Средно облачно. Определяне и записване на общия брой облаци. Облаци с голямо вертикално развитие. Те включват

влажност

Влажността е съдържанието на водна пара в него. Неговите характеристики са:

абсолютна влажност но - количеството водна пара (в g) в 1 m 3 въздух;

наситена (наситена) пара НО - количеството пара (в g), необходимо за пълно насищане на единица обем (нейната еластичност се обозначава с буквата E);

относителна влажност Р е съотношението на абсолютната влажност към насищащата пара, изразено като процент ( R=100% × a/A);

Точка на оросяванее температурата, при която въздухът би достигнал насищане при дадено съдържание на влага и постоянно налягане.

В екваториалната зона и субтропиците абсолютната влажност в близост до земята достига 15-20 g/m 3 . В умерените ширини през лятото - 5 - 7 g / m 3, през зимата (както и в Арктическия басейн) намалява до 1 g / m 3 и по-долу. Количеството водна пара във въздуха пада бързо с надморска височина. Влажността влияе върху промяната в температурата на въздуха, както и върху образуването на облаци, мъгли, валежи.

Наред с процеса на изпаряване на водата в атмосферата протича и обратният процес - преминаването на водната пара с понижаване на температурата в течно или директно в твърдо състояние. Първият процес се нарича кондензация,второ - сублимация.

Понижаването на температурата настъпва адиабатично в издигащия се влажен въздух и води до кондензация или сублимация на водните пари, което е основната причина за образуването на облаци. Причините за издигането на въздуха в този случай могат да бъдат: 1) конвекция, 2) плъзгане нагоре по наклонена фронтална повърхност, 3) вълнообразни движения, 4) турбуленция.

В допълнение към горното, понижаване на температурата може да възникне и поради радиационно охлаждане (от радиация) на горните слоеве на инверсии или горната граница на облаците.

Кондензация възниква само ако въздухът е наситен с водна пара и в атмосферата има кондензационни ядра. Кондензационните ядра са най-малките твърди, течни и газообразни частици, които постоянно присъстват в атмосферата. Най-разпространени са ядрата, съдържащи съединения на хлор, сяра, азот, въглерод, натрий, калций, а най-често срещаните ядра са съединенията на натрия и хлора, които имат хигроскопични свойства.

Кондензационните ядра навлизат в атмосферата главно от моретата и океаните (около 80%) чрез изпаряване и разпръскване от водната повърхност. Освен това източниците на кондензационни ядра са продукти от горене, изветряне на почвата, вулканична дейност и др.

В резултат на кондензация и сублимация, малки водни капчици (с радиус от около 50 mk)и ледени кристали, които приличат на шестоъгълна призма. Натрупването им в повърхностния слой въздух създава мъгла или мъгла в горните слоеве на облака. Сливането на малки облачни капки или нарастването на ледени кристали води до образуването на различни видове валежи: дъжд, сняг.

Облаците могат да се състоят само от капки, само от кристали и да бъдат смесени, тоест да се състоят от капки и кристали. Водните капчици в облаците при отрицателни температури са в преохладено състояние. В повечето случаи се наблюдават течни капкови облаци до температура от -12°C, чисто ледени (кристални) облаци - при температури под -40°C, смесени облаци - от -12 до -40°C.

Облаците са воднисти. Съдържанието на вода е количеството вода в грамове, което се съдържа в един кубичен метър от облак. (g/m 3).Съдържанието на вода в течните капкови облаци варира от 0,01 до 4 g на кубичен метър облачна маса (в някои случаи повече от 10 g/m 3).В ледените облаци съдържанието на вода е по-малко от 0,02 g / m 3,а при смесена облачност до 0,2-0,3 g/m 3 .Влагата не трябва да се бърка с влага.

Облаците се класифицират:

По височината на долната граница с 3 (понякога 4) нива,

По произход (генетична класификация) в 3 групи,

По външен вид (морфологична класификация) са разделени на няколко форми:

Разграничават се основните форми:

Кумулоблаците са бели, сиви, тъмносиви отделни образувания под формата на купчини с различни форми.

Цирус- отделни тънки светли облаци с бял цвят, прозрачна, влакнеста или нишковидна структура имат формата на куки, конци, пера или ивици.

слоести облаци- представляват еднородно сиво покритие, с различна прозрачност.

цирокумулусоблаци, които представляват малки бели люспи или малки топчета (агнета), наподобяващи бучки сняг,

Cirrostratusоблаци, които приличат на бял воал, често покриващ цялото небе и му придава млечнобял оттенък.

