Сколько весит облако?

Классификация облаков

Наибольшее количество этих удивительных природных образований содержится в тропосфере Земли (до 10-15 км над поверхностью). Но также есть два интересных вида, что находятся гораздо выше этой отметки: перламутровые облака (около 20-25 км над поверхностью) и серебристые облака (75 км). Их стоит рассматривать отдельно.

Все остальные облака можно разделить на группы, в зависимости от их свойств и условий образования:

  • 1. Конвективные облака. Образуются либо за счёт поднятия тёплых воздушных масс с поверхности, либо за счёт подъёма воздуха перед горами (воздух огибает гору и устремляется вверх). Всех их можно разделить на два вида:

    • — Кучевые. Плотные белые облака, парящие на высоте около километра, при этом в высоту могут достигать пяти километров. Отличить их в большинстве случаев можно по куполообразной верхушке.
    • — Кучево-дождевые. Очень мощные и плотные облака, сильно вытянутые в высоту. Их нижняя граница находится в двух километрах над землёй, но верхняя может простираться и до 14 км.Второе название этого вида облаков — грозовые. Именно они несут грозу и страшные ливни. Поэтому их отличительной чертой является тёмный цвет (содержат много влаги).
  • 2. Волнистые облака. Образуются на границах тёплого и холодного воздуха. Когда более холодный и плотный воздух находится снизу, а тёплый и менее плотный — сверху, то при движении воздуха возникают волны, на гребнях которых и формируются облака в виде валов и гряд. Потому их и называют волнистыми. Всего их можно разделить на 3 группы:

    • — Перисто-кучевые. Светлые шаровидные облака, парящие на высоте 5-6 км. Хоть они и не большие (редко достигают километра в диаметре), но их много и выстроены в линии. Их называют ещё барашками.Свидетельствуют о повышении температуры и являются предвестниками шторма.
    • — Высоко-кучевые. Небольшие облака серого, белого и синеватого цвета, представляющие собой различные пластины, хлопья и иные формы, собирающиеся в гряды и волны. Парят на высоте 2-6 км и являются предвестниками смены погоды или появления грозовых облаков.
    • — Слоисто-кучевые. Имеют серый цвет. Состоят из различных слоёв: гряд, пластин, волн. Слои эти могут идти сплошным потоком, образуя серый волнистый покров, а могут быть разделены просветами. Основной составляющей являются капли воды.Парят на высоте 1-2 километра. Солнце их просвечивает крайне редко и лишь в тонких местах. Редкие осадки являются весьма непродолжительными.
  • 3. Облака восходящего скольжения. Формируются благодаря восхождению более тёплого воздуха над холодным, из-за разницы температур. Делят на 4 вида:

    • — Перистые. Вид облаков, имеющих волокнистую структуру (состоят из белых нитей и клочьев, образующих единую форму). Построены из кристаллов льда. Располагаются на высоте 6-8 км.
    • — Перисто-слоистые. Располагаются на высоте 6-7 км и представляют собой беловатую однородную пелену, не слишком плотную, поскольку через неё видно Солнце. Состоят из кристаллов льда.
    • — Высокослоистые. Представляют собой белую или синеватую волнистую пелену, парящую на высоте 3-4 километра и достигающую тех же 3-4 километров в высоту.Состоит этот вид облаков из снежинок, кристалликов льда и переохлаждённых капель. Из них выпадает обложной снег или дождь.
    • — Слоисто-дождевые. Тёмно-серые облака, образующие сплошной слой, находящийся на высоте 100-3000 метров. Являются причиной обложных осадков (то есть, плотных, мощных осадков).
  • 4. Облака турбулентного перемешивания. Возникают из-за подъёма воздуха с земной поверхности в результате усиления ветра. Особенно высока вероятность их образования при подъёме тумана. Включают в себя всего один вид:

Помимо этого, существует несколько видов очень редких облаков. Увидеть их самому сродни чуду: лентикулярные и двояковыпуклые облака.

— Лентикулярные, которые также называют Линзовидными, можно увидеть относительно часто. Их особенностью является зависание на одном месте, даже при очень сильном ветре. Обычно они образуются над верхушками гор.

