сможет просуществовать долго. Если же влажность высока, оно может дольше парить в небе, пока не станет более мощным для того, чтобы произвести осадки.
Что касается формы облака, то срок ее жизни совсем мал. Частицы воды имеют свойство постоянно перемещаться, испаряться и появляться снова. Поэтому одна и та же форма облака не может сохраниться даже на 5 минут.
Как часто облака могут сказать вам, на какой стадии развития находятся погодные условия, когда вы не имеете официального прогноза. В этом случае, некоторые облака могут рассказать о приходящей погоде. Обычно, порядок смены облаков в определенной последовательности, лучше для прогноза, чем просто определение типа облаков. Не всегда просто определить тип облаков. Почти постоянно имеется несколько их типов одновременно на небе, и они меняют свою форму со временем.
Облака характеризуются их высотой и формой. Имеются высокие облака. Облака среднего уровня и низкие облака. Внутри каждой высотной характеристики различаются округлые, массивные облака – кучевые (Cumulus), легкие, дымчатые или полосками – перистые (Cirrus) и монотонные слои облаков – слоистые (Stratus). С практической точки зрения, чаще всего полезно классифицировать облака по принципу – или они лежат слоями, что является результатом относительной стабильности воздуха, или выглядят как отдельные, округлой формы, представляющие вертикальное движение и нестабильность воздушных масс. Ценным, например для прогноза погоды в горах, будет установить особенности воздушной массы, основываясь на природе облаков, которые мы наблюдаем. Для распознавания облаков также является важным наличие облачных волн в них и знание разницы, что могут рассказать высокие облака, а что низкие. К тому же облака характеризуются состоянием воды в них – то ли это капельки воды (в низких облаках), то ли ледяные кристаллы (в высоких), или же их смесь с водой (в основном в облаках среднего уровня). Это важно для шквальных формирований, где можно ожидать молний, дождя, снега и т.д.
Имеется 12 основных типов облаков. Их определение, значимость, идентификация и разграничение, является необходимым для практического применения в предсказании погоды:
«Высокие» – означает расположенные выше высоты 5 — 6 км. Это зона «струйных течений», или как мы говорим, ветра наверху. Иногда эти ветра называют «пути штормов». Их свойством является большая скорость – более 50 узлов, и постоянное направление – западное. Именно эти потоки воздуха наверху и приносят все изменения погоды в средних широтах.
Поскольку температура воздуха падает с высотой (6 град.С на 1км), высокие облака более важно характеризовать температурой. Водяной пар на этой высоте замерзает, поэтому все облака этого уровня сформированы из ледяных кристаллов. В отличие от низких облаков, состоящих из капелек воды. Все высокие облака – облака перистого типа — «хвосты», слоистые, обрывки неправильной формы или тонкие просвечивающиеся, кучевые. Слово «перистые» (cirrus) в названиях облаков, применимо только к высоким облакам, тогда как «кучевые»(сumulus) или «слоистые» (stratus), может быть применено к облакам любых уровней высоты.
«Низкие» облака расположены ниже высоты 2 км. Непросто оценить высоту облаков на море, тогда как на суше, вы можете сравнить ее, скажем, с известной высотой вершины соседней горы. «Кучевые облака хорошей погоды» обычно расположены в верхней части этого уровня, т.е. от 1200 до 2000 метров от земли. Когда вы видите эти хорошо сформированные, относительно небольшие, мягкой формы белые облака в небе – они могут вам служить подсказкой в определении высоты: все облака на этой и меньшей высоте — есть низкие облака, а выше – средние и высокие. Низкие облака иногда лежат на земле. Это могут быть слоистые облака и туман. Основания облаков могут формироваться на точке росы, поскольку, по определению эта точка есть температура, при которой невидимый водяной пар конденсируется в видимые облака. Возьмите температуру воздуха у поверхности минус точку росы, разделите это на 4 и умножьте на 300 метров. Полученный результат будет высотой, на которой температура воздуха равна точке росы, и там образуются облака. В сухие дни кучевые облака расположены выше, чем в во влажные. Направление движения низких кучевых облаков почти такое же, как и приземного ветра. Это направление может немного отличаться вправо, вследствие того, что более высокий ветер не испытывает трения о землю. Встав лицом к ветру, вы увидите низкие кучевые облака, бегущие от направления около 30 градусов вправо. Над водой это отклонение меньше – около 15 градусов, потому, что трение воздуха о воду меньше.