Stratocumulusсиви облаци с тъмни ивици - облачни валове.

Отбелязват се и други характеристики на външния вид (наличие на вълнообразност, специфични форми на облаците) и връзка с валежите. Общо има 10 основни форми на облаци и 70 от техните разновидности.

Формата на облаците се определя чрез наблюдението им в съответствие с приетата класификация с помощта на специално публикуван облачен атлас.

Облаците, които се образуват във въздушните маси, се наричат интрамасово, образувани на атмосферни фронтове - челенвъзникващ над планините, когато въздухът тече над препятствия (планини) - орографски.

Групи	Образователен процес	ниво
По-ниско (0 - 2000м). Облаци на вертикално развитие.	Среден (2000 - 6000 м).	Горна (над 6000м).
Кумул	Конвекция при наличие на забавящ слой.	Купести (плоски облаци).	Висококумули: - люспести; - с форма на кула.	Цирокумулус люспест
Вертикално развитие: навлизането на студен въздух под топъл въздух.	Купесто-дъждовни. Мощен купест (горна граница - до тропопаузата).
Слоеста форма	Възходящо плъзгане на топъл въздух по нежни челни участъци или над студена подлежаща повърхност.	Наслоен дъжд. Натрошен дъжд (слоесто-кумулус)	Високопластови: - тънки. - плътен	Цирус. Cirrostratus
Вълнообразна	Свръх-инверсия: възходящо плъзгане на топъл въздух върху инверсионния слой с лек наклон.	Stratocumulus плътен	Висококумулни гъсти	Цирокумулус вълнообразен
Субинверсия: турбуленция, радиация, смесване в граничния слой.	Stratocumulus полупрозрачен. наслоен	Висококумулни полупрозрачни: - вълнообразни, - хребети, - lentiformes

При определяне на височината на горната и долната граница на облаците трябва да се има предвид, че те могат да бъдат както доста ясни, така и изключително размазани. Особено опасен е преходният предоблачен слой, достигащ 200 мпод субинверсионните облаци.

Като отделна група трябва да се отделят изкуствени перисти облаци, които възникват зад летящ самолет в горната тропосфера. Наричат се следи (понякога следи). Те възникват в резултат на сублимацията на водните пари, съдържащи се в изгорелите газове на двигателя.

На известна височина над земната повърхност и се състоят от водни капчици или ледени кристали, или и двете. Цялото разнообразие от облаци може да се сведе до няколко вида. Общоприетата понастоящем международна класификация на облаците се основава на две характеристики: външния вид и височината на долната им граница.

На външен вид облаците са разделени на три класа: отделни, несвързани облачни маси, слоеве с нехомогенна повърхност и слоеве под формата на хомогенен воал. Всички тези форми могат да се появят на различни височини, като се различават по плътността и размера на външните елементи (агнета, подутини, хребети, вълни и др.)

Според височината на долната основа над земната повърхност облаците се разделят на 4 нива: горен (Ci Cc Cs - височина повече от 6 km), среден (Ac As - височина от 2 до 6 km), долен (Sc St Ns - височина под 2 km), вертикално развитие (Cu Cb - може да принадлежи към различни нива, а в най-мощните купесто-дъждовни облаци (Cb) основата се намира на долния слой, а върхът може да достигне до горния).

Облачността до голяма степен определя количеството слънчева радиация, достигаща до земната повърхност и е източник на валежи, като по този начин влияе върху формирането на времето и климата.

Количеството облачност в Русия е разпределено доста неравномерно. Най-облачни са районите, подложени на активна циклонна дейност, характеризираща се с развита адвекция на мокро. Те включват северозападната част на европейската част на Русия, крайбрежието на Камчатка, Сахалин, Курил и. Средногодишната обща облачност в тези райони е 7 пункта. Значителна част от Източен Сибир се характеризира с по-ниско средногодишно количество облачност - от 5 до 6 пункта. Този относително облачен регион на азиатската част на Русия е в обхвата на азиатския.

Разпределението на средногодишното количество ниска облачност обикновено следва разпределението на общата облачност. Най-голямо количество ниско ниво на облака се среща и в северозападната част на европейската част на Русия. Тук те са преобладаващи (само с 1-2 пункта по-малко от общата облачност). Отбелязва се минималният брой облаци от долния слой, особено в (не повече от 2 точки), което е типично за континенталния климат на тези райони.

