Какие бывают виды облаков? Белогривые лошадки Какие виды облаков бывают зимой.
Деформированные перисто-кучевые облака.
Иногда в перисто-кучевых облаках можно наблюдать разрывы округлой формы. Такой разрыв образуется, когда в облаке температура ниже нуля, но вода еще не успела замерзнуть. Когда вода в одном месте начинает замерзать, то находящиеся рядом водяные пары быстро испаряются и конденсируются на кристаллах льда. Кристаллы льда становятся тяжелыми и под собственным весом могут осесть на землю. Таким образом и получаются деформированные перисто-кучевые облака.
Перисто-слоистые облака (Cirrostratus, Cs) - вид облаков верхнего яруса.
Цвет:
белесый, полупрозрачный.
Описание и форма облака
.
Перисто-слоистые облака бывают в виде сплошной пелены высоко в небе. При наличии этих облаков солнце и луна плавают как будто в дымке. Прозрачность облаков может меняться в зависимости от плотности облака. При малой плотности также наблюдается эффект гало. Толщина перисто-слоистых облаков может достигать 2-6 километров.
Видимость внутри облака
: 50-200 метров.
Состав и образование.
Источник материала для образования перисто-слоистых облаков - целые пласты воздуха, поднимающиеся вверх в результате многоуровневой конвергенции. Облачный элемент – кристаллы льда.
Осадки из них не выпадают, но сгущение перисто-слоистых облаков может служить предвестником плохой погоды.
Какие бывают облака среднего яруса по форме:
Высококучевые облака,
Высокослоистые облака,
Высокослоистые просвечивающие облака.
Высококучевые облака (Altocumulus, Ac
Цвет
: белый, серый или синевато-белый.
Описание и форма облака
. Высококучевые облака бывают обычно в летнее время. Располагаются волнообразно или грядами в виде хлопьев или пластин. Между отдельными элементами наблюдаются просветы. Иногда вокруг этих облаков наблюдается красивое явление, называемое «иридизацией»
. Это радужное окрашивание края облака.
Видимость внутри облака
: 50-80 метров.
Состав и образование.
Образуются, когда теплые массы воздуха поднимаются вверх. Поднятие может быть спровоцировано наступлением холодного фронта, который вытесняет нагретый у поверхности земли воздух наверх.
Предсказание погоды по облакам.
Появляются после грозы или бури. Предвещают ясную погоду.
Высокослоистые облака (Altostratus, As) - вид облаков среднего яруса.
Цвет
: серый или синеватый.
Описание и форма облака
. Высокослоистые облака бывают в виде однородной или слегка волнистой пелены, сквозь которую слабо просвечивают солнце и луна. Высота облака варьируется от одного до четырех километров.
Видимость внутри облака
: 25-40 метров.
Состав и образование.
Основными облачными элементами являются кристаллы льда, снежинки, переохлажденная вода.
Предсказание погоды по облакам.
Из высокослоистых облаков выпадают осадки. Это обложной дождь или снег.
Высокослоистые просвечивающие облака (Altostratus translucidus, As trans) - вид облаков среднего яруса
.
Цвет
: бело-синеватый.
Описание и форма облака
. Отчетливо видные просвечивающиеся волнистые полосы. Солнечный и лунный диски вполне различимы. Несмотря на это, отбрасывают на землю слабую тень. Нижняя граница этих облаков находится на высоте 3-5 км. Высота облачного массива 1-2 км. Постепенно закрывают все небо сплошной пеленой.
Предсказание погоды по облакам.
Из высокослоистых просвечивающих облаков также выпадают осадки, но в летний период редко достигают земной поверхности.
Какие бывают облака нижнего яруса по форме:
Слоистые облака,
Слоисто-кучевые облака,
Кучевые облака.
Слоистые облака (Stratus, St) - вид облаков нижнего яруса.
Цвет
: темно-серый или светло-серый.
Описание и форма облака
. Слоистые облака бывают в виде однородной белесой пелены, закрывающей все небо и похожей на туман. Высота облака небольшая – от нескольких десятков до сотен метров. Нижняя часть может опускаться очень низко, и тогда облако сливается с туманом. Формируется в нижнем ярусе тропосферы.
