Отдельный технический тип следует назвать конденсационным слоем. Белая полоса появляется в небе, когда самолет пролетает над областью с холодным воздухом. Горячий воздух, выходящий из выхлопной системы, оставляет за собой тонкую полоску облака.
Облака
Облака — это продукты конденсации водяного пара, взвешенные в атмосфере и видимые в небе с земли.
Облака состоят из крошечных капелек воды и/или кристаллов льда (называемых элементами облака). Облачные элементы с каплями наблюдаются при температуре облаков выш е-10°C; о т-10 д о-15°C облака имеют смешанный состав (капли и кристаллы), а при температуре облаков ниж е-15°C они кристаллические.
Когда облачные элементы становятся крупнее и скорость их падения увеличивается, они выпадают из облаков в виде осадков. Как правило, осадки выпадают из облаков, имеющих смешанный состав хотя бы в одном слое (кучево-дождевые, стратифицированные дождевые, сильно стратифицированные). Легкие осадки (в виде мороси, снежных зерен или легкого, мелкого снега) могут выпадать из облаков с однородным составом (капельным или кристаллическим) — стратифицированных, стратифицированно-кучевых.
Облака — это, помимо всего прочего, известный лирический образ, используемый многими поэтами (Дзержавин, Пушкин) в своих произведениях, и писатели часто прибегают к этому образу, когда хотят описать что-то высокое, мягкое или недостижимое. Они ассоциируются с миром, мягкостью и безмятежностью. Облака часто олицетворяют, наделяя их мягкими качествами.
Содержание
- 1 Классификация облаков
- 1.1 Перистые (Cirrus, Ci)
- 1.2 Перисто-кучевые (Cirrocumulus, Cc)
- 1.3 Перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs)
- 1.4 Высоко-кучевые (Altocumulus, Ac)
- 1.5 Высоко-слоистые (Altostratus, As)
- 1.6 Высоко-слоистые просвечивающие (Altostratus translucidus, As trans)
- 1.7 Слоистые (Stratus, St)
- 1.8 Слоисто-кучевые (Stratocumulus, Sc)
- 1.9 Кучевые облака (Cumulus, Cu)
- 1.10 Слоисто-дождевые (Nimbostratus, Ns)
- 1.11 Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb)
- 1.12 Серебристые облака
- 1.13 Перламутровые
- 1.14 Вымеобразные
- 1.15 Лентикулярные
- 1.16 Пирокумулятивные
Облака обычно располагаются в тропосфере. Тропосферные облака делятся на виды, разновидности и дополнительные характеристики в соответствии с Международной классификацией облаков. Иногда наблюдаются и другие типы облаков: Перламутровые облака (на высоте 20-25 км) и серебристые облака (на высоте 70-80 км).
Семьи Род Облака верхнего слоя (высота от 6 до 13 км средней широты). Циррус (Cirrus, Ci) Циррус кумулус (Cirrocumulus, Cc) Цирростратус (Cirrostratus, Cs) Облака на средней высоте (от 2 до 7 км в средних широтах). Высокие кучеобразные (альтокумулус, Ac) Высокие стратиформные (альтостратус, As) Низкоуровневые облака (высота до 2 км в средних широтах) Слоистые дождевые облака (Nimbostratus, Ns) Слоистые кучевые облака (Stratocumulus, Sc) Слоистые (Stratus, St) Вертикально формирующиеся облака (конвективные облака) Кумулус (Cumulus, Cu) Кумулонимбус (Cb) Перистые (Cirrus, Ci)
Он состоит из отдельных перьевых элементов в виде тонких белых нитей или белых (или преимущественно белых) складок и удлиненных полос. Они имеют волокнистую структуру и/или шелковистый блеск. Они наблюдаются в верхней тропосфере, иногда в тропосфере или чуть ниже ее (в средних широтах их основания обычно находятся на высоте 6-8 км, в тропиках — 6-18 км, на полюсах — 3-8 км). Видимость в пределах облака составляет 150-500 м. Они состоят из кристаллов льда, достаточно крупных, чтобы достичь значительной скорости падения; поэтому они имеют значительную вертикальную протяженность (от сотен метров до нескольких километров). Однако сдвиг ветра и различный размер кристаллов приводят к тому, что нити верхних облаков перекашиваются и искажаются. Из-за их фрагментации и малого размера отдельных облачных образований кружевные облака обычно не дают хорошо выраженных эффектов гало. Эти облака характерны для переднего края облачной системы теплого фронта или пасмурного фронта, связанного с восходящим скольжением. Они также часто развиваются в антициклонических условиях и иногда образуют части или остатки замерзших вершин кучево-дождевых облаков.