Годишният ход на количеството както на общата, така и на по-ниската облачност в европейската част на Русия се характеризира с минимални стойности през лятото и максимални стойности през късната есен и зимата, когато влиянието е особено изразено. Пряко противоположен годишен ход на количеството обща и по-ниска облачност се наблюдава в Далечния Изток и . Тук най-голям брой облаци се появяват през юли, когато е в сила летният мусон, който носи голямо количество водна пара от океана. Минимумът на облачността се наблюдава през януари в периода на най-голямо развитие на зимния мусон, с който в тези райони навлиза сух охладен континентален въздух от сушата.

Ежедневният ход на общия брой облаци в цяла Русия се характеризира със следните характеристики:

1) амплитудата му в по-голямата част от територията не надвишава 1-2 пункта (с изключение на централните райони на европейската част на Русия, където се увеличава до 3 пункта);

2) броят на облачността през деня е по-голям, отколкото през нощта, докато през януари максимумът се пада на сутрешните часове; през централните месеци на пролетта и есента дневната вариация се изглажда и максимумът може да се измести в различни часове на деня; през април дневната вариация е по-близка до летния тип, а през октомври – до зимния тип;

3) дневният ход на ниската облачност практически повтаря дневния ход на общата облачност.

Разпределението на облаците по форма се характеризира с относително постоянство във времето и пространството. Почти над цялата територия на Русия, сред облаците на горния слой преобладават Ci от средния слой - Ac от долния слой - Sc и Ns

В годишния ход през лятото преобладават купести (Cu) и слоесто-кумулни (Sc) облаци, докато честотата на поява на слоеви (St) и нимбостратуси (Ns), които са фронтални, е малка, тъй като при летни условия са относително рядко създадени за активна циклонна дейност. Зимните, пролетните и есенните периоди в по-голямата част от Русия се характеризират с увеличаване на честотата на високослоистите (As), висококумулните (Ac) и слоесто-кучовите (Sc) облаци, докато в европейската част на Русия има леко увеличение на честота на слоести и слоесто-кумулусни облаци (St).

Облаци, носещи се по небето, привличат вниманието ни от ранно детство. Много от нас обичаха дълго да надничат очертанията им, измисляйки как изглежда следващият облак – приказен дракон, глава на старец или котка, тичаща след мишка.

Как ми се искаше да се кача на едно от тях, за да легна в мека памучна маса или да скоча върху нея, като на пружиниращо легло! Но в училище, в уроците по естествена история, всички деца научават, че всъщност те са просто големи натрупвания на водна пара, плаващи на голяма височина над земята. Какво още се знае за облаците и облачността?

Облачност - какво е това явление?

Облачността обикновено се нарича масата от облаци, които са над повърхността на определена част от нашата планета в момента или са били там в определен момент от време. Това е един от основните метеорологични и климатични фактори, който предотвратява както прекаленото нагряване, така и охлаждането на повърхността на нашата планета.

Облачността разсейва слънчевата радиация, предотвратявайки прегряването на почвата, но в същото време отразява собствената си топлинна радиация от земната повърхност. Всъщност ролята на облаците е подобна на тази на одеялото, поддържайки стабилна телесната ни температура по време на сън.

Измерване на облака

Авиационните метеоролози използват така наречената 8-октова скала, която разделя небето на 8 сегмента. Броят на облаците, видими в небето, и височината на долните им граници са посочени в слоеве от долния слой до горния.

Количественият израз на облачността днес се обозначава с автоматични метеорологични станции в комбинации от латински букви:

- МНОГО - слаба разкъсана облачност през 1-2 окта, или 1-3 бала по международна скала;

- NSC - липса на значителна облачност, докато броят на облаците в небето може да бъде всякакъв, ако долната им граница е разположена над 1500 метра и няма мощни купесто-дъждовни облаци;

- CLR - всички облаци са над 3000 метра.

облачни форми

Метеоролозите разграничават три основни форми на облаци:

- цируси, които се образуват на надморска височина над 6 хиляди метра от най-малките ледени кристали, в които се превръщат капчици водна пара и имат формата на дълги пера;

- купести, които се намират на надморска височина от 2-3 хиляди метра и изглеждат като парченца памучна вата;

- слоести, разположени един над друг на няколко слоя и като правило покриващи цялото небе.

Професионалните метеоролози разграничават няколко десетки разновидности на облаците, които са варианти или комбинации от три основни форми.

От какво зависи облачността?

Облачността зависи пряко от съдържанието на влага в атмосферата, тъй като облаците се образуват от молекули на изпарената вода, кондензирана в малки капчици. В екваториалната зона се образува значително количество облаци, тъй като процесът на изпарение там е много активен поради високата температура на въздуха.

