Л. Тарасов

Как и туманы, облака возникают в результате конденсации водяного пара в жидкое и твёрдое состояния. Конденсация происходит или вследствие увеличения абсолютной влажности воздуха, или в результате понижения температуры воздуха. На практике в образовании облаков участвуют оба фактора.

Формирование облаков в результате конвекции.

Формирование облаков над тёплым атмосферным фронтом.

Формирование облаков над холодным атмосферным фронтом.

Понижение температуры воздуха обусловлено, во-первых, подъёмом (восходящим движением) воздушных масс и, во-вторых, адвекцией воздушных масс — их перемещением в горизонтальном направлении, благодаря чему тёплый воздух может оказаться над холодной земной поверхностью.

Ограничимся обсуждением образования облаков, вызванного понижением температуры воздуха при восходящем движении. Очевидно, что такой процесс существенно отличается от образования тумана - ведь туман практически не поднимается вверх, он остаётся непосредственно у земной поверхности.

Что заставляет воздух подниматься вверх? Отметим четыре причины восходящего движения воздушных масс. Первая причина - конвекция воздуха в атмосфере. В жаркий день солнечные лучи сильно прогревают земную поверхность, она передаёт тепло приземным массам воздуха - и начинается их подъём. Кучевые и кучево-дождевые облака имеют чаще всего именно конвективное происхождение.

Процесс образования облака начинается с того, что некоторая воздушная масса поднимается вверх. По мере подъёма будет происходить расширение воздуха. Это расширение можно считать адиабатным, так как воздух поднимается относительно быстро, и поэтому при достаточно большом его объёме (а в образовании облака участвует действительно большой объём воздуха) теплообмен между поднимающимся воздухом и окружающей средой просто не успевает произойти за время подъёма. При адиабатном расширении воздух, не получая теплоты извне, совершает работу только за счёт собственной внутренней энергии, а потом охлаждается. Итак, поднимающийся вверх воздух будет охлаждаться.

Когда начальная температура Т 0 поднимающегося воздуха понизится до точки росы Т р, соответствующей упругости содержащегося в нём пара, станет возможным процесс конденсации этого пара. При наличии в атмосфере ядер конденсации (а они практически всегда присутствуют) этот процесс действительно начинается. Высота Н, на которой начинается конденсация пара, определяет нижнюю границу формирующегося облака. Её называют уровнем конденсации. В метеорологии применяют приближённую формулу для высоты Н (так называемую формулу Ферреля):

Н = 120(Т 0 -Т р),

где Н измеряется в метрах.

Продолжающий поступать снизу воздух пересекает уровень конденсации, и процесс конденсации пара происходит уже выше этого уровня - облако начинает развиваться в высоту. Вертикальное развитие облака прекратится тогда, когда воздух, охладившись, перестанет подниматься. При этом сформируется нечётко выраженная верхняя граница облака. Её называют уровнем свободной конвекции. Он располагается несколько выше уровня, на котором температура поднимающегося воздуха становится равной температуре окружающего воздуха.

Вторая причина подъёма воздушных масс обусловлена рельефом местности. Ветер, дующий вдоль земной поверхности, может встретить на своём пути горы или иные природные возвышения. Преодолевая их, воздушные массы вынуждены подниматься вверх. Образующиеся в данном случае облака называют облаками орографического происхождения (от греческого слова oros, означающего «гора»). Понятно, что такие облака не получают существенного развития в высоту (она ограничена высотой преодолеваемого воздухом возвышения); в этом случае возникают слоистые и слоисто-дождевые облака.

