Самые низкие облака высота. Как образуются облака? Высокослоистые просвечивающие облака

Привет друзья! Облака, белогривые лошадки... Ой, о чем это я 🙂 Вообще то, хочу рассказать о том, как образуются облака, где образуются и какие этому причины, а еще какие есть виды облаков...

Массы переносимого водяного пара по воздуху – это облака. В любой момент времени около 50% земной поверхности закрывают облака. Облака так же являются частью — процесса, который обеспечивает пресной водой все живое на .

Когда пар поднимается – он охлаждается и снова переходит в твердое (лед) или жидкое (вода) состояние, образуя облака (невидимые массы). В виде , которые уносит ручьями и реками в на Землю возвращается влага, и цикл повторяется.

Как образуются облака?

Изо льда и (или) воды состоят облака. Повсеместно в присутствует водяной пар, который испаряется из океанов и морей. «Абсолютную влажность» воздуха определяет количество пара в данном объеме воздуха. Чем выше температура, тем больше водяного пара может содержаться в воздухе.

Если в воздухе содержится максимально возможное для данной температуры количество водяного пара, он считается «насыщенным», а его «относительная влажность» равна 100%. «Точка росы» — это соответствующая температура. Процесс перехода водяного пара в твердое или жидкое состояние, имеющий место, когда воздух, содержащий пар остывает и становится насыщенным, называется конденсацией.

Охлаждение воздуха.

В результате подъема, воздух может охладиться, например, когда протекает через холмы. Он при этом, используя часть своего тепла, расширяется ввиду падения давления («адиабатическое расширение»). Облака образуются, когда конденсируется в капельки воды избыток водяного пара, при падении температуры до определенной отметки.

Основные причины подъема воздуха , что приводят к его охлаждению, образованию облаков и конденсации: первая – вызванная резким изменением скорости и направления ветра и создающая все необходимые условия для облакообразования турбулентность.

Вторая – при прохождении над горами и холмами «орфографический подъем» воздуха. В этом случае могут образоваться различных видов облака: облачная шапка, горный туман, вихревые, флагоподобные и чечевицеобразные облака.

Когда до точки росы охлаждается влажный воздух, не достигнув вершины, появляется горный туман. Все воспринимается как , что попало в такое облако и цепляется за вершину и наветренную сторону.

При довольно сухом воздухе, который охлаждается после подъема выше вершины горы до точки росы образуется облачная шапка. Создается такое впечатление, что облако неподвижно висит над вершиной горы, даже несмотря на ветер. Это не одно и то же облако, строго говоря, оно формируется постоянно с наветренной стороны и испаряется подветренной.

Похожие на вымпелы, флагоподобные облака образуются над горными пиками, когда воздух вынужден обтекать пик с обеих сторон, создавая турбулентную подъемную силу, которой достаточно чтобы во влажных потоках воздуха образовалось облако и вихри с подветренной стороны горы.

Облако, которое возникло позади пика, струится по ветру и в конце концов испаряется. На гребнях волнообразных воздушных потоков, которые проходят над пересеченной местностью, часто формируются линзовидные волнистые облака.

Вихревое облако в форме вытянутого цилиндра, может сформироваться, располагаясь параллельно горному хребту с подветренной его стороны в турбулентном вихре.

Конвергенция.

Внутри огромных погодных систем – «циклонов» (областей низкого давления) тоже может происходить подъем воздушных масс.

Когда, «сражаясь» за свободное пространство, теплые влажные массы «конвергируют» (сходятся) с холодными воздушными массами – формируются большие гряды облаков. Вверх вытесняет более легкий и теплый воздух — более плотный и холодный. Часто такой «фронт» приносит затяжные дожди и обильные осадки.

Природой восходящего движения воздушных масс определяется форма облаков. Медленно восходящими потоками воздуха (5 – 10 см/сек.) обычно образуются слоистые облака, а теплым воздухом – кучевые, которые с поверхности поднимаются минимум в 100 раз быстрее, чем слоистые облака.

Ученные обнаружили, что в этих облаках, воздушные потоки могут подниматься со скоростью до 100 км/ч, а как высоко они поднимаются, во многом зависит от «неустойчивости» или «устойчивости» воздуха, через который они проходят.

Воздух охлаждается в облаке на 1°С при подъеме на каждые 100 м. «Устойчивые» условия – это когда с большой скоростью падает температура окружающего воздуха, а данный поток при этом продолжает подниматься.

«Неустойчивые условия» — это когда окружающий воздух охлаждается медленнее, а восходящие потоки вскоре достигают той же температуры и подъем прекращается.

Классификация облаков.

Облака под влиянием многих процессов, задействованных в их образовании, бывают разной формы, цветов и размеров. Древние ученные за долго до того, как стали понимать причины формирования облаков, пытались классифицировать и описать их разнообразие.

