Облака верхнего яруса
(высота основания выше 6 км)
Перистые – Cirrus (циррус)………………………………………. Ci
Перисто- кучевые –Cirrocumulus (циррокумулюс)………………. Cc
Перисто – слоистые- Cirrostratus (цирростратус)…………………. Cs
Облака среднего яруса
(высота основания 2-6км)
Высоко- кучевые –Altocumulus (альтокумулюс)………………….Ac
Высоко- слоистые – Altostratus (альтостратус)…………………… As
Облака нижнего яруса
(высота основания ниже 2 км)
Слоисто-кучевые- Stratocumulus (стратокумулюс)………………..Sc
Слоистые – Stratus (стратус)……………………………………….. St
Слоисто –дождевые – Nimbostratus (нимбостратус)…………….. Ns
Облака вертикального развития
Кучевые – Cumulus (кумулюс) …………………………………… ..Сu
Кучево-дождевые –Cumulonimbus (кумулонимбус)………………. Cb
Высоты нижней границы (нижнего основания) облаков в классификации указаны в пределах чаще всего наблюдающихся в умеренных широтах. Высоты являются ориентировочными и существенно изменяются в зависимости от широты места, характера рельефа, времени года, от синоптической обстановки и т.д.
Облака верхнего яруса
Имеют высоту нижней границы 6 км и выше. Верхняя граница может достигать тропопаузы и нижних слоев стратосферы. Состоят из ледяных кристаллов, сквозь них хорошо просматриваются солнце и луна. Они имеют основных три формы.
Перистые облака. По внешнему виду обычно отдельные волокнистые облака, из-за большой удаленности кажутся очень тонкими. Как правило, наблюдаются в небольших количествах, но иногда покрывают значительную часть неба. Высота их нижней границы увеличивается с севера на юг в умеренных широтах 7-10км, в тропиках до 17-18 км. Вертикальная протяженность от сотен метров до нескольких километров, облака кристаллические. Осадки из них не выпадают.
Присто-кучевые. Имеют вид хлопьев или ряби, сгруппированных в волны. Нередко они переходят в перистые или перисто- слоистые. Высота нижней границы в умеренных широтах от 6 до 8 км, толщина 0,2-0,4км. Состоят из мелких ледяных кристаллов, иногда сопровождаются иризацией –радужной окраской краев облаков. Осадки из них не выпадают.
Перисто-слоистые облака. Представляют собой облачную пелену, обычно закрывающую все небо. Иногда в пелене просматривается волокнистое строение. Высота нижней границы в умеренных широтах 6-8 км, вертикальная протяженности от нескольких сот метров до нескольких километров. осадков из них не бывает. Через эти облака просвечивает Солнце и Луна, вокруг которых наблюдаются радужные круги. Это явление называется гало.
Облака среднего яруса
Основные формы облаков среднего яруса высококучевые и высокослоистые. Они состоят из переохлажденных капель води, в смеси с ледяными кристаллами и снежинками.
Высококучевые облака. Они обычно белого или сероватого цвета в виде волн и гряд, состоят из хлопьев или пластин разделенных просветами. Высота нижней границы от 2 до 6 км, вертикальная протяженность несколько сот метров (обычно 0,2-0,7км). Из них могут выпадать осадки в виде отдельных капель или отдельных снежинок.
Высокослоистые облака. Представляют собой однородную пелену облаков Серово или синеватого цвета, иногда со слабо выраженными волнами. Высота нижней границы обычно 3-5км, вертикальная протяженность 1-2 км. Зимой из них может выпадать снег.
Облака нижнего яруса
Эти облака обычно закрывают все небо и имеют вид серых тяжелых гряд, валов и пелены. Основными формами являются: слоисто- кучевые слоисто- дождевые и слоистые облака.