— Двояковыпуклые облака, которые также называют Сосцевидными, встречаются гораздо реже (раз в десяток лет). Представляют собой невероятное зрелище. Очевидцы говорят, что во время наблюдения за данным явлением у них возникло ощущение, будто небо обрушилось на их головы.
Автор фото — Jkick626, ссылка на оригинал (фото было изменено).

Похожее

  • Ледяные миры
    Евгений Подольский

    Около десяти процентов суши покрыты ледниками — многолетними массами снега, фирна и льда, обладающими собственным движением. Эти огромные реки льда, прорезающие долины и стачивающие горы, продавливающие своим весом континенты, хранят 80% запасов пресной воды нашей планеты. Роль ледников в эволюции земного шара и человека колоссальна. Лед и ледники в Солнечной системе встречаются повсеместно: в тени кратеров Меркурия и Луны; в виде мерзлоты и полярных шапок Марса; в ядре Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна; на Европе — спутнике Юпитера, полностью, словно скорлупой, покрытом многокилометровым льдом.

  • Нефть: от девона до четвертичного периода
    Королёв Ю. М.
    О том, как учёные пытаются разгадать тайну происхождения нефти, а точнее, нефтяных углеводородов, мы попросили рассказать Ю.М. Королёва — ведущего научного сотрудника Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева. Он более тридцати лет изучает рентгенографический фазовый состав ископаемых углеводородных минералов и их превращение под действием времени и температуры.

  • Теории происхождения нефти
    Родкин М. В.
    Спор о биогенном (органическом) или абиогенном происхождении нефти особенно интересен для российского читателя. Во-первых, углеводородное сырьё — один из основных источников дохода в бюджете страны, а во-вторых, российские учёные — признанные лидеры многих направлений в этом старом, но всё ещё не закрытом научном споре.

  • Тепло Земли. Геотермальная энергия
    Кирилл Дегтярев

    В нашей стране, богатой углеводородами, геотермальная энергия — некий экзотический ресурс, который при сегодняшнем положении дел вряд ли составит конкуренцию нефти и газу. Тем не менее этот альтернативный вид энергии может использоваться практически всюду и довольно эффективно.

  • Из чего образовалась Земля?
    Георгий Махатадзе
    Метеориты — остатки вещества, которое окружало молодое Солнце ещё до образования планет. Одна из групп метеоритов, углистые хондриты, имеет химический состав, соответствующий среднему составу Солнечной системы. Логично предположить, что именно из такого вещества Земля и образовалась. Но она очень сильно отличается от них по составу. Тогда из чего образовалась Земля? Где учёные ищут ответ на этот вопрос?

  • Теория черноморского потопа и миф о всемирном потопе

    Теория черноморского потопа была сформулирована американскими геологами Уильямом Райаном и Уолтером Питменом из Колумбийского университета в 1996 году. Райан и Питмен писали, что вследствие потопа была затоплена территория в 155 тыс. кв. км, тогда же образовалось Азовское море. На месте Босфора в течение 300 дней существовал колоссальный водопад, через который в сутки переливалось приблизительно 40 куб. км воды (в 200 раз больше объёма воды, проходящего через Ниагарский водопад). Причиной прорыва вод из Средиземного моря в замкнутое прежде Чёрное море могло быть землетрясение.

  • Как образуются смерчи
    Джеймс Спэнн
    За годы исследований мы подобрались вплотную к пониманию механизмоввозникновения и природы смерчей. Джеймс Спэнн проводит краткую экскурсию в мир этого красивого, но разрушительного, явления.

  • Как разгадывают «великие тайны воды»
    Олег Фея

    В авторитетных научных журналах за последнее время вышло сразу несколько статей, объясняющих «аномальные» свойства воды. «Аномальные» — не в смысле «памяти» и прочих, увы, популярных заблуждений о воде. Просто во многих случаях вода ведет себя не так, как другие жидкости. Без ряда ее «аномальных» свойств жизнь была бы невозможна либо приняла совсем иной вид.

  • Споры о структуре воды
    Маленков Г. Г.
    Споры о структуре воды вот уже не одно десятилетие волнуют как научную общественность, так и людей, с наукой не связанных. Этот интерес не случаен: структуре воды порой приписывают целебные свойства, причём многие уверены, что этой структурой можно управлять каким-то физическим методом либо просто силой духа. А каково мнение учёных, которые не одно десятилетие занимаются изучением тайн воды в жидком и твёрдом состоянии?

