Облачность и ограниченная видимость, как основные факторы, определяющие сложность метеорологических условий. Самые необычные виды облаков

Вам не нужен суперкомпьютер для предсказания того, как изменится погода у вас над головой в ближайшие несколько часов. Следя за небом и обладая некоторыми знаниями по формированию облаков, можно предсказать, будет ли дождь.

Современные прогнозы погоды основаны на сложных компьютерных симуляциях. Эти симуляции используют физические уравнения, описывающие атмосферу, включая движение воздуха, солнечное тепло, формирование облаков и дождя. Постепенное улучшение прогнозов со временем означает, что сегодняшние пятидневные прогнозы настолько же точны, насколько 20 лет назад были точны трёхдневные.

Но вам не нужен суперкомпьютер для предсказания того, как изменится погода у вас над головой в ближайшие несколько часов – подобные приметы известны в разных культурах уже много тысяч лет. Следя за небом и обладая некоторыми знаниями по формированию облаков, можно предсказать, будет ли дождь.

Более того, небольшое понимание физики формирования облаков подчёркивает сложность атмосферы и проливает свет на причины того, почему предсказание погоды на срок, больший, чем несколько дней, оказывается такой сложной задачей.

Вот шесть видов облаков, которые можно увидеть, и то, как они могут помочь вам понять погоду.

1) Кучевые облака

Облака появляются, когда воздух охлаждается до точки росы, температуры, при которой воздух уже не справляется с содержащимся в нём водяным паром. При этой температуре водяной пар конденсируется и формирует капельки жидкой воды, которые мы видим, как облако. Чтобы это произошло, воздух необходимо заставить подняться в атмосфере, или же влажный воздух должен войти в контакт с холодной поверхностью.

В солнечный день лучи греют землю, которая греет воздух, расположенный прямо над ней. Нагретый воздух благодаря конвекции поднимается вверх и формирует кучевые облака. Эти облака «хорошей погоды» похожи на вату. Если посмотреть на небо, заполненное кучевыми облаками, можно увидеть, что у них плоское дно, расположенное на одном уровне для всех облаков. На этой высоте воздух, поднявшийся с уровня земли, охлаждается до точки росы. Из кучевых облаков дождь обычно не идёт – а значит, погода будет хорошей.

2) Кучево-дождевые облака

Небольшие кучевые облака дождём не проливаются, но если они увеличиваются и растут по высоте, это признак того, что скоро будет сильный дождь. Это часто случается летом, когда утренние кучевые облака днём превращаются в кучево-дождевые.

Недалеко от земли кучево-дождевые облака чётко оформлены, но с высотой они начинают становиться более дымчатыми по краям. Такой переход указывает на то, что облако состоит уже не из капель воды, а из кристаллов льда. Когда порывы ветра выдувают капли воды за пределы облака, те быстро испаряются в более сухом окружении, из-за чего у водяных облаков очень резко очерчены края. Ледяные кристаллы, выносимые за пределы облака, не испаряются так быстро, из-за чего края такого облака выглядят более дымчатыми.

Кучево-дождевые облака часто имеют плоскую верхушку. Внутри такого облака происходит конвекция воздуха, и он постепенно охлаждается, пока не достигнет температуры окружающей атмосферы. В этот момент он теряет плавучесть и уже не может подниматься выше. Вместо этого он распространяется в стороны, образуя характерную форму наковальни.

3) Перистые облака

Перистые облака формируются в очень высоких слоях атмосферы. Они дымчатые, поскольку полностью состоят из кристаллов льда, падающих в атмосфере. Если перистые облака переносят ветра, движущиеся с разными скоростями, они приобретают характерную загнутую форму. И только на очень больших высотах или на высоких широтах перистые облака выдают дождь, достигающий земли.

Но если вы заметили, что перистые облака начинают покрывать большую площадь неба, становятся ниже и толще, то это верный признак приближения тёплого фронта. В тёплом фронте встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Более лёгкий тёплый воздух поднимается над холодным, что приводит к формированию облаков. Опускание облаков говорит о приближении фронта, и о том, что в следующие 12 часов пойдёт дождь.

4) Слоистые облака

Слоистые облака – низко расположенная, непрерывная облачная простыня, покрывающая небо. Слоистые облака формируются медленно восходящим воздухом или несильным ветром, покрывающим влажным воздухом холодную землю или поверхность моря. Слоистые облака тонкие, поэтому, несмотря на мрачную картину, дождь из них вряд ли пойдёт, максимум небольшая морось. Слоистые облака идентичны туману, поэтому, если вы когда-нибудь шли по горной местности в туманный день, вы находились внутри облака.

5) Лентикулярные облака

Два последних типа облаков не помогут вам предсказывать погоду, но дадут первичное представление о чрезвычайно сложных движениях атмосферы. Гладкие и линзообразные лентикулярные облака формируются, когда воздух выдувается вверх и через горную гряду.