: 100-400 метров, иногда опускается до 30-90.
Предсказание погоды по облакам.
Из слоистых облаков иногда выпадают осадки. Это морось или снежные зерна, в зависимости от сезона.
Слоисто-кучевые облака (Stratocumulus, Sc) - вид облаков нижнего яруса
.
Цвет
: серый.
Описание и форма облака
. Слоисто-кучевые облака бывают в виде массивных гряд, волн, пластин. Могут быть как с просветами, так и затянуть небо сплошной волнистой пеленой. Высота слоя облаков - от 200 до 800 метров. Достаточно плотные, солнце просвечивается только по краям облаков.
Высота над поверхностью земли
: от 500 до 1800 метров.
Состав
. Основной облачный элемент – капли воды.
Предсказание погоды по облакам.
Осадки возможны только изредка, да и то непродолжительные.
Полосатые слоисто-кучевые облака.
Цвет
: серый.
Описание и форма облака
. Разновидность слоисто-кучевых облаков. Примечательны тем, что располагаются на небе в виде правильных рядов или волн, разделенных просветами.
Высота над поверхностью земли
: от 500 до 1800 метров.
Состав
. Облачный элемент – капли воды.
Предсказание погоды по облакам.
Чаще всего предвещают хорошую погоду.
Кучевые облака (Cumulus, Cu) - вид облаков нижнего яруса
.
Цвет
: ярко-белый.
Описание и форма облака
. Плотные, вытянутые в высоту облака. Верхняя часть кучевых облаков бывает округлая или в виде круглых башенок.
Высота над поверхностью земли
: от 800 до 1500 метров, изредка более двух километров.
Предсказание погоды по облакам.
Если располагаются разрозненно, далеко друг от друга, то к хорошей погоде. Но если кучевые облака большие и многоэтажные, то может быть сильный ливень.
Какие бывают облака вертикального развития по форме:
Слоисто-дождевые облака,
Кучево-дождевые облака.
Слоисто-дождевые облака (Nimbostratus, Ns) - вид облаков вертикального развития
.
Цвет
: темно-серый, с синеватым оттенком.
Описание и форма облака
. Облака накрывают землю сплошной пеленой. Слоисто-дождевые облака бывают неоднородной структуры, местами волнистой. Толщина слоя – до нескольких километров. От слоистых облаков отличаются неоднородной структурой, которая становится размытой во время дождя или снега. Но в перерывах между осадками неоднородность снова становится различима.
Высота над поверхностью земли
: от 100 до 1900 метров.
Предсказание погоды по облакам.
Порождают затяжные осадки.
Кучево-дождевые облака (Cumulonimbus, Cb) - вид облаков вертикального развития
.
Цвет
: густой темно-серый.
Описание и форма облака
. Мощные плотные облака, достигающие высоты более 10 км. Облакам предшествует шквалистый ветер, ураган. Отличаются плоской вершиной - "наковальней", состоящей из кристаллов льда.
Высота над поверхностью земли
: до 2000 метров.
Состав
. У основания – водяные капли, а при вершине, где температура гораздо ниже – ледяные кристаллы.
Предсказание погоды по облакам.
Кучево-дождевые облака бывают предвестниками плохой погоды. Приносят сильный ливень, грозу, возможен град.
На этом перечисление основных видов и форма облаков закончено, но существуют и другие, более редкие, виды. Они не могут быть причислены ни к одной из вышеописанных категорий, поэтому рассматриваются отдельно. В следующей статье мы ответим на вопрос: Какие же еще бывают облака?
Это была статья "Виды и формы облаков. Какие бывают облака?" Далее читайте:
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
- это мельчайшие капли воды или кристаллики льда, взвешенные в атмосфере и видимые на небе с поверхности земли. Облака есть везде, в любой части нашей планеты. Однако в природе существуют и редкие их виды, которые мало кому посчастливилось увидеть.
Давайте же подробнее рассмотрим самые редкие виды облаков
.
Грозовой воротник
- редкие длинные облака, которые обычно формируются перед наступающими холодными фронтами. Воздушные потоки в грозовом воротнике могут циркулировать только вокруг его горизонтальной оси.