  • Ледяные узоры высокого давления
    Комаров С. М.

Далее >>>

Как образуются облака?

Капли воды, формирующие облачную структуру, поднимаются с поверхности суши и океана с теплыми потоками воздуха. Главная причина образования облаков – испарение. Оно активнее с океанов, годовая величина достигает 400 тысяч км3, а с суши меньше в 4 раза.

Образование облаков

Достигнув верхних, более холодных атмосферных слоев, воздух остужается, находящийся в нем пар конденсируется: формируются микроскопические капли воды и частицы льда, становящиеся основой облака. Вода в атмосферном образовании пребывает в 3 агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном. Агрегатное состояние – определяющий фактор вида объекта, его характеристик: длительности формирования и существования, внешнего вида, типа и обильности осадков.

При насыщенном влагой воздухе облако не способно образоваться без присутствия конденсационных частиц (пылевых, дымовых, солевых). Водяные капли прилипают к частицам, посредством их удерживаются в воздухе во взвешенном состоянии.

Агрегатное состояние, принимаемое каплями, определяется температурой в верхних атмосферных слоях:

  • выше -10°C – влага остается жидкой;
  • от -10 до -15°C – состояние смешанное (присутствуют капли и лед);
  • ниже -15°C – влага превращается в кристаллы.

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.

Как образуются облака?

Образование облака – сложный процесс, все этапы которого тесно связаны между собой. Облака могут формироваться на любой широте.

Образование облака

Облако возникает вследствие перехода водяного пара в жидкое либо твердое состояние – конденсации. Она происходит по двум причинам: снижение температуры и увеличение абсолютной влажности воздуха. Чаще всего присутствуют оба фактора одновременно.

Понижение температуры объясняется подъемом воздушных масс, а также их перемещением по горизонтали (адвекцией). Таким образом, теплый воздух оказывается над холодной поверхностью земли. Воздушные массы поднимаются вверх по нескольким причинам:

  • конвекция;
  • рельеф местности;
  • циклоны;
  • образование атмосферных фронтов.

Когда земная поверхность интенсивно нагревается за счет солнечных лучей, тепло передается воздуху. Возникает конвекция – нагретый воздух быстро поднимается вверх, а на высоте начинает охлаждаться. В нем содержится водяной пар. Существует понятие точки росы – это температура, при которой водяной пар достигает точки насыщения и начинает конденсироваться.

Схема образования облака

Высота, на которой запускается процесс преобразования пара в капли росы, является нижней границей образующегося облака или уровнем конденсации. При этом с поверхности земли продолжает поступать нагретый воздух. Он пересекает нижнюю границу, и конденсация осуществляется на более высоком уровне. Так облако становится больше в высоту. Его верхняя граница обычно выражена нечетко, она называется уровнем свободной конвекции.

Интересный факт: иногда на пути воздушных потоков появляются возвышенности. Во время их преодоления массы воздуха поднимаются вверх. Такие облака имеют орографическое происхождение. Их размеры в высоту определяются высотой препятствия.

Циклон представляет собой воздушную массу в виде атмосферного вихря. Воздушные массы закручиваются по направлению к центру вертикальной оси циклона. Из-за этого происходят перепады давления – потоки воздуха интенсивно поднимаются вверх. Они могут достигать верхних границ тропосферы и образуют большое количество слоистых, дождевых, кучевых облаков и их разновидностей. Такие облака всегда приносят с собой осадки.

Циклон – вид из космоса

Влияние атмосферных фронтов на облака

Атмосферный фронт образуется в результате сближения масс теплого и холодного воздуха. При этом облака могут появляться как над теплым, так и над холодным фронтом. Над теплым облакообразование происходит интенсивнее.

Во время столкновения воздушных масс теплые потоки двигаются вверх – по пологой линии отступления холодных потоков или по фронтальной поверхности. Поскольку воздух движется практически по горизонтали (с небольшим отклонением вверх), образуется облачность восходящего скольжения. Такие облака отличаются небольшой высотой и существенной протяженностью в горизонтальном направлении – вплоть до сотен километров.