Облака среднего уровня всегда расположены между высокими и низкими облаками. В их названиях используется префикс «alto», что в терминологии облаков определяет именно эти облака среднего уровня. Хотя их называют, например, «высоко-слоистыми», это слоистые облака среднего уровня в отличие от «перисто-слоистых» (высоких облаков) и просто «слоистых» (низких облаков).
Но существуют типы облаков, которые относятся к довольно редким явлениям природы. Они имеют очень необычные формы, цвета и мало понятные особенности, какую погоду могут принести подобные облака?
1. Находятся на высоте около 15 — 25 км в стратосфере и тропосфере. Необычна их расцветка – переливающаяся, радужная. Такие облака можно встретить зимой в условиях Крайнего севера: на Аляске, в скандинавских странах, в Северной Канаде. Отличаются от других облаков тем, что ярко выделяются на закатном небе уже после захода солнца.
2. «Вымяобразные» облака (Трубчатые ). Эти облака имеют причудливую форму, напоминающую вымя. При низкой высоте Солнца над горизонтом они могут приобретать серо-голубой, серо-розовый, золотистый и даже красноватый цвет. Появление этих облаков всегда предвещает грозовые штормы, причем сами облака могут находиться за несколько километров от очага грозы.
3. Высококучевые облака Castelanus .Облака-медузы, названные так за сходство с обитателями моря, формируются на стыке влажного воздуха Гольфстрима и сухого воздуха атмосферы. Середина облака становится похожей на тело медузы, а «щупальца» облака формируют испарившиеся дождевые капли.
4. . Крайне редкие формации. Серебристые облака — очень тонкий, почти прозрачный слой облаков на высоте 82-102 км, заметный вследствие их слабого свечения на фоне ночного неба. Считается, что серебристые облака состоят из ледяных кристаллов и частиц вулканической и метеорной пыли, рассеивающих солнечный свет. Их блеск в ночном небе объясняется тем, что они отражают невидимый на «ночной» стороне Земли свет Солнца. Увидеть их можно только в сумерках, когда они подсвечены солнцем из-за горизонта. Днем они не видны.
5. Грибовидные облака – облака дыма в форме гриба, сформировавшиеся в результате соединения мельчайших частиц воды и земли, или в результате мощного взрыва. Чаще всего они ассоциируются с атомным взрывом, однако любой относительно мощный взрыв может произвести такой же эффект.
Эти тонкие спиралевидные завитки – самые редко встречающиеся в природе облака. Продолжительность их «жизни» равна одной-двум минутам, именно поэтому увидеть их воочию – большая удача.
7. «Чечевицевидные» облака () обладают столь странной формой, что стороннему наблюдателю напомнят об НЛО. Особенность их том, что при самом сильном ветре они остаются неподвижными. Эти облака – прекрасные предсказатели приближающегося атмосферного фронта, шторма или бури. Особенно хорошо знакомы с этими «предсказателями» жители горных районов. Эти облака, известные, как высоко кучевые облака, имеющие постоянную форму, которая формируются крайне высоко, обычно выравниваются под правильными углами к направлению ветра.
Лентикулярые облака образуются на гребнях воздушных волн или между двумя слоями воздуха. Характерной особенностью этих облаков является то, что они не двигаются, сколь бы ни был силен ветер. В них происходит беспрерывный процесс – воздух поднимается выше уровня конденсации, сгущаются водяные пары, на нисходящем пути водяные капли испаряются, и облако кончается. Поэтому-то чечевицеобразные облака и не меняют своего положения в пространстве, а стоят в небе, как приклеенные. Появление линзовидных облаков свидетельствует, что в атмосфере – сильные горизонтальные токи воздуха, образующие волны над горными препятствиями, что в воздухе достаточно высокое содержание влаги. Это связано обычно с приближением атмосферного фронта или с энергичным переносом воздуха из отдаленных районов
Облако над Аю-Дагом в Крыму
Это низкие, горизонтальные облака, словно закрученные в трубки. Являются предвестниками сильных порывов ветра, гроз, холодного фронта. Издалека они весьма напоминают столб торнадо, только не вертикальный, а горизонтальный.
Эти низкие и неоднородные облака не предвещают дождь, а скорее говорят о хорошей погоде. Особенность их состоит в том, что они располагаются на небе в виде правильных рядов или волн.