Най-често тук се образуват купести и гръмотевични облаци. Субекваториалните пояси се характеризират със сезонна облачност: през дъждовния сезон тя обикновено се увеличава, в сухия сезон тя практически отсъства.

Облачността в умерените зони зависи от пренасянето на морски въздух, атмосферните фронтове и циклоните. Също така е сезонно както по количество, така и по форма на облаците. През зимата най-често се образуват пластови облаци, които покриват небето с непрекъснат воал.

До пролетта облачността обикновено намалява и започват да се появяват купести облаци. През лятото небето е доминирано от купесто-дъждовни и купесто-дъждовни форми. Облачността е най-изобилна през есента с преобладаване на слоести и нимбостратусни облаци.

За цялата планета като цяло количественият показател за облачност е приблизително равен на 5,4 пункта, а над сушата облачността е по-ниска - около 4,8 пункта, а над морето - 5,8 пункта. Най-голяма облачност се формира над северната част на Тихия океан и Атлантическия океан, където стойността й достига 8 пункта. Над пустините не надвишава 1-2 точки.

Понятието "облачност" се отнася до броя на облаците, наблюдавани на едно място. Облаците от своя страна се наричат атмосферни явления, образувани от суспензия от водна пара. Класификацията на облаците включва много от техните видове, разделени по размер, форма, естество на образуване и надморска височина.

В ежедневието се използват специални термини за измерване на облачността. Разширените скали за измерване на този индикатор се използват в метеорологията, морското дело и авиацията.

Метеоролозите използват скала от десет точки, която понякога се изразява като процент от покритието на наблюдаваното небе (1 точка - 10% покритие). Освен това височината на образуване на облаци е разделена на горни и долни нива. Същата система се използва и в морските дела. Авиационните метеоролози използват система от осем октанта (части от видимото небе) с по-подробна индикация за височината на облаците.

За определяне на долната граница на облаците се използва специално устройство. Но само метеорологичните станции на авиацията имат остра нужда от това. В други случаи се прави визуална оценка на височината.

Типове облаци

Облачността играе важна роля при формирането на метеорологичните условия. Облачността предотвратява нагряване на земната повърхност и удължава процеса на нейното охлаждане. Облачността значително намалява дневните температурни колебания. В зависимост от количеството облачност в определено време се разграничават няколко вида облачност:

"Ясно или частично облачно" съответства на облачност от 3 точки в долните (до 2 km) и средните нива (2 - 6 km) или всякакво количество облачност в горните (над 6 km).
"Промяна или променлива" - 1-3/4-7 точки в долния или средния ред.
"С прояснения" - до 7 точки обща облачност на долните и средните нива.
"Облачно, облачно" - 8-10 точки в долния слой или средно непрозрачни облаци, както и с валежи под формата на дъжд или сняг.

Видове облаци

Световната класификация на облаците разграничава много видове, всеки от които има свое собствено латинско име. Той взема предвид формата, произхода, височината на образованието и редица други фактори. Класификацията се основава на няколко вида облаци:

Пръстените облаци са тънки бели нишки. Намират се на надморска височина от 3 до 18 км в зависимост от географската ширина. Те се състоят от падащи ледени кристали, на които дължат външния си вид. Сред цирусите на височина над 7 km облаците се разделят на цирокумули, високослоисти, които имат ниска плътност. Отдолу, на надморска височина от около 5 km, има висококумулни облаци.
Купестите облаци са плътни образувания с бял цвят и значителна височина (понякога повече от 5 km). Разположени са най-често в долния слой с вертикално развитие в средата. Купести облаци на горната граница на средния слой се наричат висококумули.
Купесто-дъждовни, дъждовни и гръмотевични облаци, като правило, се намират ниско над земната повърхност на 500-2000 метра, характеризират се с валежи под формата на дъжд, сняг.
Слоестите облаци са слой от суспендирана материя с ниска плътност. Те пропускат светлината на слънцето и луната и са на височина между 30 и 400 метра.

Пръстени, купести и слоести типове, смесвайки се, образуват други видове: цирокумулус, слоесто-кумулус, циростатус. В допълнение към основните видове облаци има и други, по-рядко срещани: сребристи и седефени, лещовидни и вимеформени. А облаците, образувани от пожари или вулкани, се наричат пирокумулативни.

Както знаете, много от индустриите, селското стопанство, транспортните услуги са много зависими от ефективността, навременността и надеждността на прогнозите на Федералната метеорологична служба. Ранното предупреждение за опасни и особено опасни метеорологични явления, навременното подаване на предупреждения за бури са всички необходими условия за успешната и безопасна работа на много сектори на икономиката и транспорта. Например, дългосрочните метеорологични прогнози играят решаваща роля в организацията на селскостопанското производство.