Облачность восходящего скольжения

Над холодным атмосферным фронтом образуются кучевые облака. Когда теплые воздушные массы скользят вверх, холодные двигаются прямо под ними.

Литература[править]

  • Андреев А.О., Дукальская М.В., Головина Е.Г. Облака: происхождение, классификация, распознавание. — СПб: РГГМУ, 2007. — 228 с. — ISBN 5-86813-184-3.
  • Д.П. Беспалов, А.М. Девяткин и др. Атлас облаков. — СПб: Д’АРТ, 2011. — 248 с. — ISBN 978-5-905264-03-0.
  • А.М. Боровиков, И.И. Гайворонский и др. Физика облаков / Под ред. А.Х. Хргиана. — Ленинград: Гидрометеорологическое издательство, 1961. — 248 с.
  • Международный атлас облаков и состояний неба / Под ред. А.Ф. Дюбюка. — Москва: Гидрометеорологическое издательство, 1940. — 456 с. — 20 200 экз.
  • Атлас облаков / Под ред. А.Х. Хргиана и Н.И. Новожилова. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1978. — 268 с. — 20 000 экз.
  • Г. Претор-Пинней. Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков = The Cloudspotter’s Guide. — Гаятри, 2007. — 400 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-9689-0088-3.

Методы воздействия на облака

Совр. нау­ка и тех­ни­ка дос­тиг­ли уров­ня раз­вития, по­зво­ляю­ще­го управ­лять не­ко­торы­ми про­цес­са­ми в О., ис­кус­ст­вен­но из­ме­няя их фа­зо­вое со­стоя­ние и мик­ро­струк­ту­ру. Наи­боль­шие ус­пе­хи дос­тиг­ну­ты в рас­сеи­ва­нии пе­ре­ох­ла­ж­дён­ных О. и ту­ма­нов, в воз­дей­ст­вии на гра­до­опас­ные О. в це­лях пре­дот­вра­ще­ния гра­до­би­тий. Для рас­сея­ния пе­ре­ох­ла­ж­дён­ных О. и ту­ма­нов в них вно­сят­ся (с по­мо­щью спец. на­зем­ных ус­та­но­вок-ге­не­ра­то­ров или с са­мо­лё­та) хла­до­реа­ген­ты (час­ти­цы су­хо­го льда – твёр­дой уг­ле­ки­сло­ты) или час­ти­цы льдо­об­ра­зую­щих ве­ществ (ио­ди­стое се­реб­ро, ио­ди­стый сви­нец и др.), спо­соб­ст­вую­щие об­ра­зо­ва­нию в О.

Ос­нов­ные фор­мы об­ла­ков по ме­ж­ду­на­род­ной клас­си­фи­ка­ции и их ха­рак­те­ри­сти­ки
Формы облаков, их латинские названия и обозначения Размеры облаков Преимущественное фазовое строение Время жизни облака Максимальные вертикальные скорости Виды осадков у земли
высота нижней границы, км толщина, км горизонтальная протяженность, км
Перистые,  6-10 0,2-3 102-103 Кристаллические Сутки и более Десятки см/сек Отсутствуют
Перисто-кучевые, Cirrus (Ci) 6-9 0,2-1,0 10-102 Кристаллические Сутки и более Десятки см/сек Отсутствуют
Перисто-слоистые, Cirrostratus (Cs) 5-9 0,5-5 102-103 Кристаллические Сутки и более Десятки см/сек Отсутствуют
Высококучевые, Altocumulus (Ac) 2-6 0,1-0,8 10-102 Капельные, смешанные Сутки и более Десятки см/сек Отсутствуют
Высокослоистые, Altostratus (As) 3-6 0,5-3 102-103 Смешанные, кристаллические Сутки и более Десятки см/сек Дождь, снег
Слоисто-дождевые, Nimbostratus (Ns) 0,1-1,0 1-10 102-103 Смешанные Сутки и более Десятки см/сек Дождь, снег
Слоисто-кучевые, Stratocumulus (Sc) 0,4-2,0 0,1-1,0 10-103 Капельные Сутки и более Десятки см/сек Отсутствуют или морось
Слоистые, Stratus (St) 0,1-0,7 0,1-1,0 10-103 Капельные Сутки и более Десятки см/сек Отсутствуют или морось
Кучевые, Cumulus (Сu) 0,8-2,0 0,3-3 1-5 Капельные Десятки минут 1 м/сек Отсутствуют 
Кучево-дожевые, Cumulonimbus (Cb) 0,4-1,5 5-12 5-50 Смешанные Десятки минут 15-20 м/сек Ливень, град