Различают следующие виды: нитевидные (Cirrus fibratus, Ci fibr.), нитевидные (Cirrus uncinus, Ci unc.), пиргоидные (Cirrus castellanus, Ci cast.), плотные (Cirrus spissatus, Ci spiss.). ), чешуйчатый (Cirrus floccus, Ci fl.) и варианты: свернутый (Cirrus intortus, Ci int.), радиальный (Cirrus radiatus, Ci rad.), ребристый (Cirrus vertebratus, Ci vert.), двойной (Cirrus duplicatus, Ci dupl.).
История изучения
Первыми непосредственными наблюдателями облаков были аэростаты, которые отметили, что все наблюдаемые формы облаков делятся на две группы по их структуре:
- Облака из водяных частиц в жидком виде и
- Облака из мелких ледяных кристалликов.
Благодаря полетам на воздушном шаре и наблюдениям при подъеме в горы был установлен еще один факт: структура облаков первой группы, когда наблюдатель окружен со всех сторон таким облаком, не отличается от обычной туманности, наблюдаемой у поверхности земли; то, что кажется наблюдателю внизу облаками, расположенными на склоне горы или на определенной высоте в атмосфере, кажется наблюдателю внутри такого облака туманностью. Во времена Галлея и Лейбница уже было известно и подтверждено прямыми наблюдениями, что отдельные частицы туманности, а значит и облака, имеют сферическую форму. Чтобы объяснить, почему эти сферы удерживаются в равновесии в воздухе, была выдвинута гипотеза, что эти сферические небулярные частицы состоят из пузырьков воздуха, окруженных тонкой оболочкой из воды (везикулы — так называли эти пузырьки), Если пузырьки достаточно большие, а оболочка достаточно тонкая (расчеты Клаузиуса показали, что толщина оболочки воды не должна превышать 0,0001 мм), сопротивление воздуха настолько велико, что пузырьки падают очень медленно и кажутся плавающими в воздухе, а при более слабом восходящем потоке они могут даже падать вверх. Эта гипотеза получила распространение, когда Клаузиус смог объяснить голубой цвет неба предполагаемой чрезвычайно тонкой водной оболочкой пузырьков. Параллельно с гипотезой везикул существовало и другое мнение, согласно которому водяные пузырьки туманностей состояли полностью из жидкой воды. Трудность изучения водных сфер под микроскопом означала, что такие наблюдения не могли быть надежно выполнены до 1880 года, когда Дайнс впервые исследовал водные сферы, составляющие туманность в Англии, и пришел к выводу, что наблюдаемые им небулярные частицы были настоящими каплями воды размером от 0,016 до 0,127 мм. Подобные наблюдения Ассманн проводил позднее на вершине Брокен, которая — особенно в холодное время года — находится в зоне наиболее активного образования облаков различных форм, которые то образуются чуть выше, то чуть ниже, то снова точно на своей высоте. Ассманн был убежден, что все наблюдаемые им формы облаков, содержащие жидкую воду, состояли из настоящих капель, размер которых варьировался между 0,006 мм (в верхних частях облака) и 0,035 мм (в нижних частях облака). Было замечено, что эти капли остаются жидкими даже при температур е-10°C; они немедленно превращаются в ледяные иглы, если касаются твердого тела (например, предметного стекла микроскопа). Наконец, Обермайер и Будде показали, что существование везикул не может быть предположено, если предполагаются капиллярные явления. Таким образом, эта гипотеза ушла в прошлое. Исследования Стокса и расчеты Максвелла доказали, что слабый поток, движущийся со скоростью не более 0,5
Что такое облака?
— Они образуют правильные шестиугольные пластины или шестигранные призмы, которые варьируются от крошечных до видимых невооруженным глазом. Они находятся в верхних слоях атмосферы и образуют либо отдельные волокна или крылатые пучки, либо распределяются равномерным слоем на больших площадях, придавая небу бледно-белую окраску с пухлым облачным покровом. 1
Облака — это крошечные капельки воды и кристаллы льда, которые скапливаются в атмосфере и образуются в результате конденсации водяного пара. Подобные образования у поверхности Земли называются туманом.