Причина образования грозового воротника в процессе конденсации поднимающегося и остывающего ниже точки росы теплого влажного воздуха, происходящем по всей длине вдоль вытянутого воздушного фронта.
Лентикулярные (линзовидные) облака
образуются на гребнях воздушных волн или между двумя слоями воздуха. Удивительной особенностью этих облаков является то, что они не двигаются и стоят в небе, как приклеенные, сколь бы ни был силен ветер.
Облака обычно зависают с подветренной стороны горных хребтов, за хребтами и отдельными вершинами на высоте от 2 до 15 километров.
Появление лентикулярных облаков свидетельствует, что в воздухе достаточно высокое содержание влаги. Обычно это связано с приближением атмосферного фронта.
Серебристые (ночные светящиеся) облака
- самые высокие облачные образования, появляющиеся на высотах 75-95 км. Временем открытия этого вида облаков принято считать 1885-й год
Наблюдать серебристые облака можно лишь в летние месяцы: в Северном полушарии в июне-июле, в Южном полушарии в конце декабря и в январе. Кроме того, эти облака настолько тонкие, что не видны днем, даже на фоне чистого неба.
Эффект Fallstreak в перисто-кучевых облаках
- большой круговой разрыв, который из-за редкости подобного явления частенько принимают за НЛО.
Такие "дыры" в облаках образуются, когда температура воды в них ниже нуля, но она еще не замерзла. Когда часть воды в облаке начинает замерзать, она иногда оседает на землю, образуя большие "дыры".
Вымеобразные облака
(Mammatus clouds) имеют необычную ячеистую форму. Встречаются редко и преимущественно в тропических широтах, т.к. они связаны с образованием тропических циклонов.
Ячейки облаков обычно имеют размер около 0,5 км, и чаще всего хорошо различимы, хотя бывают и с размытыми краями.
Облака имеют серо-голубой цвет, как и у основного облака, однако из-за попадания лучей Солнца могут казаться золотистыми или красноватыми.
Волнистые облака.
Радужность в облаке
- явление, аналогичное тем, которые наблюдаются в нефтяной пленке на лужах. Чаще всего оно встречается в высококучевых, перисто-кучевых облака и лентикулярных облаках.
Когда солнечный свет сталкивается с маленькими каплями воды или кристаллами льда в облаке, имеющими разный размер, преломление света вызывает гамму цветов, которая называется радужностью.
Выступающие облака
(Shelf clouds) обычно можно увидеть перед грозой, хотя они могут предшествовать и фронту относительно холодного воздуха.
Выступающие облака похожи на грозовой воротник, но отличаются от них, так как всегда связаны с большой облачной системой, скрытой вверху.
Огненные облака или пирокумулюс
(Pyrocumulus cloud, fire cloud) образуются во время интенсивного нагрева воздуха у поверхности земли.
Такой вид облаков может возникнуть при лесных пожарах, извержении вулкана, атомном взрыве.
Лучевые облака
(actinoform) были обнаружены в 1960 годах. Их название происходит от греческого слова «луч» и связано с их радиальной структурой.
Их размеры могут доходить до 300 километров в диаметре, поэтому их можно увидеть только со спутника. В настоящее время ученые не могут дать точного объяснения, как образуется этот редкий вид облаков.
Полярные стратосферные
(перламутровые) облака формируются на высотах от 15 до 25 км в холодных областях стратосферы (температура ниже -80С).
За всю историю физики атмосферы полярные стратосферные облака наблюдались всего около 100 раз. Все дело в том, что в стратосфере концентрация водяного пара в несколько тысяч раз меньше, чем в нижней части атмосферы (тропосфере).
Облако-шапка - небольшое, быстро меняющее форму, горизонтальное, высоко-слоистое облако,которое обычно находится выше кучевых и кучево-дождевых облаков.Может образоваться над облаком из пепла или огненного облака во время извержения вулкана.