Слоисто-кучевые облака. По своему внешнему виду серые в форме крупных гряд, волн, пластин, хлопьев, сливающихся в сплошной серый волнистый покров или имеющих просветы. Высота нижней границы чаще всего от 0,6 км до 1,5 км, вертикальная протяженность от нескольких сот метров до 1км, иногда значительно больше. Состоят главным образом из мелких капель и снежинок. Из сплошных плотных облаков может выпадать слабый дождь или снег.
Слоисто-дождевые облака. Сплошные темно- серые сравнительно однородного вида с некоторой волнистостью, обнаруживаемой в перерывах между осадками. Под их слоем, как правило, образуются разорвано-дождевые облака в виде разорванных клочков, нередко сплошь закрывающих небо и экранизирующих слоисто- дождевые облака. Высота их нижней границы зависит от синоптической ситуации и составляет чаще всего 100-300м, иногда выше до
0,5-1,0км. Вертикальная протяженность чаще всего до 2-3км, иногда до 5 км и выше. Сливаясь с высоко- слоистыми и перисто-слоистыми облаками, они могут образовать облачный слой занимающих по вертикали большую часть тропосферы. Состоят эти облака из переохлажденных капель и ледяных кристаллов. Из них выпадает обложной дождь или снег.
Слоистые облака. Обычно представляют собой сплошной однородный слой серого цвета, иногда разорванный и клочковатый. Высота нижней границы этих облаков, как правила не более нескольких сот метров, чаще всего 100-300м, иногда ниже 100м. Иногда слоистые облака сливаются с туманом. Вертикальная протяженность слоистых облаков 0,2-0,8 км. Состоят они из мелких капель, в холодное время года - из переохлажденных капель с примесью ледяных кристаллов, снежинок. Из них иногда выпадает морось, при отрицательной температуре - мелкий снег или снежные зерна.
Земли - есть, конечно же, облака. Разнообразные формы и виды облаков просто не могут не восхищать. Казалось бы, как это не похожие друг на друга облака, можно классифицировать? Оказывается можно! И очень просто. Вы, наверное, сами не раз замечали, что одни облака образовываются очень высоко в небе, а другие на их фоне находятся значительно ниже. Выходит, что разные облака формируются в небе на разной высоте. Те виды облаков, которые почти не заметны, имеют полупрозрачный цвет и форму нитей, двигаясь вдоль Солнца или Луны, практически не ослабляют их свет. А те, которые находятся ниже имеют более плотную структуру и практически полностью скрывают Луну и Солнце.
Как же образуются облака? Как мы уже говорили, облака - это воздух, точнее теплый воздух, который поднимается от земной поверхности с Доходя до определенной высоты, воздух охлаждается, а пар преобразуется в воду. Из этого, собственно, и состоят облака.
Но отчего же зависит форма и виды облаков? А зависит это от той высоты, на которой облако образовалось и той температуры, которая там есть. Рассмотрим подробнее разные виды облаков.
Серебристые - образуются на высоте 70-90 км от поверхности земли. Они представляют собой достаточно тонкий слой, который еле заметен на фоне неба ночью.
Перламутровые облака - находятся на высоте 20-30 км. Такие облака образуются сравнительно редко. Их можно увидеть перед тем как Солнце будет всходить, или когда уже будет заходить за горизонт.
Перистые - располагаются на высоте 7-10 км. Тонкие облака белого цвета, которые похожи на спутанные или параллельные нити.
Перисто-слоистые облака - находятся на расстоянии 6-8 км от земли. Представляют собой пелену белого или голубого цвета.
Перисто-кучевые - тоже находятся на высоте 6-8 км. Тонкие облака белого цвета, которые похожи на скопление хлопьев.
Высококучевые облака - 2-6 км. Слабо-просвечивающийся слой облаков в виде волн белого, серого или синего цвета. Из такого вида облаков возможно выпадение слабых осадков.
Высокослоистые - 3-5 ка над землей. Представляют собой пелену иногда волокнистую на вид. Из них возможно выпадение слабого дождя или снега.
Слоисто-кучевые облака - 0,3-1,5 км. Это слой с хорошо различимой структурой, похожий на пластину или волну. Из таких облаков выпадают небольшие осадки в виде снега или дождя.