Перевалив через гору, воздух спускается до прежнего уровня. В это время он разогревается и облако испаряется. Но он может проскочить и дальше, в результате чего воздух вновь поднимется вверх и сформирует ещё одно лентикулярное облако. Это может привести к появлению цепочки облаков, простирающихся далеко за границы горной гряды. Взаимодействие ветра с горами и другими особенностями поверхности – одна из множества деталей, которые необходимо учитывать в компьютерных симуляциях для получения точных предсказаний погоды.

6) Кельвина - Гельмгольца

И, наконец, мои любимые. Облака Кельвина – Гельмгольца напоминают ломающуюся океанскую волну. Когда воздушные массы на разных высотах двигаются по горизонтали с разными скоростями, их состояние становится нестабильным. Граница между воздушными массами начинает покрываться рябью и формирует крупные волны.

Такие облака встречаются довольно редко – лично я видела их единственный раз над Ютландией, западной Данией – поскольку мы можем наблюдать этот процесс в атмосфере, только если в нижней воздушной массе есть облако. Тогда оно может обрисовать ломающиеся волны и обнаружить запутанные движения, происходящие у нас над головой, которые обычно не видны. опубликовано

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .

По международной классификации различают 10 главных видов облаков разных ярусов.

> ОБЛАКА ВЕРХНЕГО ЯРУСА (h>6км)
Перистые облака (Cirrus, Ci) - это отдельные облака волокнистой структуры и белесоватого оттенка. Иногда они имеют очень правильное строение в виде параллельных нитей или полос, иногда же наоборот, нх волокна спутаны и разбросаны по небу отдельными пятнами. Перистые облака прозрачны, так как состоят из мельчайших ледяных кристалликов. Часто появление таких облаков предвещает изменение погоды. Со спутников перистые облака порой трудноразличимы.

Перисто-кучевые облака (Cirrocumulus, Cc) - слой облаков, тонких и просвечивающихся, как перистые, но состоящих из отдельных хлопьев или мелких шариков, а иногда как бы из параллельных волн. Эти облака обычно образуют, образно говоря, «кучевое» небо. Часто они появляются вместе с перистыми облаками. Бывают видны перед штормами.

Перисто-слоистые облака (Cirrostratus, Cs) - тонкий, просвечипающийсн беловатый или молочного оттенка покров, сквозь который отчетливо виден диск Солнца или Луны. Покров этот может быть однородным, как слой тумана, либо волокнистым. На перисто-слоистых облаках наблюдается характерное оптическое явление - гало (светлые круги вокруг Луны или Солнца, ложное Солнце и др.). Как и перистые, перистослоистые облака часто указывают на приближение ненастной погоды.

> ОБЛАКА СРЕДНЕГО ЯРУСА (h=2-6 км)
Они отличаются от сходных облачных форм нижнего яруса большой высотой, меньшей плотностью и большей вероятностью наличия ледяной фазы.
Высококучевые облака (Altocumulus, Ac) - слой белых или серых облаков, состоящих из гряд или отдельных «глыб», между которыми обычно просвечивается небо. Гряды и «глыбы», образующие «перистое» небо, сравнительно тонкие и располагаются правильными рядами или в шахматном порядке, реже - в безпорядке. «Перистое» небо обычно является признаком довольно плохой погоды.

Высокослоистые облака (Altostratus, As) - тонкая, реже плотная вуаль сероватого или синеватого оттенка, местами неоднородная или даже волокнистая в виде белых или серых клочьев по всему небу. Солнце или Луна просвечиваются сквозь нее в виде светлых пятен, порой довольно слабых. Эти облака верный признак небольшого дождя.

> ОБЛАКА НИЖНЕГО ЯРУСА (h По мнению многих ученых, слоисто-дождевые облака отнесены к нижнему ярусу нелогично, так как в этом ярусе находится только их основания, а вершны достигают высоты нескольких километров (уровни облаков среднего яруса). Эти высоты более характерны для облаков вертикального развития, и потому некоторые ученые относят их к облакам среднего яруса.

Слоисто-кучевые облака (Stratocumulus, Sc) - облачный слой, состоящий из гряд, валов или отдельных их элементов, крупных и плотных, серого цвета. Почти всегда имеются более темные участки.
Слово "кучевые" (от латинского "куча", "груда") обозначает скупченность, нагроможденность облаков. Эти облака редко приносят дождь, лишь иногда они превращаются в слоисто-дождевые, из которых выпадает дождь или снег.

Слоистые облака (Stratus, St) - довольно однородный, лишенный правильной структуры слой низких облаков серого цвета, очень похожий на туман, поднявшийся нал землей на сотню метров. Слоистые облака закрывают большие пространства, имеют вид рваных лоскутов. Зимой эти облака часто удерживаются весь день, осадки на землю из них обычно не выпадают, иногда бывает морось. Летом они быстро рассеиваются, после чего наступает хорошая погода.