Утренняя глория
(Morning Glory) - длинные горизонтальные облака, похожие на вращающиеся трубы: до 1000 км в длину, от 1 до 2 км в высоту. Они находятся на высоте всего от 100 до 200 метров над землей и могут двигаться со скоростью 60 км/час
Образование Утренней глории часто сопровождается внезапным шквальным ветром. Весной над городом Бурктауном в штате Квинсленд (Австралия) ее можно наблюдать более-менее постоянно и прогнозируемо.
Шероховатые волны
(Undulatus asperatus) были выделены в отдельный вид облаков лишь в 2009 году.
С виду это самые зловещие и дьявольские облака. Они похожи бурлящее море, темную, причудливо "помятую" поверхность.
Некоторые даже связывают появление облаков Undulatus asperatus с предполагаемыми апокалиптическими событиями 2012 года.
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.
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.
Чаще всего мы не особо задумываемся над тем, какие порой сложные и необычные бывают формы у всех тех облаков, которые ежедневно проплывают в небе над нашими головами. Вы наверняка видели многие из тех облаков, которые мы приготовили для вас прямо сейчас. Но знаете ли вы, как их называют ученые, или от чего именно зависит их внешний вид? У каждой разновидности есть своя особенность, а некоторые облака из этого списка вы и вовсе вряд ли когда-либо увидите собственными глазами…
25. Грозовой воротник
Эти кучево-дождевые облака обычно предвещают сильную грозу или холодный атмосферный фронт. Они образуются невысоко в небе и по форме напоминают длинный вал или рулон.
24. Шельфовые валовые облака
Фото: pixabay
Эта разновидность грозового воротника также формируется в нижних слоях атмосферы во время гроз и с приходом холодных фронтов. От своих собратьев из предыдущего пункта выступающие валовые облака отличаются тем, что они обычно связаны с огромным родительским облаком сверху.
23. Перистые облака Кельвина-Гельмгольца (Kelvin-Helmholtz)
Фото: GRAHAMUK
Эти тоненькие горизонтальные спирали рассеиваются очень быстро – практически сразу же после своего образования, что и делает наблюдения за ними крайне затруднительными. Напоминающие морские волны, эти облака обычно связаны с так называемой неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца, и формируются они между слоями воздуха с разной плотностью и скоростью.
22. Вымеобразное облако
Фото: max pixel
Эти облака необычной сумчатой формы образуются только после грозы. Вопреки распространенному заблуждению, они не предвещают торнадо или ураган, хотя выглядят вымеобразные облака, действительно, устрашающе.
21. Перламутровые облака
Фото: publicdomainpictures.net
На Западе их еще называют «матерью перламутра». Эти облака возникают на высоте до 32 километров, и увидеть их можно разве что в полярных широтах возле полюсов. Отличительная черта перламутровых облаков, как вы уже догадались, - их удивительный цвет.
20. Лентикулярное облако-шапка
Фото: James St. John / flickr
Облако-шапка или облако-шарф обычно парит очень высоко в атмосфере поверх более крупных кучево-дождевых облаков.
19. Лучистые облака
Фото: wikimedia commons
Их сложно разглядеть невооруженным глазом с Земли, так что лучше всего эти облака видно именно из космоса. На этой фотографии со спутника можно заметить, что лучистые облака по напоминают гигантский листок или колесо, и это очень сильно выделяет их на фоне остальных облаков.
18. Волнистые облака
Фото: David E. McIlroy
Эти облака обычно формируются потоками воздуха, которые проходят над возвышенностями. Чаще всего они возникают именно над горными хребтами.
17. Пирокумулятивные облака
Фото: JeremyaGreene
Иногда их еще называют огненными облаками. Пирокумулятивные облака появляются во время пожаров и при вулканической активности.
16. Загадочные облака Undulatus Asperatus
Фото: Agathman
Через 9 лет после их открытия эти странные облака наконец-то были признаны отдельным видом. Произошло это совсем недавно – в 2017 году, а решение было принято Международным облачным атласом Всемирной метеорологической организации. Это событие стало первым в своем роде с 1951 года. Уникальность облаков Undulatus Asperatus состоит в том, что для них характерны волновые движения и вверх. Новый вид облаков обычно формируется в нижних слоях атмосферы, и выглядит он довольно жутко.