Жан Батист Ламарк (1744 – 1829) французский родоначальник теории эволюции, а так же натуралист – был среди них одним из первых.

Он предложил классифицировать облака по пяти типам и трем ярусам в 1802 году. Ламарк считал, что облака образуются в результате ряда обстоятельств (хотя и не знал именно каких), а не случайно.

Английский химик Люк Говард, в том же 1802 году, разработал классификацию, которая включала в себя три главных типа облаков, а так же дал им латинские названия: Stratus – слоистые, Cirrus – перистые и Cumulus – кучевые.

И сегодня используются тоже эти основные термины. Первый «международный атлас облаков» был опубликован в 1896 году. В то время облака еще считались не развивающимися, постоянными массами. Но о том, что каждое облако имеет свой жизненный цикл, стало ясно к 1930-м годам.

Сегодня Всемирная метеорологическая организация (ВМО) различает 10 основных типов облаков в соответствии с их формой и высотой. Каждый тип имеет общепринятое сокращенное обозначение.

Парящие в вышине.

К облакам верхнего яруса относятся перисто-слоистые (Cs), перисто-кучевые (Cc) и перистые (Ci). Они состоят из кристаллов льда, встречаются на высоте от 6 до 18 км, и не являются источником осадков, выпадающих на Землю.

Форму отдельных тонких белых волос имеют перистые облака. Волнистые пластины или белые лоскуты, напоминают перисто-кучевые облака. А на брошенную на небо прозрачную вуаль, похожи перисто-слоистые облака.

Облака среднего яруса – высокослоистые (As) и высококучевые (Ac) – состоят из смеси кристаллов льда и капелек воды, и находятся на высоте 3 – 6 км. Как бело-серые разорванные пластины – выглядят высококучевые облака, а как серо-голубые цельные полотна – высокослоистые. Очень мало осадков выпадает из облаков среднего яруса.

Облака нижнего яруса (высотой до 3 км) включают слоисто-кучевые (Cs), кучевые (Cu), слоисто-дождевые (Ns), слоистые (St) и кучево-дождевые (Cb). Кучевые, слоисто-кучевые и слоистые состоят из капелек, а слоисто-дождевые и кучево-дождевые – из смеси льда и воды.

На серое полотно похожи слоистые и слоисто-кучевые облака, но первые представляют собой однородный слой, а вторые – более фрагментарны. Они могут пролиться моросящим или легким дождем. Как темно-серый пласт выглядят слоисто-дождевые облака, они несут снег ли обложные дожди.

Четкие очертания и плотную структуру имеют вертикально вздымающиеся кучевые облака. Они могут сопровождаться ливнями. Кучево-дождевые – это темные, крупные и плотные облака (иногда с плоской, как наковальня, вершиной), ассоциируемые с грозами и сильным дождем.

Теперь, взглянув на небо, можно понять что там за облака и какой погоды следует ожидать...

Вопросом «Что такое облако?» люди задавались ещё в те далёкие времена, когда по небу летали только птицы и сами облака. Википедия тогда ещё не существовала, да и «Детской энциклопедии» ещё никто не придумал, и не издал. Поэтому что только не придумывали некоторые фантазёры, чтобы объяснить это явление природы.

Из-за того, что снизу облака кажутся такими мягкими и пушистыми, было время, когда люди думали, что они состоят из пуха.

Встречались и более забавные предположения о том из чего сделаны эти небесные образования. Говорили даже, что строительным материалом белых громадин, плывущих по небу, является сладкая вата.

Конечно же, это выдумки. Из чего состоит облако, учёные узнали в конце XVIII века. Произошло это, когда человечество нашло способ подняться в небо. Тогда-то и удалось ответить на вопрос: из чего состоит облако? Выяснилось, что кажущиеся снизу белыми и плотными облака – это на самом деле обычный туман. Так что прогулки в туманную погоду представляют собой путешествие сквозь облако.
В те же годы люди узнали из чего состоят тучи. Ведь до этого их природу объясняли тоже по-разному. Но обо всём этом будет рассказано чуть позже.

Вообще облака могут состоять не только из капелек воды, как обычный туман, но и из кристалликов льда. Всё зависит от того, на какой высоте они образуются.

Чаще всего появляются облака на высоте от 6 до 20 км от поверхности нашей планеты. Эта часть атмосферы носит название тропосфера. Как раз здесь и образуются облака, состоящие из водяных капелек. Температура внутри таких образований обычно выше -10 0 С. Облака, которые образуются на этой высоте, могут иметь разную структуру и форму.