Слоистые облака - находятся на высоте 0,5-0,7 км. Однородный, непрозрачный слой серого цвета.
Слоисто-дождевые - находятся на высоте 0,-1,0 км от земли. Непрерывная, непрозрачная пелена темно-серого цвета. Из таких облаков идут снег или дождь.
Кучевые облака - 0,8-1,5 км. Имеют серое, плоское на вид основание и плотные куполообразные вершины белого цвета. Как правило, осадков с такого вида облаков не бывает.
Кучево-дождевые облака - 0,4-1,0 км. Представляет собой целый массив облаков, у которого темно-синее основание и белая вершина. Такие облака приносят осадки - ливни, грозы, град или снежную крупу.
При любой возможности всматривайтесь в небо, и вы уже очень скоро научитесь различать не только формы, но и виды облаков.
Лёгкие, пушистые и воздушные облака – они ежедневно проплывают над нашими головами и заставляют поднимать вверх голову и любоваться причудливыми формами и оригинальными фигурами. Иногда сквозь них пробивается удивительного вида радуга, а бывает – утром или вечером во время заката или восхода Солнца облака озаряют солнечные лучи, придавая им невероятный, зачаровывающий дух оттенок. Ученые уже давно исследуют воздушные облака и другие виды облаков. Они дали ответы на вопросы, что это за явление и какие бывают облака.
На самом деле, не так уж и просто дать объяснение. Потому что состоят они из обыкновенных капелек воды, которые с поверхности Земли поднял вверх тёплый воздух. Самое большое количество водяных паров образуется над океанами (за один год вода здесь испаряется не менее 400 тыс. км. куб.), на суше – в четыре раза меньше.
А так как в верхних слоях атмосферы значительно холоднее, чем внизу, воздух там довольно быстро остывает, пар конденсируется, образуя малюсенькие частички из воды и льда, вследствие чего появляются белые облака. Вполне можно утверждать, что каждое облако является своеобразным генератором влаги, через который проходит вода.
Вода в облаке находится в газообразном, жидком и твердом состоянии. Вода в облаке и наличие в них ледяных частичек, влияют на внешний вид облаков, его формирование, а также на характер осадков. Именно от типа облака и зависит вода в облаке, например, у ливневых облаков наблюдается наибольшее количество воды, а у слоисто-дождевых этот показатель в 3 раза меньше. Вода в облаке характеризуется также тем количеством, которое запасено в них - водозапас облака (вода или лед, который содержится в столбе облака).
Но всё не так просто, поскольку для того, чтобы образовалось облако, капельки нуждаются в конденсационных зёрнах – мельчайших частицах пыли, дыма или соли (если речь идёт о море), к которым они должны прилипнуть и вокруг которых должны образоваться. Это значит, что даже если состав воздуха будет полностью перенасыщенный водяным паром, без пыли он не сможет превратится в облако.
Какую именно форму примут капли (вода), прежде всего зависит от температурных показателей в верхних слоях атмосферы:
- если температура воздуха атмосферы превышает -10°С, белые облака будут состоять из водяных капель;
- если температурные показатели атмосферы станут колебаться между -10°С и -15°С, то состав облаков будет смешанным (капельные + кристаллические);
- если температура в атмосфере ниже -15°С, белые облака будут содержать в себе ледяные кристаллики.
После соответствующих преобразований получится, что в 1 см3 облака содержится около 200 капель, при этом их радиус будет составлять от 1 до 50 мкм (средние показатели – от 1 до 10 мкм).
Классификация облаков
Каждый наверняка задавался вопросом, какие бывают облака? Обычно образование облаков происходит в тропосфере, верхняя граница которой в полярных широтах находится на расстоянии в 10 км, в умеренных – 12 км, в тропических – 18 км. Нередко можно наблюдать и другие виды. Например, перламутровые обычно расположены на высоте от 20 до 25 км, а серебристые – от 70 до 80 км.