дос­та­точ­но­го ко­ли­че­ст­ва кри­стал­ли­ков льда, ко­то­рые за­тем ук­руп­ня­ют­ся и вы­па­да­ют из О. При этом уп­ру­гость во­дя­но­го па­ра в О. по­ни­жа­ет­ся, ка­п­ли ис­па­ря­ют­ся и на­сту­па­ет рас­сея­ние О. (ту­ма­на). О. мо­гут быть ис­кус­ст­венно соз­да­ны с по­мо­щью те­п­ло­вых ис­точ­ни­ков кон­век­ции – ме­тео­тро­нов или с по­мо­щью вне­се­ния до­пол­нит. вла­ги. Так, при сго­ра­нии 1 кг ке­ро­си­на об­ра­зу­ет­ся ок. 1,2 кг во­дя­но­го па­ра. Это­го обыч­но дос­та­точ­но для об­ра­зо­ва­ния кон­ден­са­ци­он­ных сле­дов за са­мо­лё­та­ми, ле­тя­щи­ми на выс. 8–12 км. Дли­тель­ность су­ще­ст­во­ва­ния та­ких сле­дов за­ви­сит от влаж­но­сти ат­мо­сфе­ры. В разл. го­су­дар­ст­вах про­во­дят­ся на­уч. ра­бо­ты по ис­кусств. ре­гу­ли­ро­ва­нию и пе­ре­рас­пре­де­ле­нию осад­ков. Боль­шая при­род­ная из­мен­чи­вость ко­ли­че­ст­ва ес­те­ст­вен­но вы­па­даю­щих осад­ков су­ще­ст­вен­но ос­лож­ня­ет про­бле­му оп­ре­де­ле­ния ре­аль­ной эф­фек­тив­но­сти при­ме­няе­мых ме­то­дов воз­дей­ст­вия. Од­на­ко раз­ви­тие этих ме­то­дов име­ет боль­шие эко­но­мич., юри­дич. и со­ци­аль­ные ас­пек­ты. Не­кон­тро­ли­руе­мое управ­ле­ние О., вы­зы­ваю­щее за­су­хи, лес­ные по­жа­ры или на­вод­не­ния, мо­жет иметь гло­баль­ные не­га­тив­ные по­след­ст­вия для че­ло­ве­че­ст­ва.

Лёд и вода холодных облаков

По существующей в ЦАО традиции, объектом исследований стали облака
слоистых форм, которые преобладают на небосводе, живут дольше всего
(часы и сутки) и дают большинство всех осадков в наших широтах. Специально оборудованные самолёты Ил-18Д пересекли примерно 350 отдельных облаков с температурами от 0°С до минус 55°С при суммарной протяжённости полётов в облаках около 20 тысяч километров.


Рис. 2. А эта диаграмма построена в конце XX века на основании точных измерений

Полученные данные привели в смятение даже опытных специалистов: оказалось,
что почти все холодные облака содержат одновременно и воду,
и лёд, то есть принадлежат к числу смешанных. Тщательный
анализ позволил выделить три базовых типа их фазово-дисперсной структуры (рис. 2).

Те холодные облака, которые традиционно считаются чисто водяными,
на самом деле содержат ледяные частицы с размерами менее
20 мкм, не различимые современными стандартными методами.
Их мы отнесли к структурному типу C1. Неотъемлемый
атрибут микроструктуры двух других типов смешанных облаков, C2 и C3, — ледяные кристаллы, размер которых бывает существенно больше не только 20 мкм, но и 200 мкм; вот почему их легко обнаружить. По этому признаку объединим облака типов C2 и C3 под термином «льдосодержащие облака» (ЛСО).
Разница между двумя типами ЛСО состоит в том, что только
в структуре C2 приборы обнаруживают частицы с размерами
менее 20 мкм. Все эти структуры могут перемежаться
в одном и том же облаке, а переходные формы между
ними занимают малую часть пространства.