Низкое, горизонтальное, имеющее форму трубы, облако шквалового воротника, связанное с фронтом грозы, или иногда с холодным фронтом. Они могут также быть признаком возможной деятельности микровзрыва.
12. Облака «Morning Glory».
Это единственные облака, которые имеют имя собственное. «Morning Glory» — это как бы катящееся облако длиной до 1000 км, высотой 1-2 км, передвигающееся со скоростью до 40 км/ч. Возникают эти облака, в основном, у берегов Австралии, в местах с повышенной влажностью и повышенным атмосферным давлением. Солнце нагревает переднюю часть облака и в нем возникает движение воздуха вверх, которое и закручивает облако. Представьте себе мощную волну, которая имеет единственный гребень и перемещается, не изменяя скорость или форму – именно так выглядит это облако.
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.
Мы рассказали о перистых, пришло время перейти к описанию кучевых и слоистых облаков. Как уже упоминалось, не все облака являются важными при прогнозировании погоды в яхтинге. Перистые являются индикаторами дальнего действия, и подразумевают скорое изменение условий. Кучевые облака, как правило, подразумевают нестабильную массу воздуха -теплый воздух, поднимается и смешивается с более холодным воздухом. Эти облака могут развиваться в кучево-дождевые или грозовые. Большие кучевые облака являются самым важным типом облаков для метеопрогноза в яхтинге, потому что могут привести к «сдвигу» ветра, внезапным шквалам и требуют предельного уважения.
Высоко кучевые облака Altocumulus (Ac)
Описание облаков: высоко кучевые облака Altocumulus (Ac) -типичная облачность для теплого сезона. Располагается, как правило, над склонами, обращенными к солнцу. Иногда достигают стадии мощных кучевых облаков.
Чечевицеобразные высоко кучевые облака — Altocumulus lenticularis (Aс lent)
Описание облаков: чечевицеобразные высоко кучевые облака — Altocumulus lenticularis (Aс lent) — отдельные довольно плотные облака чечевицеобразной или сигарообразной формы с гладкими очертаниями и волнистой каймой. Образуются на высоте 2-6 км. Осадки могут выпадать в виде отдельных капель или снежинок. В отличие от перисто кучевых облаков они могут иметь затененные части, которые, как правило, состоят из водяных капелек.
Возникают за счет волновых движений воздуха на высоко расположенных границах инверсий, в частности перед холодными фронтами или фронтами окклюзий.
Просвечивающие высоко кучевые облака — Altocumulus translucidus (Ac trans)
Описание облаков: просвечивающие высоко кучевые облака — Altocumulus translucidus (Ac trans) обычно состоят из резко разграниченных элементов (волн, пластин), характеризуются неоднородной плотностью Плотные участки серого цвета чередуются с тонкими, более освещенными частями прозрачно-белого цвета. В тонких частях через кучевые облака могут просвечивать небесные светила или голубое небо. Образуются на высоте 2-6 км. Осадки могут выпадать в виде отдельных капель или снежинок.
Ac trans обычно возникают в результате поднятия теплых воздушных масс, а также при наступлении холодного фронта, который вытесняет теплый воздух вверх. Поэтому наличие Ac trans теплым и влажным летним утром часто предвещает о скором появлении грозовых облаков или перемене погоды.
Непросвечивающие высоко слоистые облака — Altostratus opacus (As op)
Описание облаков: непросвечивающие высоко слоистые облака — Altostratus opacus (As op) представляют собой однородный покров серого цвета, часто переменной плотности, что отмечается по степени их освещенности (местами облака темнее, местами светлее). Через эти слоистые облака солнце и луна не просвечивают, но местоположение их можно определить по расплывчатому светлому пятну на облаках. Образуются на высоте 3-5 км в виде пелены светло-серого или синеватого цвета, в которой можно различить полосы или волокна. Они почти всегда сменяют перисто слоистые облака.
Чаще всего возникают в процессе опускания и уплотнения перисто слоистого облака. Состоят из мелких капелек воды, но вершина этих слоистых облаков может достигать верхнего яруса и состоять из кристаллов льда. В этом случае ледяные кристаллы, падая в основную массу слоистого облака, действуют как ядра конденсации и вызывают осадки. Но в средних и южных широтах осадки, как правило, не достигаю земли вследствие испарения. Зимой из этих слоистых облаков идет снег.