Почти половина поверхностного слоя атмосферы покрыта облаками. Облачная масса, окружающая планету, содержит более 100 тонн воды и является важной частью планетарного круговорота воды. Взвешенная вода перемещается в воздухе на сотни километров и обеспечивает распределение влаги на Земле.
Облако весит меньше, чем окружающий воздух, поэтому оно парит в небе. Скорость его движения определяется активностью ветра.
Белизна атмосферного объекта объясняется тем, что составляющие его капельки воды крупнее окружающих атмосферных частиц. Капля, приближающаяся по форме к треугольнику, способна разделять проходящий через нее свет на основные цвета, которые в сочетании образуют белый поток. Белый цвет становится серым, когда скопление капель становится настолько плотным, что уже не пропускает лучи света.
Как образуются облака?
Продолжительность облачности определяется содержанием влаги в воздухе. При низкой влажности испарение происходит интенсивно, и облачная масса испаряется быстро (за 10-20 минут). Воздух с достаточной влажностью обеспечивает более длительную суспензию воды. Как только капли воды достигают определенной плотности, они образуют осадок.
Капельки воды, образующие структуру облаков, поднимаются с теплыми потоками воздуха с поверхности суши и моря. Основной причиной образования облаков является испарение. Он активнее океанов, годовой объем достигает 400 тыс. км3, в то время как с суши он в 4 раза меньше.
В верхних, более холодных слоях воздуха воздух охлаждается, и его пар конденсируется: Образуются крошечные капельки воды и частицы льда, которые формируют нижнюю часть облака. Вода встречается в атмосферном образовании в 3 агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Состояние агрегации определяет тип объекта, его характеристики: Продолжительность формирования и существования, появление, тип и частота осадков.
Если воздух насыщен влагой, облако не может образоваться без частиц конденсата (пыли, дыма, соли). Капельки воды прилипают к частицам и удерживаются ими во взвешенном состоянии в воздухе.
- выше -10°C – влага остается жидкой;
- от -10 до -15°C – состояние смешанное (присутствуют капли и лед);
- ниже -15°C – влага превращается в кристаллы.
Какие бывают облака?
Агрегатное состояние, которое принимают капли, определяется
Типы облаков среднего слоя характеризуются смешанным составом: Капельки воды (в основном в теплые месяцы) и кристаллы льда (в холодные месяцы). Они образуются на высоте от 3 до 6 км, а в тропиках — до 8 км:
- верхнего яруса;
- среднего;
- нижнего;
- вертикального развития.
Объекты в среднем слое способны образовывать осадки, но из-за большого расстояния влага в осадках не достигает земной поверхности и испаряется при падении (вирга). Описанный тип облачности всегда предсказывает пасмурную погоду.
- Перисто-слоистые. Полупрозрачная пелена, состоящая из частиц льда, иногда чуть волнистая. Сквозь нее легко проходят солнечные лучи.
- Перисто-кучевые. Ими становятся кучевые, сформировавшиеся в высоком тропосферном слое. Включают только ледяные частицы. Визуально похожи на покрывающую небо чешую.
- Перистые. Самые высокие, занимают высший тропосферный слой. Характеризуются тонкой структурой, кажутся размазанными по небу. Внешне напоминают перья. В составе исключительно ледяные кристаллы.
Нижние образования достигают высоты до 2 км. В теплые месяцы они содержат капельки воды, в холодные — лед и снежинки. Они появляются в виде плотной, низко висящей массы, обычно серого цвета:
К вертикально развивающимся, преимущественно вертикальным облакам, занимающим высокие и низкие слои тропосферы, относятся:
- Высокослоистые. Выглядят прозрачнее и воздушнее слоистых. Практически не являются препятствием для солнечных лучей.
- Высококучевые. По объему гораздо меньше кучевых. Выглядят параллельно простирающимися полотнами, округлыми, валообразными, хлопьеобразными образованиями. Цвет белый и сероватый, отдельные участки темно-серые.
Каждый, наверное, задавал себе вопрос: что это за облака? Образование облаков обычно происходит в тропосфере, верхняя граница которой составляет 10 км в полярных широтах, 12 км в умеренных широтах и 18 км в тропических широтах. Нередко наблюдаются и другие виды. Перламутровые рыбы, например, обычно встречаются на расстоянии 20-25 км, серебряные — на расстоянии 70-80 км.
В основном мы имеем возможность наблюдать тропосферные облака, которые можно разделить на следующие типы облаков: верхний, средний и нижний уровень, а также вертикальное развитие. Почти все они (кроме последнего типа) образуются при подъеме влажного теплого воздуха.