В основном мы имеем возможность наблюдать за тропосферными облаками, которые подразделяются на такие виды облаков: верхнего, среднего и нижнего ярусов, а также вертикального развития. Практически все они (кроме последнего типа) появляются тогда, когда влажный тёплый воздух поднимается наверх.
Если воздушные массы тропосферы находятся в спокойном состоянии, образуются перистые, слоистые облака (перисто-слоистые, высокослоистые и слоисто-дождевые) и если воздух в тропосфере движется волнообразно, появляются кучевые облака (перисто-кучевые, высококучевые и слоисто-кучевые).
Облака верхнего яруса
Речь идёт о перистых, перисто-кучевых и перисто-слоистых облаках. Небо облака внешне напоминает перья, волны или вуаль. Все они полупрозрачные и более-менее свободно пропускают солнечные лучи. Они могут быть как чрезвычайно тонкими, так и довольно плотными (перисто-слоистые), значит, свету пробиваться через них тяжелее. Погода облаков сигнализирует о приближении теплового фронта.
Перистые облака также могут возникать выше облаков. Они располагаются полосами, которые пересекают небесный свод. В атмосфере они располагаются выше облаков. Как правило, осадкой из них не выпадает.
В средних широтах расположены белые облака верхнего яруса обычно на высоте от 6 до 13 км, в тропических – значительно выше (18 км). При этом толщина облаков может составлять от несколько сотен метров до сотен километров, которые могут располагаться выше облаков.
Движение облаков верхнего яруса по небосводу прежде всего зависит от скорости ветра, поэтому может варьироваться от 10 до 200 км/ч. Небо облака состоит из мелких ледяных кристалликов, но погода облаков осадков практических не дает (а если и дает, то измерить их на данный момент нет никакой возможности).
Облака среднего яруса (от 2 до 6 км)
Это кучевые облака и слоистые облака. В умеренных и полярных широтах они находятся на расстоянии от 2 до 7 км над Землёй, в тропических могут подниматься немного выше – до 8 км. Все они имеют смешанную структуру и состоят из водяных капелек, смешанных с ледяными кристаллами. Поскольку высота небольшая, в тёплое время года в основном состоят из водяных, в холодное – из ледяных капелек. Правда, осадки из них до поверхности нашей планеты не доходят – испаряются в дороге.
Кучевые облака немного прозрачные и располагаются выше облаков. Цвет облаков белого или серого оттенков, местами затемнённые, имеющие вид слоёв или параллельных рядов из округлых масс, валов или огромных хлопьев. Туманные или волнистые слоистые облака представляют собой пелену, которая постепенно закрывает небеса.
Образуются в основном тогда, когда холодный фронт вытесняет наверх тёплый. И, хотя осадки до земли не долетают, появление облаков среднего яруса почти всегда (кроме, может, башенковидных) сигнализирует о перемене погоды в худшую сторону (например, к грозе или к снегопадам). Происходит это из-за того, что сам по себе холодный воздух намного тяжелее тёплого и двигаясь вдоль поверхности нашей планеты, он очень быстро вытесняет нагретые воздушные массы наверх – поэтому из-за этого при резком вертикальном подъёме тёплого воздуха образуются сначала белые облака среднего яруса, а затем и дождевые облака, небо облака которого несет громы и молнии.
Облака нижнего яруса (до 2 км)
Слоистые облака, дождевые облака и кучевые облака содержат капельки воды, которые в холодное время года замерзают и превращаются в частицы снега и льда. Расположены они довольно невысоко – на расстоянии от 0,05 до 2 км и являют собой плотный, однородный низко нависающий покров, редко размещаются выше облаков (других видов). Цвет облаков серый. Слоистые облака похожи на большие валы. Погода облаков часто сопровождается осадками (мелкий дождь, снег, туман).
