Облака

Белоснежные, пушистые, плавно плывущие по небу облака красивы и необычны. Неотрывно любуешься ими, выискивая причудливые образы и формы. Атмосферные образования бывают разными по форме, величине, цветовой гамме, располагаются на разном расстоянии от планетарной поверхности. Воспринимаются как привычное явление, хотя не все знают причины их образования и виды. Ученые активно изучают атмосферное явление, с каждым очередным исследованием получают новые интересные факты.

Что такое облака?

Облака – скопившиеся в атмосфере мельчайшие капли воды и ледяные кристаллы, являющиеся результатом конденсации водяного пара. Аналогичные образования, прилегающие к земной поверхности, называются туманом.

Облаками покрыта почти половина приземного атмосферного слоя. Окружающая планету облачная масса несет более 100 тонн воды, является существенной частью планетарного водного круговорота. Водяная взвесь перемещается в воздушном пространстве на сотни километров, обеспечивая распределение влаги на Земле.

Облако весит меньше окружающего воздуха, благодаря чему плывет по небу. Скорость перемещения обуславливается активностью ветра.

Белизна атмосферного объекта объясняется тем, что составляющие его структуру водяные капли крупнее окружающих атмосферных частиц. Капля, формой приближаясь к треугольнику, способна разделять проходящий сквозь нее световой луч на основные цвета, объединяющиеся в белый поток. Белый цвет превращается в серый, когда скопление капель уплотняется настолько, что прекращает пропускать световые лучи.

Продолжительность существования облаков определяется степенью влажности воздуха. При невысокой влажности испарение протекает интенсивно, облачная масса быстро иссякает (за 10 – 20 минут). Воздух с достаточной влажностью обеспечивает длительное существование водяной взвеси. Достигнув определенной плотности скопления, капли воды выпадают осадками.

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.

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.

Какие бывают облака

Образуются облака в тропосфере – нижнем слое атмосферы, занимающем пространство в 10 км от земной поверхности в полярных широтах, 12 км – в умеренных, 18 км – в тропиках. Редкие виды существуют выше тропосферы (на расстоянии от 20 до 80 км от планетарной поверхности).

Классификация облаков включает 4 вида:

• верхнего яруса;
• среднего;
• нижнего;
• вертикального развития.

Структуры верхнего яруса формируются на высоте 6 – 18 км, из них не выпадают атмосферные осадки:

1. Перисто-слоистые. Полупрозрачная пелена, состоящая из частиц льда, иногда чуть волнистая. Сквозь нее легко проходят солнечные лучи.
2. Перисто-кучевые. Ими становятся кучевые, сформировавшиеся в высоком тропосферном слое. Включают только ледяные частицы. Визуально похожи на покрывающую небо чешую.
3. Перистые. Самые высокие, занимают высший тропосферный слой. Характеризуются тонкой структурой, кажутся размазанными по небу. Внешне напоминают перья. В составе исключительно ледяные кристаллы.

Скорость перемещения объектов верхнего слоя обуславливается преимущественно активностью ветра, составляет от 10 до 200 км/ч.

Виды облаков среднего яруса характеризуются смешанным составом: водяные капли (преобладают в теплые месяцы) и ледяные кристаллы (в холодные месяцы). Образуются на высоте 3 – 6 км, в тропиках поднимаются до 8 км:

1. Высокослоистые. Выглядят прозрачнее и воздушнее слоистых. Практически не являются препятствием для солнечных лучей.
2. Высококучевые. По объему гораздо меньше кучевых. Выглядят параллельно простирающимися полотнами, округлыми, валообразными, хлопьеобразными образованиями. Цвет белый и сероватый, отдельные участки темно-серые.

Объекты среднего слоя способны образовывать осадки, но из-за значительного расстояния выпадающая влага не достигает земной поверхности, испаряется при падении (вирга). Описанный вид облачности всегда предвещает пасмурную погоду.

Образования нижнего яруса занимают высоту до 2 км. В теплые месяцы включают капли воды, в холодные – льдинки и снежинки. Выглядят плотной, низко висящей массой преимущественно серого цвета:

1. Слоистые. Равномерная, серая, низко расположенная масса, закрывающая от земного наблюдателя вышерасположенные облака. Бывает источником мелкого дождя, при опускании к земной поверхности становится туманом.
2. Слоисто-кучевые. Распавшиеся слоистые или соединившиеся кучевые.
3. Слоисто-дождевые. Становятся причиной продолжительного мелкого или умеренного дождя, снегопада. Захватывают средний слой тропосферы.

К облакам вертикального развития, устремленным преимущественно вертикально, захватывающим высокие и низкие тропосферные слои, относятся:

1. 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.
2. 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.

Помимо основных типов облаков, существуют редкие и необычные разновидности:

1. Перламутровые. Состоят из частиц льда, возникают в высоких слоях атмосферы (до 30 км над землей).
2. Серебристые. Находятся на расстоянии до 80 км над планетарной поверхностью. Наблюдаются до восхода и заката.
3. Облака-шапки. Слоистые, горизонтально расположенные образования в высоких атмосферных слоях. Обычно образуются над кучевыми и дождевыми облаками из пепельного или дымового выброса при вулканическом извержении.
4. Линзовидные (лентикулярные). Формирования необычной формы, зависающие над горными вершинами, не движущиеся при сильном ветре.
5. Двояковыпуклые. Редкий вид, вызывающий удивление у очевидцев. Небо угрожающе нависает бугристым полотном. Кажется, готово рухнуть на землю.

Отдельным техническим видом следует назвать конденсационный самолетный след. Белая полоса появляется в небе, когда летательный аппарат пересекает область холодного воздуха. Теплая воздушная струя, выбрасываемая из выхлопной системы, оставляет тонкую облачную дорожку.

Чем отличается облако от тучи

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

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, живая природа существует во всех уголках планеты.