As op , покрывают большие пространства, по мере понижения их основания уплотняются, под ними появляться мелкие темные клочья.
Хлопьевидные высоко кучевые облака — Altocumulus floccus (Ac fl)
Описание облаков: хлопьевидные высоко кучевые облака — Altocumulus floccus (Ac fl) — представляют собой белые разорванные по краям хлопья кучевых облаков, сравнительно быстро меняющие свои очертания. Образуются на высоте 2-6 км за счет конвективного движения воздуха в слое выше 2 км. Осадки могут выпадать в виде отдельных капель или снежинок. В отличие от перисто кучевых облаков они могут иметь затененные части, которые, как правило, состоят из водяных капелек.
Высоко кучевые облака обычно возникают в результате поднятия теплых воздушных масс, а также при наступлении холодного фронта, который вытесняет теплый воздух вверх. Поэтому наличие высоко кучевых облаков теплым и влажным летним утром часто предвещает о скором появлении грозовых облаков или перемене погоды.
Просвечивающие высоко слоистые облака — Altostratus translucidus (As trans)
Описание облаков: просвечивающие высоко слоистые облака — Altostratus translucidus (As trans). Волнистая структура слоистого облака заметна, солнечный круг солнца вполне различим. На земле иногда могут возникать вполне различимые тени. Отчетливо видны полосы. Пелена слоистых облаков, как правило, постепенно закрывает все небо. Высота основание в пределах 3-5 км, толщина слоистых облаков Ac trans в среднем коло 1 км, изредка до 2 км. Осадки выпадают, но в южных и средних широтах летом редко достигают земли.
Орографические высоко слоистые облака и слоисто дождевые — Altostratus и Nimbostratus (As и Ns)
Описание облаков: орографические высоко слоистые облака и слоисто дождевые — Altostratus и Nimbostratus (As и Ns) образуются на наветренных склонах горных хребтов. Если на горы натекает мощный поток влажного воздуха, то образование облачности происходит главным образом на их наветренных склонах. Облака в начале приобретают форму высоко слоистых облаков, а затем разрастаются вверх до больших высот. Дальность видимости в слоистых облаках горизонтальная и наклонная быстро меняется.
Дневные слоисто-кучевые облака — Stratocumulus diurnalis (Sc diur)
Описание облаков: дневные слоисто-кучевые облака — Stratocumulus diurnalis (Sc diur) образуются из кучевых облаков при их растекании. Растекание происходит не среднем, а в нижнем ярусе (под границей инверсии, расположенной довольно низко), В начальной стадии образования ясно видна их связь с Cu, отдельные вершины которых выступают из слоя Sc. Условно принимается, что видимый размер элементов слоисто-кучевых облаков превышает десятикратный диаметр солнца. Слоисто-кучевые облака образуются за счет волновых движений в слоях инверсии, расположенных ниже 2км на поверхностью земли.
Растекающиеся вечерние слоисто-кучевые облака — Stratocumulus vesperalis (Sc vesp)
Описание облаков: растекающиеся вечерние слоисто-кучевые облака — Stratocumulus vesperalis (Sc vesp) возникают вечером при обычном растекании кучевых облаков в связи с ослаблением восходящих движений воздуха (конвекции). Имеют вид плоских удлиненных гряд слоисто-кучевых облаков, образующихся при оседании вершин кучевых облаков и растекании их оснований. Состоят из капель, при отрицательной температуре — из переохлажденных капель или из смеси их с кристаллами и снежинками.
Просвечивающие слоисто-кучевые облака — Stratocumulus translucidus (Sc trans)
Описание облаков: просвечивающие слоисто-кучевые облака — Stratocumulus translucidus (Sc trans) серые облака, состоящие из крупных гряд (волн) пластин или глыб, разделенных просветами. В промежутках виден верхний слой просвечивающих слоисто-кучевых облаков или голубое небо. Высота основания в пределах 0.5, -1, 5 км. Толщина слоя от 200 до 800 метров. Состоят из капель, при отрицательной температуре из переохлажденных капель или из смеси их с кристаллами и снежинками. В большинстве случаев осадков не дают.