Есть и такие облака, которые появляются на свет значительно выше. Например, так называемые, перламутровые облака рождаются в 20-25 км от Земли. Однако рекордсменами являются практически невидимые без специального оборудования серебристые облака. Их колыбель находится на высоте от 70 до 80 км над уровнем моря.

Отчего и как появляются облака?

Но как образуются облака? Для детей это очень важный вопрос. Чтобы на него ответить, надо познакомиться с ещё одним интересным физическим явлением – конденсацией. Что же это такое?

Все мы не раз видели, как из носика кипящего чайника идёт пар. Если же подставить под эту струйку холодное блюдечко, то на его поверхности появятся капельки воды. Это явление и называется конденсацией.

В верхних слоях атмосферы происходят примерно такие же процессы. Водяной пар, поднимаясь всё выше и выше, охлаждается и начинает конденсироваться в капельки жидкости, из которых и формируются облака. Размер этих капелек невероятно мал – в 100, а иногда и в 1000 раз меньше 1 мм. Если же пару удастся подняться очень высоко, то он перейдёт не в жидкое, а в твёрдое состояние. Поэтому в самых верхних слоях атмосферы облака и состоят из мельчайших кусочков льда.

Но чтобы пар начал конденсироваться только понижения температуры недостаточно. Центром каждой капельки или кристаллика является мельчайшая пылинка, вокруг которой и собралась влага.

Кстати, именно по этой причине над городами, где много машин или больших заводов часто можно наблюдать очень большие облака. Ведь в таких местах разных загрязняющих воздух частиц в атмосфере значительно больше, чем в малозаселённых районах нашей планеты.

Почему облака летают?

С поверхности Земли облака кажутся такими лёгкими и воздушными. На самом деле они могут весить много тонн. Как же целое облако воды, состоящее из огромного скопления водяных капелек держаться в воздухе? Всё очень просто. Размер каждой капельки настолько мал, что даже небольшого поток воздуха, поднимающийся от Земли, останавливает их падение.

Учёные подсчитали, что скорость восходящего потока для удержания облака может быть всего 50 см в секунду. Если перевести это число в более понятную форму, то получится очень маленькая величина – 1,8 км/ч. А это гораздо меньше скорости пешехода.

Какие бывают облака?

Красивые белые горы, плывущие по ярко-голубому небу, всегда радуют глаз. Но почему они кажутся именно такими?
Оказывается, чем больше солнечного света проходит сквозь облака, тем белее они кажутся нам с Земли. Серое пасмурное небо означает только то, что облачный слой очень плотный и лучи солнца сквозь него практически не проходят. А вот чёрные тучи чаще всего просто содержат много пыли. Облачные образования такого цвета часто появляются опять же над промышленными районами, где загрязнение воздуха наиболее сильное.

Но облака различаются не только по цвету, но и по форме. Общепринятое название облаков, как правило, и описывает их внешний вид. Хотя учёные и придумали очень сложную классификацию облачности, чётко можно выделить только три вида облаков.

Именно этот вид скопления водяных паров в небе мы чаще всего и называем облаками. Это те самые ослепительно белые громадины, плавно меняющие свою форму. Именно за ними люди любят наблюдать, представляя, на кого они похожи. Такая облачность совершенно не напрягает. И это не удивительно, ведь кучевые облака – спутники хорошей погоды.

Слоистые облака уже не так прекрасны. Чаще всего они серого цвета самых разных оттенков. Такие облака достаточно плотны и состоят исключительно из готовых к падению на Землю капель. Плавают они не так уж и высоко над поверхностью. В этом случае высота облаков над землей примерно 1-2 км.

Если небо покрыли слоистые облака вперемешку с кучевыми, то ничего страшно – погода вряд ли испортится. Такой вид облачности часто ещё называют слоисто-кучевые облака. Кстати, именно подобный вид облаков предстаёт перед мысленным взором, когда нужно ответить на вопрос: «Что такое облачность?». А вот сплошное серое покрывало всегда наводит на мысль о долгом и нудном дожде.

А этот вид облаков располагается достаточно высоко. Их можно наблюдать примерно на семи километровой высоте. Похожи они на барашки или размазанные в небе мазки масляной краски.

Такая облачность говорит о скорой перемене погоды не в лучшую сторону. Кстати, наиболее фотогеничны именно перистые облака. Фото, на которых они присутствуют, выглядят невероятно эффектно.

Облака очень тяжёлые. В среднем их вес составляет около 10 тонн. Кроме того, они ещё имеют и огромные размеры. Одно облако может тянуться на расстояние более 10 км, а грозовые облака могут простираться на такое же расстояние в высоту.

Продолжительность «жизни» облаков зависит от влажности воздуха. При нормальной влажности облако может существовать очень продолжительное время. А вот при низкой, капельки воды, из которой состоит облако, начнут быстро испаряться и прожить оно может не более 15 минут.

Трудно представить, глядя на проплывающие по небу облака, что это чудо природы можно создать в домашних условиях. Хотя на самом деле настоящее облако можно сделать искусственно. Правда, для этого понадобится специальное оборудование. Придумал, как сделать облака голландский художник Бернднаут Смильде. Его самодельные облака живут недолго, около 10 секунд. Но за это время их можно сфотографировать или снять момент рождения маленького облачка на видео.

Такое явление как облачность наблюдается не только на Земле, но и на нескольких других планетах Солнечной системы. Облака были обнаружены в атмосфере Венеры и Марса, а также на спутниках Сатурна – Титане и Нептуна – Тритоне.

В 2004 году несколько метеорологов и физиков объединились в составе международной организации «Общество любителей облаков». Они не только сами любуются этими причудливыми созданиями земной атмосферы, но и призывают всех поднять глаза к небу, чтобы полюбоваться прекрасными и разнообразными облаками.

Удивительно, но все про облака не знают даже учёные. Их изучение продолжается до сих пор. И в России, и в США до сих пор работают программы по выяснению всех свойств этих красивых, белоснежных, воздушных островов.

Понятие «облачность» подразумевает количество наблюдаемых в одном месте облаков. Облаками, в свою очередь, называются атмосферные явления, сформированные взвесью водяного пара. Классификация облаков насчитывает множество их видов, разделяемых по размерам, форме, природе образования и высоте расположения.

В бытовой сфере для измерения облачности используются специальные термины. Развернутые шкалы измерения данного показателя применяются в метеорологии, морском деле и авиации.

Метеорологи используют десятибалльную шкалу облачности, которая иногда выражается в процентах покрытия обозримого небесного пространства (1 балл - 10% покрытия). Кроме того, высота образования облаков разделяется на верхний и нижний ярусы. Такая же система используется и в морском деле. Авиационные метеорологи используют систему из восьми октант (частей обозримого неба) с более подробным указанием высоты расположения облаков.

Для определения нижней границы облаков используется специальный прибор. Но острую необходимость в нём испытывают только авиационные метеостанции. В остальных случаях производится визуальная оценка высоты.

Типы облачности

Облачность играет важную роль в формировании погодных условий. Облачный покров предотвращает нагрев поверхности Земли, и продлевает процесс её охлаждения. Облачный покров существенно снижает суточные колебания температуры. В зависимости от количества облаков в определённое время выделяется несколько типов облачности:

1. «Ясно или малооблачно» соответствует облачности в 3 балла в нижнем (до 2 км) и среднем ярусе (2 - 6 км) или любое количество облаков в верхнем (выше 6 км).
2. «Меняющаяся или переменная» - 1-3/4-7 баллов в нижнем или среднем ярусе.
3. «С прояснениями» - до 7 баллов суммарной облачности нижнего и среднего яруса.
4. «Пасмурно, облачно» - 8-10 баллов в нижнем ярусе или не просвечивающиеся облака в среднем, а также с атмосферными осадками в виде дождя или снега.

Виды облаков

Всемирная классификация облаков выделяет множество видов, каждый из которых обладает своим латинским названием. В ней учитывается форма, происхождение, высота образования и ряд других факторов. Основу классификации составляют несколько видов облаков:

• Перистые облака представляют собой тонкие нити белого цвета. Располагаются на высоте от 3 до 18 км в зависимости от широты. Состоят из падающих кристаллов льда, которым и обязаны своим внешним видом. Среди перистых на высоте свыше 7км облака подразделяются на перисто-кучевые, высоко-слоистые, которые обладают невысокой плотностью. Ниже на высоте около 5км располагаются высоко-кучевые облака.
• Кучевые облака это плотные образования белого цвета и значительной высоты (иногда более достигает 5 км). Располагаются чаще всего в нижем ярусе с вертикальным развитием в средний. Кучевые облака на верхней границе среднего яруса зовутся высококучевыми.
• Кучево-дождливые, ливневые и грозовые облака, как правило, располагаются невысоко над поверхностью Земли 500-2000 метров, характерны выпадением атмосферных осадков в виде дождя, снега.
• Слоистые облака представляют собой слой взвеси небольшой плотности. Они пропускают свет солнца и луны и находятся на высоте между 30 и 400 метров.

Перистые, кучевые и слоистые типы смешиваясь, образуют другие виды: перисто-кучевые, слоисто-кучевые, перисто-слоистые. Кроме основных видов облаков и существуют и другие, менее распространённые: серебристые и перламутровые, лентикулярные и вымеобразные. А облака, образованные пожарами или вулканами называются пирокумулятивными.

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:

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

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.