Третья причина подъёма воздушных масс - возникновение тёплых и холодных атмосферных фронтов. Образование облака происходит особенно интенсивно над тёплым фронтом - когда тёплая воздушная масса, надвигаясь на холодную массу воздуха, вынуждена скользить вверх по клину отступающего холодного воздуха. Фронтальная поверхность (поверхность холодного клина) очень пологая - тангенс угла её наклона к горизонтальной поверхности составляет всего 0,005-0,01. Поэтому восходящее движение тёплого воздуха мало отличается от горизонтального движения; как следствие облачность, возникающая над холодным клином, слабо развивается в высоту, но имеет значительную горизонтальную протяжённость. Такие облака называют облаками восходящего скольжения. В нижнем и среднем ярусах это слоисто-дождевые и высокослоистые облака, а в верхнем ярусе - перисто-слоистые и перистые (понятно, что облака верхнего яруса образуются уже далеко за линией атмосферного фронта). Горизонтальная протяжённость облаков восходящего скольжения может измеряться сотнями километров.

Образование облаков происходит также и над холодным атмосферным фронтом - когда наступающая холодная воздушная масса подвигается под массу тёплого воздуха и тем самым поднимает её. В этом случае наряду с облаками восходящего скольжения могут возникать также кучевые облака.

Четвёртая причина подъёма воздушных масс - циклоны. Воздушные массы, двигаясь вдоль поверхности земли, закручиваются к центру депрессии в циклоне. Накапливаясь там, они создают перепад давления по вертикали и устремляются вверх. Интенсивный подъём воздуха вплоть до границы тропосферы приводит к мощному облако-образованию - возникают облака циклонического происхождения. Это могут быть слоисто-дождевые, высокослоистые, кучево-дождевые облака. Из всех таких облаков выпадают осадки, создавая дождливую погоду, характерную для циклона.

По книге Л. В. Тарасова «Ветры и грозы в атмосфере Земли». - Долгопрудный: ИД «Интеллект» , 2011.
Информация о книгах издательского дома «Интеллект» - на сайте

Облака летают по небу, высоко над нашими головами. Они часто приковывают к себе взгляды взрослых и детей. Нет ничего удивительного в том, что у вас может возникнуть множество вопросов о том как появляются облака, из чего они состоят, как парят в небе, какие бывают и т.д. В этой статье вы получите ответы на все эти вопросы и сможете удовлетворить свое любопытство.

Из чего состоят облака?

Облака состоят из множества крошечных капелек воды или кристалликов льда, парящих в небе на разных высотах.

Как формируются облака?

Поскольку Солнце нагревает воду, она превращается в газ, называемый водяным паром. Этот процесс называется испарением. Когда водяной пар поднимается к небу, он охлаждается. Чем выше, тем прохладнее воздух. В конце концов, пар становится достаточно прохладным и конденсируется в капельки воды образовывая облака, которые мы наблюдаем на небе.

Как облака парят по небу?

Облака легче, чем окружающий воздух. Это означает, что они могут буквально плыть по небу. При этом потоки воздуха способны увеличивать их скорость.

Когда облака накапливают много влаги, и становятся тяжелыми, начинается дождь, град или снег.

Где встречаются облака?

Схема основных слоев атмосферы Земли

Все основные типы облаков парят в тропосфере; это самая низкая часть , наиболее близкая к Земле. Над тропосферой находится стратосфера, а выше - мезосфера, термосфера и экзосфера.

Почему облака разные?

Существует 10 основных видов облаков:

Кучевые облака

Они выглядят как пушистые шарики из ваты. Как правило, кучевые облака встречаются в спокойные ясные дни и указывают на хорошую погоду. Однако при определенных условиях они могут стать грозовыми.

Слоистые облака

Это плоские, серые, безликие слои, которые часто находятся близко к поверхности Земли, скрывая облака выше. Иногда они могут вызвать легкий дождь. Туман - это просто слоистое облако, которое опустилось до уровня поверхности земли. И когда вы идете в туманную погоду, вы фактически проходите через облака.

Слоисто-кучевые облака

Слоистые облака могут распадаться, образуя кучевые облака. Или несколько кучевых облаков способны соединяться вместе, образуя слои. Расстояние между ними характеризует этот тип, как слоисто-кучевые облака.

Высокослоистые облака

Высокослоистые облака находятся в середине тропосферы. Они обычно тоньше и легче, чем слоистые. Если внимательно посмотреть на небо, сквозь такое облако можно увидеть солнечные лучи.