Плоские кучевые облака Сumulus humulus (Cu hum)
Описание облаков: плоские кучевые облака Сumulus humulus (Cu hum) — разбросанные по небу, довольно плотные кучевые облака с четкими горизонтальными основаниями, мало развитыми по вертикали. Наблюдаются преимущественно в теплой время года. Обычно они возникают утром, достигают наибольшего развития в около полуденные часы и к вечеру растекаются, переходя в слоисто кучевые вечерние облака. Изредка в умеренных широтах наблюдаются зимой. Наличие плоских кучевых облаков Cu hum говорит об установившейся хорошей погоде и называются «облаками хорошей погоды»
Туманообразные слоистые облака — Stratus nebulosus (St neb)
Описание облаков: туманообразные слоистые облака — Stratus nebulosus (St neb). Вполне однородный слой серого или желтоватого цвета, сходные с туманом, приподнятым над поверхностью земли. Обычно туманообразные слоистые облака закрывают все небо. Высота основания в пределах 0.1 до 0.7 км., но иногда облака сливаются с наземным туманом. Иногда из облаков может выпадать морось или мелкие снежные зерна (мелкий снег), который заметно ухудшает видимость. Образуются, как правило, за счет охлаждения относительно теплого воздуха при движении его над холодной подстилающей поверхностью, или при радиационном выхолаживании нижнего слоя воздуха в течение ночи или нескольких дней подряд.
Разорванно дождевые — Fractonimbus (Frnb)
Описание облаков: разорванно дождевые — Fractonimbus (Frnb) темно-серые облака, иногда с желтоватым или синеватым оттенком. При осадках слой облаков кажется однородным, в перерыве между осадками заметна его неоднородность и даже его волнистость. Облака закрывают все небо без просветов. Высота основания от 0.1 км до 1 км. Толщина основания колеблется в пределах 2-3км, но иногда достигает и 5 км. Солнце и луна сквозь Frnb не просвечивает и даже приблизительно нельзя отметить их местоположение. Осадки выпадают в виде обложного дождя или снега, иногда с перерывами.
Основным процессом образования Frnb является охлаждение воздуха при его восходящем движении вдоль наклонной фронтальной поверхности вблизи фронта.
Туман
Туман. Скопление продуктов конденсации (капель или кристаллов, или и тех и других), взвешенных в воздухе, непосредственно над поверхностью земли. Возникает вследствие перемещения воздушной массы на более холодную постилающую поверхность.
Плотные слоисто-кучевые облака — Stratocumulus opacus (Sc op)
Описание облаков: плотные слоисто-кучевые облака — Stratocumulus opacus (Sc op) это слой темно серых облаков, состоящих из сливающихся глыб или пластин. Плотные слоисто-кучевые облака сохраняются до тех пор, пока нижняя их поверхность достаточно отчетлива и на ней можно различить валы, гряды или отдельные пластины. Когда элементы облаков сливаются совершенно, а слой становится однородным, то облака переходят в слоисто дождевые Ns или слоистые. Слоисто-кучевые облака (Sc op) образуются в большинстве случаев внутри однородных воздушных масс. Высота основания в пределах 0,5-1.5 км. Толщина слоя от 0,2 до 0. 8 км. Сквозь (Sc op) небо не просвечивается, при этой форме облачности невозможно определить местоположение солнца или луны. Осадки могут выпадать в виде дождя или редкого снега.
Волнистые слоистые облака — Stratus undulatus (St und)
Описание облаков: волнистые слоистые облака — Stratus undulatus (St und), однородный по структуре серый или желтовато-серый слой слоистых облаков, на нижней поверхности которых можно различить слабо выраженные волны. Эти волны вследствие их большой длины и низкого расположения иногда заметны лишь в виде правильного чередования более темных и более светлых мест. Высота основания обычно в пределах 0,2- 0,7 км. Солнце и луна сквозь облака не просвечивают. Волнистые слоистые облака состоят из капель, при низких температурах — переохлажденных.
Из облаков возможно выпадение мороси или мелких снежных зерен, которые заметно ухудшают видимость. Образуются преимущественно внутри однородной воздушной массы. Волнистые слоистые облака образуются в основном за счет охлаждения относительно теплого воздуха при движении его над холодной подстилающей поверхностью или за счет радиационного выхолаживания нижнего слоя воздуха в течение ночи или нескольких суток подряд. Одной из причин образования волнистых слоистых облаков может быть перенос водяного пара турбулентными движениями вверх в подинверсионный слой и конденсация избытка пара в верхней части слоя. Возможна так же диффузия водяного пара в подинверсионный слой сверху их теплой воздушной массы, если она более влажная, чем нижний слой воздуха. Большое значение для образования имеет наличие слоя инверсии температуры, расположенного на небольшой высоте над поверхностью земли.