Слоисто-дождевые облака (Nimbostratus, Ns, Frnb) - это темно-серые тучи, порой угрожающего вида. Часто ниже их слоя появляются низкие темные обрывки разорванно-дождевых облаков - типичные предвестники дождя или снегопада.

> ОБЛАКА ВЕРТИКАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

Кучевые облака (Cumulus, Cu) - плотные, резко очерченные, с плоским, сравнительно темным основанием и куполообразной белой, как бы клубящейся, вершиной, напоминающей цветную капусту. Они зарождаются в виде небольших белых обрывков, но вскоре у них формируется горизонтальное основание, и облако начинает незаметно подниматься. При небольшой влажности и слабом вертикальном восхождении воздушных масс кучевые облака предвещают ясную погоду. В противном случае они накапливаются и течение дня и могут вызвать грозу.

Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb) - мощные облачные массы с сильным развитием по вертикали (до высоты 14 километров), дающие обильные ливневые осадки с грозовыми явлениями. Развиваются из кучевых облаков, отличаясь от них верхней частью, состоящей из ледяных кристаллов. С этими облаками связан шквалистый ветер, сильные осадки, грозы, град. Период жизни этих облаков короткий - до четырёх часов. Основание облаков имеет тёмный цвет, а белая вершина уходит далеко наверх. В тёплое время года вершина может достигать тропопаузы, а в холодный сезон, когда конвекция подавлена, облака более плоские. Обычно облака не образуют сплошного покрова. При прохождении холодного фронта кучево-дождевые облака могут формировать вал. Солнце сквозь кучево-дождевые облака не просвечивает. Кучево-дождевые облака образуются при неустойчивости воздушной массы, когда происходит активное восходящее движение воздуха. Эти облака также часто образуются на холодном фронте, когда холодный воздух попадает на тёплую поверхность.

Каждый род облаков, в свою очередь, подразделяется на виды по особенностям формы и внутренней структуры, например, fibratus (волокнистые), uncinus (когтевидные), spissatus (плотные), castellanus (башенкообразные), floccus (хлопьевидные), stratiformis (слоистооб-разные), nebulosus (туманнообразные), lenticularis (чечевицеобразные), fractus (разорван-ные), humulus (плоские), mediocris (средние), congestus (мощные), calvus (лысые), capillatus (волосатые). Виды облаков, далее, имеют разновидности, например, vertebratus (хребтовидные), undulatus (волнистые), translucidus (просвечивающие), opacus (непросвечивающие) и др. Далее различаются дополнительные особенности облаков, такие, как incus (наковальня), mamma (вымеобразные), vigra (полосы падения), tuba (хобот) и др. И, наконец, отмечаются эволюционные особенности, указывающие на происхождение облаков, например, Cirrocumulogenitus, Altostratogenitus и т.д.

Наблюдая за облачностью, важно на глаз определить по десятибалышй шкале степень покрытия неба. Чистое небо - 0 баллов. Ясно, на небе нет облаков. Если покрыто облаками не более грети небесного свода 3 балла, малооблачно. Облачно с прояснением 4 балла. Это значит, что облака покрывают половину небесного свода, но временами их количество уменьшается до «ясно». Когда небо закрыто наполовину, облачность 5 баллов. Если говорят «небо с просветами», имеют в виду, что облачность не менее 5, но и не более 9 баллов. Пасмурно - небо полностью покрыто облаками единого голубого просвета. Облачность 10 баллов.

Наблюдателю с земли кажется, что облака находятся примерно на одном уровне, но в действительности выделяют несколько видов облаков, исходя из их высоты над поверхностью планеты.

Облака – атмосферные формирования, состоящие из капель или ледяных кристаллов, образующиеся при конденсации пара. Вертикальное расстояние между образованиями разных видов может составлять несколько километров.

Морфологическая классификация облаков

По современной классификации выделяются 10 основных облачных форм, делящихся на множество типов и разновидностей. Существует более 90 разновидностей, со многими не знакомят даже студентов на метеорологической практике. Виды облаков изучают школьники в 6 классе, в учебниках географии для детей дана упрощенная классификация.

По внешнему виду выделяют формы:

cumulus – кучевые;
stratus – слоистые;
cirrus – перистые;
nimbus – дождевые.

По расстоянию от земной поверхности облака бывают:

cir – высокие;
alto – средние;
низкие.

Ниже дается характеристика с фото видов облаков. Приводится сравнение атмосферных образований, расположенных на разных уровнях от поверхности планеты.