Высококучевые облака

Подобно высокослоистым, высококучевые облака находятся в середине тропосферы. Однако есть разница, высококучевые облака значительно меньше кучевых и состоят как из кристаллов льда, так и капелек воды.

Перистые облака

Перистые облака - это облака самого высокого уровня, состоящие целиком из кристалликов льда. Это тонкие облака, которые выглядят как хвост лошади.

Перисто-кучевые облака

Это кучевые облака на высоте перистых. Перисто-кучевые облака состоят исключительно из кристалликов льда. Они похожи на маленькие рыбные чешуйки в небе.

Перисто-слоистые облака

Перисто-слоистые облака находятся высоко в небе. Они могут вызвать прекрасные оптические феномены, такие как Гало. Солнце по-прежнему сияет ярко сквозь эти слои, несмотря на то, что небо может быть полностью ими покрыто.

Слоисто-дождевые облака

Слоисто-дождевые облака производят длительный дождь или снег, который может быть легким, или умеренным. Эти высокие слоистые облака существуют на низких и средних уровнях тропосферы.

Кучево-дождевые облака

Также известные как «короли облаков», кучево-дождевые облака несут ответственность за очень сильный дождь и град. Осадки выпадают за короткий промежуток времени.

Это также единственные облака, которые могут генерировать молнию и гром. Кучево-дождевые облака очень высоки и часто распространяются на разных слоях неба.

Как различить в небе кучевые, высококучевые и перисто-кучевые облака?

Различить эти типы облаков можно с помощью руки. Протяните руку в сторону облака и сожмите пальцы в кулак. Если облако будет больше, чем кулак - это кучевое облако.

Если облако меньше, чем кулак, отведите в сторону большой палец. Когда облако больше пальца - это высококучевое, а если оно меньше - это, скорее всего, перисто-кучевое облако.

Почему облака белые?

Облака белые, потому что капли внутри них больше, чем частицы в вокруг. Это делает капельки облаков способными рассеивать и разбивать свет на различные цвета, которые затем объединяются в белый цвет.

Облака выглядят серыми, когда становятся достаточно плотными, чтобы не пропускать солнечные свет.

Что такое конденсационный след от самолета?

Конденсационный след образуется, когда самолеты проходят через прохладный воздух. Выброс теплого, влажного воздуха из выхлопной трубы самолета вызывает на своем пути облачную тропу.

Как определить погоду по облакам?

Сложно точно предсказать погоду с помощью облаков, однако по некоторым признакам это можно сделать! Если облака высокие, темные и покрывают все небо, дождь будет продолжительный. В случае, когда большая часть неба голубая, можно ожидать небольшой дождь.

Если кучевые облака становятся все выше и выше, вы можете наблюдать резкие ливни вечером или даже гром и молнию. Однако это зачастую происходит в жаркие и влажные дни.

Метео. Облака в виде густых белых клубов … Словарь многих выражений

Кучевые облака - (cumulus)Cumulus, облаковое образование, состоящее из округлых форм, кучеобразно громоздящихся одна на другую … Страны мира. Словарь

Высоко кучевые облака, фотография U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration Высоко кучевые облака (лат. … Википедия

- (лат. Stratocumulus, Sc) крупные серые гряды пластин или х … Википедия

- (лат. Cirrocumulus, Cc) тонкие облака, состоящие из мелких волн, хлопьев или ряби … Википедия

слоисто-кучевые облака - Облака нижнего яруса (символ: Sc), преимущественно слоистообразные в виде серых или белых слоев и гряд, лежащих против ветра, иногда из них выпадают слабые осадки в виде дождя, снега или мороси … Словарь по географии

перисто-кучевые облака - Слои или гряды тонких белых облаков верхней тропосферы (выше 6000 м) без теней, состоящие из мелких элементов, имеющих вид хлопьев или ряби (символ: Cc) … Словарь по географии

Высоко кучевые облака - (altocumulus)Altocumulus, облака средних слоев тропосферы, представляющие округлые массы в виде слоев и гряд и состоящие из мельчайших капель и кристаллов льда … Страны мира. Словарь