Мощные кучевые облака — Cumulus congestus (Cu cong)
Описание облаков: мощные кучевые облака — Cumulus congestus (Cu cong) сильно развитые по вертикале облака. Некоторые их них частично разорванные, косматые, в виде наклоненных в сторону башен. Толщина в 1,5 — 2 раза превышают основание кучевого облака. Вершина кучевого облака ослепительно белая, клубится, основание затемнено. В центральной части мощные кучевые облака полностью закрывают солнце, края же просвечивают, причем нередко образуются венцы. Осадки обычно не выпадают. Образуются главным образом в результате мощных восходящих потоков воздуха, вызванных неравномерным нагревом подстилающей поверхности. Развитие Cu cong в летнее время приводит к развитию кучево дождевых облаков и выпадению ливневых дождей.
Средние кучевые облака — Cumuluc mediocris (Cu med)
Описание облаков: средние кучевые облака — Cumuluc mediocris (Cu med), имеющие вид изолированных облачных масс, белые кучи с серым плоским основанием и белыми вершинами, напоминающими цветную капусту. Вертикальные размеры средних кучевых облаков соизмеримы с горизонтальными. Высота основания в умеренных широтах обычно от 0.8 до 1.5 км. Однако может колебаться в значительных пределах, в зависимости от значений относительной влажности у поверхности земли. Вертикальная протяженность от сотни метров до нескольких километров. Образуются они обычно за счет температурной конвекцией или фронтальным подъемом. Являются промежуточным между Cu hum и Cu cong. Осадки из средних кучевых облаков обычно не выпадают. В умеренных широтах из Cu med могут выпадать отдельные капли дождя, или очень кратковременный редкий дождь (иногда за время падения капель дождя на землю облака из которого они выпали, осадки уже рассеиваются. Такой дождь называют » дождь из ясного неба»
Кучево дождевые облака Cumulonimbus (Cb)
Описание облаков: кучево дождевые облака Cumulonimbus (Cb), белые облака с темными, иногда синеватыми основаниями, поднимающиеся в виде огромных облачных масс с вершинами. Часто наблюдаются в виде отдельных облаков, но может быть и их скопления. Все небо не закрывают, между отдельными облаками могут быть просветы. Высота основания в пределах от 0.4 до 1.0 км, вертикальная протяженность обычно до 3- 4 км, но могут развиваться до тропопаузы. Осадки всегда имеют бурный ливневой характер: летом выпадают в виде крупнокапельного дождя или града, весной и осенью в виде ледяной или снежной крупы, а зимой в виде ливневого снега, часть мокрого. Часто при Cb наблюдается гроза. Облака обычно образуются в результате развития мощных кучевых облаков Cu cong. Под облаками обычно наблюдаются полосы падения осадков, и в отдельных случаях радуга.
На этом описание облаков закончим. Надеюсь эта информация поможет ориентироваться в огромном количестве различных видов облаков и увеличит точность Ваших прогнозов погоды в море. Что в конечном итоге сделает Ваш яхтинг более безопасным и комфортным.
Лёгкие, пушистые и воздушные облака – они ежедневно проплывают над нашими головами и заставляют поднимать вверх голову и любоваться причудливыми формами и оригинальными фигурами. Иногда сквозь них пробивается удивительного вида радуга, а бывает – утром или вечером во время заката или восхода Солнца облака озаряют солнечные лучи, придавая им невероятный, зачаровывающий дух оттенок. Ученые уже давно исследуют воздушные облака и другие виды облаков. Они дали ответы на вопросы, что это за явление и какие бывают облака.
На самом деле, не так уж и просто дать объяснение. Потому что состоят они из обыкновенных капелек воды, которые с поверхности Земли поднял вверх тёплый воздух. Самое большое количество водяных паров образуется над океанами (за один год вода здесь испаряется не менее 400 тыс. км. куб.), на суше – в четыре раза меньше.
А так как в верхних слоях атмосферы значительно холоднее, чем внизу, воздух там довольно быстро остывает, пар конденсируется, образуя малюсенькие частички из воды и льда, вследствие чего появляются белые облака. Вполне можно утверждать, что каждое облако является своеобразным генератором влаги, через который проходит вода.