Облака верхнего яруса

Располагаются выше 6 км от земли:

Облака среднего яруса

Формируются на расстоянии от 2 до 6 км от земли:

Облака нижнего яруса

Располагаются ниже 2 км от земли:

Облака вертикального развития

Простираются вверх на многие километры:

Другие виды облаков

При определенных условиях, формирующихся на местности, наблюдаются редкие виды облаков:

Серебристые (мезосферные). Появляются на расстоянии около 80 км от планеты. Представляют собой тонкий полупрозрачный слой, сияющий на фоне ночного неба после заката либо перед рассветом.
Источником света являются лучи находящегося за горизонтом солнца, незаметные с земли.
Полярные (перламутровые). Образуются выше 30 км над планетой. Имеют радужную переливчатую окраску.
Наблюдаются после заката к северу от Северного полярного круга.
Вымеобразные (stratocumulus mammatus). Редкая форма, наблюдающаяся в тропическом поясе. С нижней поверхности свисают отростки, словно с вымени соски.
Такие образования сигнализируют о приближении грозы. На закате окрашиваются в золотисто-красный цвет.
Лентикулярные (линзовидные). Появляются за горными пиками на расстоянии до 15 км от поверхности планеты. Неподвижны даже при сильном ветре.
Воздух обтекает горы волнообразно, на вершинах волн и наблюдаются данные образования.
Пирокумулятивные (огненные). Формируются при вулканическом извержении или сильном пожаре. Нагретый воздух восходит, конденсируется, в итоге возникают кучево-дождевые облака.
Если начинается гроза, то молнии появляются чаще, чем из обычной грозовой тучи.
Перистые завитки Кельвина-Гельмгольтца . Имеют трубкообразную форму, располагаются низко над земной поверхностью. Образуются перед холодным фронтом при высоком давлении воздуха и повышенной относительной влажности.
Когда облако нагретой фронтовой частью устремляется вверх, оно начинает скручиваться. Такой вид называют «грозовым воротником». Он существует отдельно от основной тучи, не изменяет форму при движении.
Облако-шляпа (пилеолус). Небольшие, горизонтально расположенные образования, напоминающие шапочку католического священника.
Образуются выше кучевых облаков, когда мощные восходящие воздушные массы влияют на влажный воздух на небольшой высоте, из-за чего воздух принимает температуру точки росы.
Шельфовые (выступающие). Похожи на поставленную горизонтально арку, предшествуют грозовому фронту. Также называются «шквальными воротниками», выглядят устрашающе, предупреждают о грозовой буре.
Совмещены с основной тучей, чем отличаются от перистых завитков.
Волнисто-бугристые (undulatus asperatus). Необычные образования, появившиеся недавно, неизученные. Предсказатели связывают их происхождение с приближением «конца света».
Эти мощные, массивные, рогатые или клочковатые облака, напоминающие застывшее бушующее море, не предвещают бури.
Волнистые (undulatus). Красивый вид, образующийся при неустойчивости перистых завитков, когда воздушные слои, соприкасаясь, движутся с разной скоростью. Более холодный слой плывет быстрее. Теплый слой восходит, охлаждается, конденсируется.
Холодный слой сдувает конденсат, в результате образуется облачный гребень. Опускаясь, конденсат согревается, испаряется. Процесс неоднократно повторяется. Итог – облако волнообразной формы.

Облака могут полностью или частично закрывать небо. Степень покрытия неба определяется по 10-балльной шкале.

Безоблачное небо – 0 баллов. Треть неба закрыта – 3 балла. Небо затянуто наполовину – 5 баллов. Пасмурное небо – 10 баллов.

Смотреть на облака, а также наблюдать за ними любят мечтатели, ученые, природоведы и вы. Несмотря на желание назвать ту большую пушистую тучу "тяжелой, дождливой или темной", возможно, вам будет интереснее (и полезнее) использовать правильную терминологию, если вы хотите разбираться в классификации облаков. Впервые изобретенная английским ученым Люком Говардом классификация облаков делится в зависимости от их высоты: низкого, среднего или высокого яруса, их формы: кучевые и слоистые, а также исходя из погоды, создающей их.

Шаги

Формы облаков

Определяйте облака по форме. Существует две формы:

Облака высокого яруса

Посмотрите на облака высокого яруса (или просто "высокие облака"). Они находятся на высоте примерно 5,943 метра и 12,954 метров. Они включают в себя перистые, перисто-слоистые и кучевые облака. Обычно они наполнены кристаллами льда и имеют расплывчатые очертания. Они также тонкие и дымчатые.

Следы самолета также находятся на этом уровне земной атмосферы.
Во время заката и рассвета высокие облака становятся прекрасными в красных, оранжевых и желтых оттенках.
Свечение вокруг луны или солнца появляется из-за перьевых облаков. Иногда оно может указывать на дождь или снег, особенно в сопровождении толстых, низких туч.
Зачастую перьевые облака частично затемняют солнце.[}