Облака вертикального развития (конвенции)
Кучевые облака сами по себе довольно плотные. По форме немного напоминают купола или башни с округлыми очертаниями. Кучевые облака при порывистом ветре могут становиться разорванными. Находятся они на расстоянии 800 метров от земной поверхности и выше, толщина составляет от 1 до 5 км. Некоторые из них способны преобразоваться в кучево-дождевые облака и располагаться выше облаков.
Кучево-дождевые облака могут находиться на довольно большой высоте (до 14 км). Нижние их уровни содержат воду, верхние – ледяные кристаллики. Их появление всегда сопровождается ливнями, грозами, в отдельных случаях – градом.
Кучевые и кучево-дождевые, в отличии от других облаков образуются только при очень быстром вертикальном подъеме влажного воздуха:
- Влажный тёплый воздух чрезвычайно интенсивно поднимается вверх.
- Наверху капельки воды замерзают, верхняя часть облака тяжелеет, опускается и вытягивается по направлению к ветру.
- Через четверть часа начинается гроза.
Облака верхних слоёв атмосферы
Иногда в небе можно наблюдать за облаками, которые находятся в верхних слоях атмосферы. Например, на высоте от 20 до 30 км образуются перламутровые небесные облака, которые состоят в основном из ледяных кристаллов. А перед заходом или восходом Солнца нередко можно увидеть серебристые тучки, которые находятся в верхних слоях атмосферы, на расстоянии около 80 км (интересно, что эти небесные облака открыли только в 19 веке).
Облака этой категории могут размещаться выше облаков. Например, облако-шапка — это небольшое, горизонтальное и высоко-слоистое облако, которое зачастую располагается выше облаков, а именно выше кучево-дождевых и кучевых. Данный вид облака может образовываться выше облака из пепла или огненного облака в период извержения вулканов.
Сколько живут облака
Жизнь облаков напрямую зависит от влажности воздуха в атмосфере. Если её мало, они довольно быстро испаряются (например, есть белые облака, которые живут не более 10-15 минут). Если много – могут продержаться довольно длительное время, дождаться образования определённых условий, и выпасть на Землю в виде осадков.
Сколько бы не жило облако, оно никогда не находится в неизменном состоянии. Частицы, из которых оно состоит, постоянно испаряются и появляются снова. Если даже внешне облако не изменяет своей высоты, на самом деле оно находится в постоянном движении, поскольку находящиеся в нём капли опускаются, переходят в воздух под облаком и испаряются.
Облако в домашних условиях
Белые облака довольно нетрудно сделать в домашних условиях. Например, один нидерландский художник научился создавать его в квартире. Для этого он при определённой температуре, уровне влажности и освещения из дымовой машины выпустил немного пара. Облако, которое получается в состоянии продержаться несколько минут, чего будет вполне достаточно, чтобы сфотографировать удивительное явление.
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.
С поверхности Земли кажется, что все облака находятся примерно на одинаковой высоте. Однако между ними могут быть огромные расстояния, равные нескольким километрам. Но каковы самые высокие и самые низкие из них? В этом посте есть вся необходимая информация, чтобы стать экспертом по облакам!
10. Слоистые облака (средняя высота - 300-450 м)
Информация Википедии: Слоистые облака - это низкоуровневые облака, характеризующиеся горизонтальной слоистостью с однородным слоем, в отличие от кучевообразных , которые формируются восходящими тёплыми потоками.
Если более конкретно, то термин "слоистые" используется для описания плоских, туманообразных облаков нижнего яруса, цвет которых варьируется от тёмно-серого до почти белого.
9. Кучевые облака (средняя высота - 450-2000 м)
Информация Википедии: "Cumulus" в переводе с латыни означает "куча, груда". Кучевые облака часто описываются как "тучные", "хлопкоподобные" или "пушистые" по своему внешнему виду и имеют плоскую нижнюю границу.
Будучи облаками нижнего яруса, они обычно бывают менее 1000 метров в высоту, только если не являются более вертикальной формой кучевых облаков. Кучевые облака могут появляться сами по себе, линиями или в виде скоплений.