Един от най-важните параметри, които определят способността за прогнозиране на опасни метеорологични условия, е такъв индикатор като височината на основата на облаците.

В метеорологията височината на облака е височината на основата на облака над земята.

За да се разбере важността на провеждането на изследвания за определяне на височината на облаците, заслужава да се спомене фактът, че облаците могат да бъдат от различни видове. За различните видове облаци височината на долната им граница може да варира в определени граници и е разкрита средната стойност на височината на облаците.

Така че облаците могат да бъдат:

Слоести облаци (средна височина 623 m.)

Дъждовни облаци (средна височина 1527 m.)

Кумулус (отгоре) (1855)

Кумулус (база) (1386)

Гръмотевична буря (отгоре) (средна височина 2848 m.)

Гръмотевична буря (база) (средна височина 1405 m.)

Лъжливо перести (средна височина 3897 m.)

Stratocumulus (средна височина 2331 m.)

Високи купести (под 4000 m) (средна височина 2771 m)

Високи купести (над 4000 m) (средна височина 5586 m)

Пръстени (средна височина 6465 m)

Ниско циростратифицирано (средна височина 5198 m.)

Висока цирокумула (средна височина 9254 m.)

Cirrus (средна височина 8878 m.)

Като правило се измерва височината на облачността от долния и средния слой, не повече от 2500 м. В същото време се определя височината на най-ниските облаци от целия им масив. При мъгла височината на облаците се счита за нула и в този случай „вертикалната видимост“ се измерва на летищата.

За определяне на височината на долната граница на облаците се използва методът на светлинното местоположение. В Русия за тези цели се произвежда метър, в който като източник на импулси и светлина се използва светкавица.

Височината на долната граница на облаците по метода на светлинно местоположение с помощта на DVO-2 се определя чрез измерване на времето, необходимо на светлинния импулс да премине от излъчвателя на светлина до облака и обратно, както и преобразуване на полученото време стойност в стойност на височината на облака, пропорционална на нея. По този начин светлинният импулс се изпраща от излъчвателя и след отражение се приема от приемника. В този случай излъчвателят и приемникът трябва да бъдат разположени в непосредствена близост един до друг.

Структурно измервателният уред DVO-2 е комплекс от няколко отделни устройства:

предавател и приемник,

комуникационни линии,

измервателен блок,

дистанционно.

Висомерът на облака DVO-2 може да работи автономно с измервателен блок, в комплект с дистанционно управление и като част от автоматизирани метеорологични станции.

Предавателят се състои от светкавица, захранващи го кондензатори и параболичен рефлектор. Рефлекторът, заедно с лампата и кондензаторите, е монтиран в карданно окачване, затворено в корпус с отварящ се капак.

Приемникът се състои от параболично огледало, фотодетектор, фотоусилвател, също монтирани в карданно окачване и разположени в корпус с отварящ се капак.

Предавателят и приемникът трябва да бъдат разположени близо до основната точка за наблюдение. На пистите за излитане и излитане предавателят и приемникът са разположени на най-близките локаторни маяци в двата края на пистата.

Измервателният блок, предназначен за събиране и обработка на информация, се състои от измервателна платка, блок за високо напрежение и захранващ блок.

Дистанционното управление включва клавиатура и табло за индикация и табло за управление.

Сигналът от приемника чрез двупроводна потенциално изолирана комуникационна линия с еднополярни сигнали и номинален ток (20 ± 5) mA се предава към измервателния блок, а оттам към дистанционното управление. В зависимост от конфигурацията, вместо дистанционно управление за обработка и извеждане на дисплея на оператора, сигналът може да се предава към централната система на метеорологичната станция.

Измервателят на височината на облака DVO-2 може да работи непрекъснато или според нуждите. Дистанционното управление е със сериен RS-232 интерфейс, предназначен за работа с компютър. Информация от измервателни уреди DVO-2 може да се предава по комуникационна линия на разстояние до 8 km.

Обработката на резултатите от измерването на измервателния блок DVO-2 включва:

Осредняване на резултати по 8 измерени стойности;

Изключване от броя на измерванията на тези резултати, при които има краткотрайна загуба на отразения сигнал. Тези. изключване на фактора "пропаст в облаците";

Издаване на сигнал за „липса на облаци” в случай, че сред направените 15 наблюдения не бъдат набрани 8 значими;

Изключване на т. нар. местни – фалшиви отразителни сигнали.