- Слоистые. Равномерная, серая, низко расположенная масса, закрывающая от земного наблюдателя вышерасположенные облака. Бывает источником мелкого дождя, при опускании к земной поверхности становится туманом.
- Слоисто-кучевые. Распавшиеся слоистые или соединившиеся кучевые.
- Слоисто-дождевые. Становятся причиной продолжительного мелкого или умеренного дождя, снегопада. Захватывают средний слой тропосферы.
Когда воздушные массы в тропосфере спокойны, образуются кучевые облака (кучево-дождевые, кучевые, высококучевые и кучево-дождевые), а когда воздух в тропосфере движется волнами, образуются кучевые облака (кучево-дождевые, кучево-дождевые и кучево-дождевые).
- Кучевые. Напоминают гигантские ватные шары. Располагаются ниже всех вышеописанных видов, рождаются на высоте от 800 м над земной поверхностью. Предвещают ясную спокойную погоду. При определенных факторах превращаются в грозовые тучи. При резком ветре разрываются.
- Кучево-дождевые. Мощные формирования, самые низкие, визуально напоминают гигантские башни и глыбы. Значительно вытянуты в вертикальном направлении, шапка находится в 12 – 14 км от земли. Верхняя часть содержит ледяные кристаллы, нижняя – воду. Появляются при стремительном подъеме влажной воздушной массы, верхняя облачная часть замерзает, тяжелеет, устремляется в направлении ветра. Приносят ливни с грозами, град. Выпадение осадков обильное, но кратковременное.
Классификация облаков
Мы говорим о кучево-дождевых, кучево-дождевых и кучево-дождевых облаках. Облака на небе похожи на крылья, волны или вуаль. Все они прозрачны и в большей или меньшей степени пропускают солнечные лучи. Они могут быть очень тонкими или очень плотными (с пухлыми слоями), что означает, что свету труднее проникнуть внутрь. Облака сигнализируют о приближении термического фронта.
Над облаками также могут появляться пухлые облака. Они расположены полосами по всему небу. В атмосфере они находятся выше облаков. Как правило, от них не бывает осадков.
В средних широтах белые облака верхнего слоя обычно находятся на высоте от 6 до 13 километров, в тропиках — гораздо выше (18 километров). Толщина облаков может варьироваться от нескольких сотен метров до сотен километров над облаками.
Облака верхнего яруса
Движение верхних слоев облаков в небе зависит в основном от скорости ветра, которая может составлять от 10 до 200 километров в час. Облака в небе состоят из мелких кристаллов льда, но погодные облака не дают осадков (а если и дают, то в настоящее время не существует способа их измерить).
Это кучево-дождевые и страусовые облака. В умеренных и полярных широтах они находятся на высоте от 2 до 7 километров над землей, а в тропических широтах они могут подниматься немного выше, до 8 километров. Все они имеют смешанную структуру, состоящую из капель воды и кристаллов льда. Поскольку высота над уровнем моря небольшая, в теплое время года они состоят в основном из капель воды, а в холодное — из капель льда. Однако их осадки не достигают поверхности нашей планеты — они испаряются по пути.
Кучево-дождевые облака слегка прозрачны и лежат выше облаков. Облака белые или серые, иногда темные, и выглядят как слои или параллельные ряды круглых масс, осей или огромных хлопьев. Туманные или волнистые ворсистые облака — это вуаль, которая постепенно оседает на небе.
В основном они образуются, когда холодный фронт выталкивает теплый фронт вверх. Даже если осадки не достигают земли, образование облаков среднего слоя почти всегда (за исключением, возможно, высотных хребтов) сигнализирует об ухудшении погодной ситуации (например, о грозе или снегопаде). Это происходит потому, что холодный воздух намного тяжелее теплого и, перемещаясь по поверхности нашей планеты, он очень быстро выталкивает теплые воздушные массы вверх — отсюда образование сначала белых облаков среднего уровня, а затем дождевых облаков, которые приносят гром и молнии, поскольку теплый воздух поднимается сильно вертикально.
Облака среднего яруса (от 2 до 6 км)
Продолжительность жизни облаков напрямую зависит от влажности атмосферы. Если их всего несколько, они довольно быстро рассеиваются (есть, например, белые облака, которые живут не более 10-15 минут). Если их много, они могут существовать долгое время, ждать определенных условий и выпадать на землю в виде осадков.