8. Слоисто-кучевые облака (средняя высота - 450-2000 м)
Информация Википедии: Слоисто-кучевые облака принадлежат к разновидности облаков, характеризующихся большими тёмными, округлыми массами, как правило, в виде групп, линий или волн, отдельные элементы которых больше, чем у высококучевых облаков, образуясь на более низкой высоте, обычно ниже 2400 метров.
Слабые конвективные потоки воздуха создают неглубокие слои облаков из-за находящегося выше них более сухого, неподвижного воздуха, предотвращающего их дальнейшее вертикальное развитие.
7. Кучево-дождевые облака (средняя высота - 450-2000 м)
Информация Википедии: Кучево-дождевые облака - это плотные возвышающиеся вертикальные облака, связанные с грозами и атмосферной неустойчивостью, образующиеся из водяного пара, переносимого мощными восходящими воздушными потоками.
Кучево-дождевые облака могут формироваться в одиночку, в виде скоплений или в виде вала со шквалом вдоль холодного фронта. Эти облака способны производить молнии и другие опасные суровые погодные условия, такие как торнадо.
6. Слоисто-дождевые облака (средняя высота - 900-3000 м)
Информация Википедии: Слоисто-дождевые облака обычно порождают выпадение осадков над огромной территорией. Они имеют рассеянную основу, обычно расположенную где-нибудь у близлежащей поверхности на нижних уровнях и на высоте около 3000 метров на средних уровнях.
Несмотря на то, что обычно слоисто-дождевые облака бывают тёмного цвета у основания, они часто подсвечиваются изнутри, если смотреть с поверхности Земли.
5. Высокослоистые облака (средняя высота - 2000-7000 м)
Информация Википедии: Высокослоистые облака - это разновидность облаков среднего яруса, принадлежащих слоеобразной физической категории, которая характеризуется, как правило, однородным слоем, цвет которого варьируется от серого до голубовато-зелёного.
Они светлее, чем слоисто-дождевые облака, и темнее, чем высокие перисто-слоистые. Через тонкие высокослоистые облака можно увидеть Солнце, однако более толстые могут иметь более плотную, непрозрачную структуру.
4. Высококучевые облака (средняя высота - 2000-7000 м)
Информация Википедии: Высококучевые облака - это разновидность облаков среднего яруса, которые принадлежат, преимущественно, стратокучевообразной физической категории, характеризующейся сферическими массами или грядами в слоях или пластинах, отдельные элементы которых больше и темнее, чем у перисто-кучевых облаков, и меньше. чем у слоисто-кучевых облаков.
Однако если слои становятся хлопьевидными из-за повышенной неустойчивости воздушной массы, то высококучевые облака становятся более кучевообразными по своей структуре.
3. Перистые облака (средняя высота - 5000-13.500 м)
Информация Википедии: Перистые облака - это разновидность атмосферного облака, обычно характеризующегося тонкими, нитеобразными волокнами.
Нити облака иногда образуются в пучки характерной формы, известной под общим названием "кобыльи хвосты". Перистые облака обычно имеют белый или светло-серый цвет.
2. Перисто-слоистые облака (средний уровень - 5000-13.500 м)
Информация Википедии: Перисто-слоистые облака - это разновидность тонких, белесоватых слоистых облаков, состоящих из ледяных кристаллов. Их трудно обнаружить, и они способны формировать гало, когда принимают форму тонкого перисто-слоистого туманообразного облака.
1. Перисто-кучевые облака (средняя высота - 5000-13.500 м)
Информация Википедии: Перисто-кучевые облака - это одна из трёх основных разновидностей тропосферных облаков верхнего яруса (два других - перистые и перисто-слоистые облака). Как и кучевообразные облака более низких ярусов, перисто-кучевые облака означают конвекцию.
В отличие от других высоких перистых и перисто-слоистых, перисто-кучевые состоят из небольшого количества прозрачных капель воды, хотя они и находятся в переохлаждённом состоянии.