Перисто-кучевые облака - (cirrocumulus),Cirrocumulus обычная форма высоких облаков, состоящих из примыкающих друг к другу, небольших округлых курчавых облачков. Такую облачность называют барашковым небом … Страны мира. Словарь

ОБЛАКА, видимая масса частиц воды или кристаллов льда, взвешенных в нижних слоях атмосферы. Облака образуются, когда вода, находящаяся на поверхности Земли, превращается в пар в процессе ИСПАРЕНИЯ. По мере подъема в атмосферу пар охлаждается и… … Научно-технический энциклопедический словарь

Книги

• Собиратель чудес
• Собиратель чудес , Сергеев Леонид Анатольевич. В сборнике рассказов известного детского писателя Леонида Сергеева речь идет об обычных мальчишках и девчонках, о том, как они проводят свободное время, чем увлекаются, о чем мечтают. У…

Облака нижнего яруса (символ: St) в форме светлого серого или однородного облачного слоя с довольно однородным основанием, обычно не дают осадков, но иногда из них выпадают мелкие частицы мороси, ледяные кристаллы или мельчайшие снежные зерна … Словарь по географии

Cirrostratus Перисто слоистые облака (лат. Cirrostratus) разновидность облаков, представляющая собой тонкий, белесоватый покров, иногда почти незаметны … Википедия

перисто-слоистые облака - Один из основных типов облаков верхнего яруса (выше 6000 м), имеющий вид белесоватой полупрозрачной пелены, обычно волокнистой, может покрывать все небо и часто вызывает явление гало, предшествуют прохождению теплого фронта (символ: Cs) … Словарь по географии

Высоко слоистые облака - (altostratus)Altostratus, облака средних слоев тропосферы с ровной, иногда слегка волнистой поверхностью, состоящие из капель и кристаллов льда … Страны мира. Словарь

Перисто-слоистые облака - (cirrostratus),Cirrostratus тонкие и обычно высокие белые облачные образования, сформированные гл. о.из крошечных кристалликов льда; с ними бывают связаны явления гало … Страны мира. Словарь

ОБЛАКА, видимая масса частиц воды или кристаллов льда, взвешенных в нижних слоях атмосферы. Облака образуются, когда вода, находящаяся на поверхности Земли, превращается в пар в процессе ИСПАРЕНИЯ. По мере подъема в атмосферу пар охлаждается и… … Научно-технический энциклопедический словарь

- (Clouds) скопление мельчайших водяных капелек, ледяных кристалликов или снежинок, взвешенных в воздухе на большей или меньшей высоте. Мельчайшие капельки, из которых состоят облака, выделяются при охлаждении влажного воздуха, что происходит… … Морской словарь

Напоминают по виду изорванные кучевые облака или изорванные слоистые облака, но кажутся при дневном освещении, т. е. в проходящем свете, мрачно серыми на фоне более светлого слоя слоисто дождевых или высокослоистых облаков. Ночью же, над… … Морской словарь

У этого термина существуют и другие значения, см. Облако (значения). Облака взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе с поверхности земли. Облака состоят из мельчайших капель воды и/или кристаллов льда… … Википедия

Атмосферные, скопление в атмосфере продуктов конденсации (См. Конденсация) водяного пара (См. Пар водяной) в виде огромного числа мельчайших капелек воды или кристалликов льда либо тех и других. Аналогичные скопления непосредственно у… … Большая советская энциклопедия

Книги

• Сладкая жизнь эпохи застоя , Вера Кобец. Рассказы, вошедшие в эту книгу, возвращают читателя в недавнее, но уже так далеко отодвинувшееся прошлое. Лирические фрагменты и смешные, с горчинкой, истории складываются в картину эпохи,…
• Трус , Александр Куприн. «Шабаш только что окончился, но в винном погребе Айзика Рубинштейна было уже так тесно, что запоздалые посетители не находили, где присесть, и пили, стоя около чужихстоликов. Сквозь туман…

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...