Как бы долго ни жило облако, оно никогда не находится в неизменном состоянии. Составляющие его частицы постоянно испаряются и появляются вновь. Даже если высота облака внешне не меняется, оно находится в постоянном движении, поскольку его капли опускаются, сливаются с воздухом внизу и испаряются.
Пухлые облака могут сигнализировать о приближении теплого фронта и дождя
Сколько живут облака
Пухлые облака образуются в очень высоких слоях атмосферы. Они дымные, потому что полностью состоят из кристаллов льда, которые попадают в атмосферу. Когда крылатые облака переносятся ветрами, движущимися с разной скоростью, они приобретают характерную изогнутую форму. Только на очень больших высотах или в высоких широтах ворсистые облака выпускают дождь, который достигает земли.
Однако если вы заметите, что пухлые облака занимают все большую часть неба и становятся все ниже и плотнее, это верный признак приближения теплого фронта. Теплые и холодные воздушные массы встречаются на теплом фронте. Более легкий и теплый воздух поднимается над более холодным воздухом, что приводит к образованию облаков. Уменьшение облачности указывает на приближение фронта и на то, что в ближайшие 12 часов будет идти дождь.
3) Перистые облака
Слоистые облака: мрачные
Стратусные облака — это низкий, сплошной слой облаков, покрывающий небо. Страусовые облака образуются в результате медленного подъема воздуха или легкого ветра, покрывающего влажным воздухом холодную землю или поверхность моря. Облака тонкие, и, несмотря на мрачную картину, дождь вряд ли будет, максимум — легкая морось. Слоистые облака идентичны туману. Если вы когда-нибудь ходили в горах в туманный день, значит, вы были в облаке.
Последние два типа облаков
4) Слоистые облака
После пересечения горы воздух опускается до прежнего уровня. В это время становится теплее, и облако испаряется. Однако он может прыгнуть и дальше, заставляя воздух снова подняться и образовать еще одно линзовидное облако. Это может привести к образованию цепочки облаков, выходящих далеко за пределы гор. Взаимодействие ветра с горами и другими поверхностными характеристиками — одна из многих деталей, которые необходимо учитывать при компьютерном моделировании для получения точных прогнозов погоды.
Облака не дают полной информации о краткосрочных погодных условиях, но некоторые из них могут предсказывать определенные метеорологические явления:
5) Лентикулярные облака
Плотные, темные облака предвещают осадки. Темные, мрачные облака означают отсутствие сильного ветра, коричневые облака указывают на возможность сильного ветра, а серые облака могут указывать на постоянный дождь.
Осадки образуются в основном в тропосфере, где присутствует большая часть водяного пара. Туман образуется у поверхности земли в результате образования продуктов конденсации.
Как определить погоду по облакам?
Осадки образуются только в облаках, состоящих из крупных облачных частиц (0,1-7 мм). Они становятся тяжелыми, не могут удерживаться в облаке и выпадают в виде осадков. Атмосферные осадки — это либо облачные осадки, либо осадки с поверхности воздуха.
- Кучевые – как правило, хорошая погода без осадков.
- Кучево-дождевые (более плотные) – расположенные низко над землей, могут предвещать дождь.
- Перистые – постепенно опускающиеся ниже к поверхности земли, могут указывать на осадки в ближайшие 12 часов.
- Слоистые – редко приносят осадки из-за небольшой толщины.
На поверхности образуются осадки:
Процессы осадкообразования
Современная наука открыла множество способов воздействия на облака. К ним относятся распространение переохлажденных облаков, туман и воздействие на градоносные облака. Это искусственно изменяет микроструктуру облаков и состояние их фаз.
Для рассеивания переохлажденного облака, например, с самолетов вдуваются охлаждающие жидкости или частицы йода, образующие лед. Эти агенты способствуют образованию большого количества кристаллов — плотность капель воды уменьшается, и облако рассеивается. Аналогичные наземные системы используются для воздействия на туман.
- обложные – монотонные, длительные;
- моросящие – неинтенсивные, монотонные;
- ливневые – характеризуются резкими колебаниями.
Также можно искусственно вызывать осадки, например, в случае лесных пожаров. Для этого с самолетов в облако вдуваются реагенты, такие как йодистое серебро или специальные пиротехнические вещества.
- роса;
- иней;
- гололед (образуется на любых поверхностях из-за намерзания частиц осадков);
- гололедица (образуется только на поверхности земли).
- ледяные иглы;
- золяция (редкое явление в виде крупных водяных пузырей, возникающих во время грозы).
Методы воздействия на облака