15. Кучевые облака Cumulus Arcus
Грозовые воротники и шельфовые облака можно причислить к одному общему виду валовых облаков, но в нем есть еще несколько других менее знаменитых типов, заслуживающих своего собственного названия. Например, Cumulus Arcus.
14. «Волосатые» кучево-дождевые облака Cumulonimbus Capillatus
Этот подвид «зонтиков» представлен высокими вертикальными облаками с перистой верхушкой волокнистой структуры.
13. Перистые облака Cirrus Spissatus
Фото: Kr-val
Перед вами самые высокие перистые облака, и образуются они обычно из тонких кристаллических пластинок льда.
12. Конденсационный след
Фото: pixabay
Это, конечно же, не природное формирование, ведь на небе такие следы остаются именно от летательных аппаратов. Этот вид технически перистый, но его относят к группе искусственных или техногенных облаков, и называется он cirrus aviaticus.
11. Утренняя глория
Фото: Mick Petrof
За этим редким явлением очень сложно наблюдать из-за его непредсказуемости. Относительно часто утренняя глория появляется разве что на севере Австралии.
10. Еще один вид волнистых облаков
Фото: wikimedia commons
Эти облака обычно летят параллельно друг другу, но иногда они могут и переплетаться друг с другом. Все зависит от потоков ветра.
9. Перисто-слоистые облака Cirrostratus Nebulosus
Фото: Eduardo Marquetti
Эти облака образуются восходящими потоками воздуха, и увидеть их непросто, если они не подсвечиваются достаточным количеством солнечного света под подходящим углом. Cirrostratus Nebulosus обычно формируют так называемое гало – светящееся кольцо вокруг солнца.
8. Перистые облака Cirrus uncinus
Фото: Fir0002
С латинского это название переводится примерно как «волнистые крючки». Их легко узнать по рассеянности по небу и очень тонким очертаниям.
7. Кучево-дождевые облака с наковальней (Cumulonimbus Incus)
Фото: TheAustinMan
Верхняя часть у этих облаков плоская, и по форме она напоминает наковальню. Такое облако с легкостью преобразуется в суперъячейку (вид грозового облака), что предвещает сильную непогоду, включая даже ураганы и торнадо.
6. Облако «Пробитое отверстие»
Фото: H. Raab (User:Vesta)
На Западе их еще называют «дырокольными» облаками. Столь необычные круглые просветы появляются в небе тогда, когда температура водяного пара в облаках спускается ниже нуля, но вода еще не успевает замерзнуть до состояния льда. Очень часто это явление по ошибке связывают с НЛО.
5. Облака в помещениях
Фото: pixabay
Это звучит как нечто нереальное, но на самом деле создать облако в помещении вполне возможно. Для возникновения комнатных облаков даже существует сразу несколько техник по созданию идеальных условий. Чаще всего их используют для художественных композиций.
4. Лентикулярные облака
Фото: Omnisource5
Эти почти неизменные облака в форме гигантских линз или шляпок обычно возникают тогда, когда поток влажного воздуха перелетает через верхушку горного хребта.
3. Облако «Ядерный гриб»
Фото: pixabay
Такие облака чаще всего ассоциируются с ядерным оружием, хотя почти любой сильный взрыв способен спровоцировать возникновение чего-то подобного. Например, извержение вулкана или падение метеорита.
2. Облако-медуза (Altocumulus Castelanus)
Фото: NOAA ESRL / wikimedia commons
Свое необычное название эти облака получили из-за их оригинальных очертаний, а образуются они, когда влажный воздух застревает между слоями более сухих потоков воздуха.
1. Серебристые облака
Фото: Gofororbit
Наверное, это один из самых загадочных видов облаков, а заодно и самый высокий во всей атмосфере. Возникают серебристые облака на высоте примерно 80 километров, то есть почти на самом краю земной атмосферы, где уже совсем недалеко до открытого космоса. Наблюдать этот феномен можно в районе полюсов Земли, но для этого должен совпасть целый ряд условий. Например, Солнце должно быть ниже горизонта, но света все еще должно быть достаточно, чтобы лучи падали на облака под нужным углом.