Вода в облаке находится в газообразном, жидком и твердом состоянии. Вода в облаке и наличие в них ледяных частичек, влияют на внешний вид облаков, его формирование, а также на характер осадков. Именно от типа облака и зависит вода в облаке, например, у ливневых облаков наблюдается наибольшее количество воды, а у слоисто-дождевых этот показатель в 3 раза меньше. Вода в облаке характеризуется также тем количеством, которое запасено в них - водозапас облака (вода или лед, который содержится в столбе облака).
Но всё не так просто, поскольку для того, чтобы образовалось облако, капельки нуждаются в конденсационных зёрнах – мельчайших частицах пыли, дыма или соли (если речь идёт о море), к которым они должны прилипнуть и вокруг которых должны образоваться. Это значит, что даже если состав воздуха будет полностью перенасыщенный водяным паром, без пыли он не сможет превратится в облако.
Какую именно форму примут капли (вода), прежде всего зависит от температурных показателей в верхних слоях атмосферы:
- если температура воздуха атмосферы превышает -10°С, белые облака будут состоять из водяных капель;
- если температурные показатели атмосферы станут колебаться между -10°С и -15°С, то состав облаков будет смешанным (капельные + кристаллические);
- если температура в атмосфере ниже -15°С, белые облака будут содержать в себе ледяные кристаллики.
После соответствующих преобразований получится, что в 1 см3 облака содержится около 200 капель, при этом их радиус будет составлять от 1 до 50 мкм (средние показатели – от 1 до 10 мкм).
Классификация облаков
Каждый наверняка задавался вопросом, какие бывают облака? Обычно образование облаков происходит в тропосфере, верхняя граница которой в полярных широтах находится на расстоянии в 10 км, в умеренных – 12 км, в тропических – 18 км. Нередко можно наблюдать и другие виды. Например, перламутровые обычно расположены на высоте от 20 до 25 км, а серебристые – от 70 до 80 км.
В основном мы имеем возможность наблюдать за тропосферными облаками, которые подразделяются на такие виды облаков: верхнего, среднего и нижнего ярусов, а также вертикального развития. Практически все они (кроме последнего типа) появляются тогда, когда влажный тёплый воздух поднимается наверх.
Если воздушные массы тропосферы находятся в спокойном состоянии, образуются перистые, слоистые облака (перисто-слоистые, высокослоистые и слоисто-дождевые) и если воздух в тропосфере движется волнообразно, появляются кучевые облака (перисто-кучевые, высококучевые и слоисто-кучевые).
Облака верхнего яруса
Речь идёт о перистых, перисто-кучевых и перисто-слоистых облаках. Небо облака внешне напоминает перья, волны или вуаль. Все они полупрозрачные и более-менее свободно пропускают солнечные лучи. Они могут быть как чрезвычайно тонкими, так и довольно плотными (перисто-слоистые), значит, свету пробиваться через них тяжелее. Погода облаков сигнализирует о приближении теплового фронта.
Перистые облака также могут возникать выше облаков. Они располагаются полосами, которые пересекают небесный свод. В атмосфере они располагаются выше облаков. Как правило, осадкой из них не выпадает.
В средних широтах расположены белые облака верхнего яруса обычно на высоте от 6 до 13 км, в тропических – значительно выше (18 км). При этом толщина облаков может составлять от несколько сотен метров до сотен километров, которые могут располагаться выше облаков.
Движение облаков верхнего яруса по небосводу прежде всего зависит от скорости ветра, поэтому может варьироваться от 10 до 200 км/ч. Небо облака состоит из мелких ледяных кристалликов, но погода облаков осадков практических не дает (а если и дает, то измерить их на данный момент нет никакой возможности).
Облака среднего яруса (от 2 до 6 км)
Это кучевые облака и слоистые облака. В умеренных и полярных широтах они находятся на расстоянии от 2 до 7 км над Землёй, в тропических могут подниматься немного выше – до 8 км. Все они имеют смешанную структуру и состоят из водяных капелек, смешанных с ледяными кристаллами. Поскольку высота небольшая, в тёплое время года в основном состоят из водяных, в холодное – из ледяных капелек. Правда, осадки из них до поверхности нашей планеты не доходят – испаряются в дороге.