Аппаратура и методика исследований

Исследования выполнены с помощью разработанного в ЦАО самолётного приборного комплекса, который был создан к концу 1980-х годов и до сих пор остаётся уникальным по функциональным возможностям и техническим характеристикам (к сожалению, ныне он бездействует в связи с ликвидацией спецотряда исследовательских самолётов).
Входящие в комплекс приборы могут непрерывно измерять целый набор
облачных характеристик на трассе полёта. Важнейшие из них
таковы:

— фазовый состав, концентрация и спектр размеров облачных частиц от 20 до 200 мкм; всё это устанавливают по поляризационным и амплитудным эффектам рассеяния света индивидуальными частицами;

— концентрация и спектр размеров частиц крупнее 200 мкм (теневой оптический метод);

— водность (массу конденсированной воды в кубометре воздуха)
жидкой и ледяной дисперсных фаз по отдельности находят
по теплоте испарения облачной воды, осевшей из встречного
потока на горячие тела специальной формы;

— оптическая плотность облачной среды, которую измеряют по ослаблению искусственного светового потока.

Такой набор параметров позволил разными методами (а это снижает возможность ошибки)
получить одни и те же наиболее важные результаты,
в частности определить наличие в облаке каждой
из дисперсных фаз. С их помощью возможно также
оценить характеристики облаков, не охваченные прямыми измерениями,
например средний размер облачных капель. В некоторых случаях
удаётся по измеренным спектрам размеров частиц рассчитать значения
интегральных параметров — водности и оптической плотности,
чтобы сравнить их с непосредственно измеренными величинами.

На небосводе
облака структуры C2 выглядят плотными, непрозрачными
и по виду мало отличаются от тёплых облаков
и облаков структуры C1. Структура C3 обычно представлена
полупрозрачными или совсем слабыми облачными слоями, которые
расположены на самых больших высотах и далеко не всегда
видимы с Земли сквозь нижележащие плотные облака. Смешанные облака типа C2 — это наиболее вероятный источник осадков в виде дождя либо снегопада, в зависимости от приземной температуры.

Изучение ЛСО дало очередной удивительный результат. Оказалось, что
вопреки правилу Бержерона — Финдайзена жидкие капли в них
не только сохранились, но и увеличились в размерах
более чем на порядок, до сотен микрон в диаметре! Кстати,
сферические частицы с размерами от десятков до сотен
микрон замечали в ЛСО и прежде. Они, как правило,
присутствовали в пробах облачных частиц как в обособленном
виде (непонятно, в жидкой или ледяной фазе), так и в виде примёрзших к ледяным кристаллам шариков. Однако эти факты почему-то никто не признавал закономерными и тем самым заслуживающими серьёзного внимания.

Состав облаков

В зависимости от состава делятся на 3 группы:

  1. Водяные – полностью состоят из капель воды (выше -10 ℃). При минусовых температурах капли переохлаждаются.
  2. Ледяные или кристаллические – полностью состоят из ледяных кристаллов (ниже -15 ℃).
  3. Смешанные – смесь ледяных кристаллов и капель воды (от -10 до -15 ℃).

Капли воды и кристаллы называются облачными элементами. Размеры капель существенно колеблются. Их определяют при помощи метода микрофотографирования (создание фото с высоким увеличением).

Кристаллы льда и капли воды

Когда облако только начинает образовываться, диаметр капель в нем варьируется в пределах 5-50 мкм (1 мкм = 0,001 мм). На этапе развития облака капли становятся крупнее – от 50 до 200 мкм в диаметре. Они начинают понемногу падать, при этом в метеорологии говорят о мелком дожде – измороси. В дальнейшем капли могут преобразовываться в дождевые – диаметром от 500 до 5000 мкм.

Интересный факт: облака кажутся легкими и «воздушными», однако в действительности вес крупного облака – около 1 тонны.

Кристаллы имеют разную форму и размер в зависимости от влажности и температуры воздуха. Большинство называются полными и по форме напоминают шестигранную призму. Если высота такого кристалла по сравнению с основанием небольшая – это пластина. Кристаллы противоположной формы – это ледяные столбики. Также встречаются элементы сложной формы, иглообразные.