Кучевые облака немного прозрачные и располагаются выше облаков. Цвет облаков белого или серого оттенков, местами затемнённые, имеющие вид слоёв или параллельных рядов из округлых масс, валов или огромных хлопьев. Туманные или волнистые слоистые облака представляют собой пелену, которая постепенно закрывает небеса.
Образуются в основном тогда, когда холодный фронт вытесняет наверх тёплый. И, хотя осадки до земли не долетают, появление облаков среднего яруса почти всегда (кроме, может, башенковидных) сигнализирует о перемене погоды в худшую сторону (например, к грозе или к снегопадам). Происходит это из-за того, что сам по себе холодный воздух намного тяжелее тёплого и двигаясь вдоль поверхности нашей планеты, он очень быстро вытесняет нагретые воздушные массы наверх – поэтому из-за этого при резком вертикальном подъёме тёплого воздуха образуются сначала белые облака среднего яруса, а затем и дождевые облака, небо облака которого несет громы и молнии.
Облака нижнего яруса (до 2 км)
Слоистые облака, дождевые облака и кучевые облака содержат капельки воды, которые в холодное время года замерзают и превращаются в частицы снега и льда. Расположены они довольно невысоко – на расстоянии от 0,05 до 2 км и являют собой плотный, однородный низко нависающий покров, редко размещаются выше облаков (других видов). Цвет облаков серый. Слоистые облака похожи на большие валы. Погода облаков часто сопровождается осадками (мелкий дождь, снег, туман).
Облака вертикального развития (конвенции)
Кучевые облака сами по себе довольно плотные. По форме немного напоминают купола или башни с округлыми очертаниями. Кучевые облака при порывистом ветре могут становиться разорванными. Находятся они на расстоянии 800 метров от земной поверхности и выше, толщина составляет от 1 до 5 км. Некоторые из них способны преобразоваться в кучево-дождевые облака и располагаться выше облаков.
Кучево-дождевые облака могут находиться на довольно большой высоте (до 14 км). Нижние их уровни содержат воду, верхние – ледяные кристаллики. Их появление всегда сопровождается ливнями, грозами, в отдельных случаях – градом.
Кучевые и кучево-дождевые, в отличии от других облаков образуются только при очень быстром вертикальном подъеме влажного воздуха:
- Влажный тёплый воздух чрезвычайно интенсивно поднимается вверх.
- Наверху капельки воды замерзают, верхняя часть облака тяжелеет, опускается и вытягивается по направлению к ветру.
- Через четверть часа начинается гроза.
Облака верхних слоёв атмосферы
Иногда в небе можно наблюдать за облаками, которые находятся в верхних слоях атмосферы. Например, на высоте от 20 до 30 км образуются перламутровые небесные облака, которые состоят в основном из ледяных кристаллов. А перед заходом или восходом Солнца нередко можно увидеть серебристые тучки, которые находятся в верхних слоях атмосферы, на расстоянии около 80 км (интересно, что эти небесные облака открыли только в 19 веке).
Облака этой категории могут размещаться выше облаков. Например, облако-шапка — это небольшое, горизонтальное и высоко-слоистое облако, которое зачастую располагается выше облаков, а именно выше кучево-дождевых и кучевых. Данный вид облака может образовываться выше облака из пепла или огненного облака в период извержения вулканов.
Сколько живут облака
Жизнь облаков напрямую зависит от влажности воздуха в атмосфере. Если её мало, они довольно быстро испаряются (например, есть белые облака, которые живут не более 10-15 минут). Если много – могут продержаться довольно длительное время, дождаться образования определённых условий, и выпасть на Землю в виде осадков.
Сколько бы не жило облако, оно никогда не находится в неизменном состоянии. Частицы, из которых оно состоит, постоянно испаряются и появляются снова. Если даже внешне облако не изменяет своей высоты, на самом деле оно находится в постоянном движении, поскольку находящиеся в нём капли опускаются, переходят в воздух под облаком и испаряются.
Облако в домашних условиях
Белые облака довольно нетрудно сделать в домашних условиях. Например, один нидерландский художник научился создавать его в квартире. Для этого он при определённой температуре, уровне влажности и освещения из дымовой машины выпустил немного пара. Облако, которое получается в состоянии продержаться несколько минут, чего будет вполне достаточно, чтобы сфотографировать удивительное явление.