Таким образом, капли воды отличаются малым размером, но их плотность в составе облака равна нескольким сотням в 1 см³. Кристаллы, наоборот, более крупные, но отличаются меньшей плотностью – до 100 в 10 см³.

Еще одной важной характеристикой является водность – это количество воды, которое содержится в 1м³ облака. Средние показатели водности:

  • облака с мелкими каплями – до 1 г/м³;
  • кучевые – 2 г/м³;
  • кучево-дождевые – 4-5 г/м³;
  • кристаллические – до 0,02 г/м³;
  • смешанные – 0,2-0,3 г/м³.

Чем отличается облако от тучи?

Термин «туча» в науке отсутствует. Это обывательское понятие, употребляемое при описании крупного темного облака, грозящего осадками.

Так называемые “тучи”

Разницу между тучей и облаком установить несложно:

  1. Облака белые и серых оттенков в зависимости от плотности. Тучи темно-серые, иногда почти черные от накопившейся влаги.
  2. Туча формируется, когда плотность водяных капель становится слишком высокой, и удержание влаги во взвешенном состоянии невозможно.
  3. Тучи не бывают перистыми, поскольку обязательно несут осадки.
  4. Из-за высокой концентрации водяного пара тучи задерживают солнечные лучи.

Значение облаков для планеты огромно. Их главная задача – распределение влаги, перенос ее из влажных областей в сухие. Благодаря этому формируются погодные условия, смягчаются переходы между климатическими зонами, жизнь существует во всех уголках планеты.

Дотянуться до неба

Опытные техники-метеорологи определяют высоту облачности и форму облаков на глазок. А начинающим помогает прибор ИВО и специальный Атлас облаков, где есть фотографии всех их видов и подвидов. Однако понять, в каком ярусе находятся облака (среднем или нижнем) может и неспециалист.

Метеорологи, которые работают и в аэропортах, тоже определяют и анализируют метеорологические условия, которые важны для безопасного взлёта и посадки самолётов. В том числе оценивают они и облачность. Определяют её обязательно с помощью приборов, но потом частенько уточняют у пилотов самолётов, которые недавно сели, какой была верхняя и нижняя граница облачности. Разница, по словам Светланы Юрьевны, составляет обычно не более 10 м.

Какие бывают облака

Подъем может быть очень быстрый. Поверхность Земли неоднородная, какие-то участки нагреты больше, какие-то — меньше. Над более нагретыми участками воздух больше прогревается и быстро поднимается вверх, а холодный опускается вниз. Такой процесс называется конвекцией. При ней возникают кучевые облака. Если попросить ребенка нарисовать облако, он, скорее всего, нарисует именно такое облако: белую башню на фоне синего неба. Но конвекция — это далеко не единственный процесс, приводящий к образованию облака.

Если осенью или зимой посмотреть на небо, оно будет затянуто сплошным слоем темно-серых облаков. Дети, наверное, даже не воспринимают, что это облако, они просто покрасят небо в серый цвет и нарисуют, что идет дождик. Но на самом деле это слоистообразные облака. Они представляют собой очень протяженный, мощный слой. Возникают такие облака, когда теплый воздух поднимается по клину холодного там, где граничат теплые и холодные воздушные слои. Эта зона раздела называется атмосферным фронтом и простирается на тысячи километров. Тогда подъем воздуха возникает не в небольшом районе площадью от одного до десяти квадратных километров, а на площади в тысячи километров. Другое отличие в том, что этот подъем происходит очень-очень медленно, поэтому получается не отдельная башенка, а слой облаков.

Photo by eberhard grossgasteiger

Третий из наиболее известных типов облаков — волнообразные облака, которые наблюдаются при волновых движениях в атмосфере. Волны хорошо видны на поверхности воды из-за большого скачка плотности: плотность воды и плотность воздуха сильно различаются. Конечно, в атмосфере нет таких сильных различий плотности воздуха, тем не менее теплый и холодный воздух имеют разную плотность, и на границе раздела возникают волновые движения. Воздух движется не прямо, а вверх и вниз, как волна в море или океане. При подъеме вверх возникают облака, а при опускании вниз они исчезают. Получаются небольшие волнообразные облачка. В зависимости от того, на какой высоте они образуются, они могут быть крупнее или меньше и содержать в себе больше или меньше влаги.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector