19 июня — День наблюдения за облаками

Облака с давних времен привлекали к себе внимание людей. Еще первые исследователи окружающей природной среды пришли к пониманию, что разнообразие облачных форм связано с характером погоды, то есть с постоянно изменяющимся состоянием атмосферы.

Облака образуются в результате перехода воды из газообразного состояния (водяной пар) в жидкое (капли) и твердое (кристаллы). Изменения происходят под влиянием температуры, влажности и вертикальных движений как внутри, так и вне облака.

Отдельные облака существуют очень короткое время, например, время существования некоторых кучевых облаков составляет всего 10-15 минут. Это происходит потому, что капли, из которых состоит облако, быстро испаряются. Но даже если мы наблюдаем облако очень долго, это не означает, что оно состоит из одних и тех же частиц, так как постоянно находится в процессе образования и распада. Немецкий климатолог Дове в 1817 году первый дал определение, что «облако – не предмет, а процесс».

Облако – это видимая совокупность взвешенных в атмосфере и находящихся в процессе непрерывной эволюции капель и (или) ледяных кристаллов.

По своему фазовому строению облака делятся на три группы: водяные, состоящие только из капель воды; смешанные, состоящие из смеси капель воды и ледяных кристаллов; ледяные, состоящие только из ледяных кристаллов.

Облака и выпадающие из них осадки принадлежат к числу важнейших метеорологических (атмосферных) явлений и играют важнейшую роль в формировании различных типов погоды и климата. Каждый из процессов образования отдельного облака и систем облаков накладывает свой специфический отпечаток на их «внешний вид». Поэтому перед метеорологической наукой еще на первых этапах ее становления возникла задача классификации облаков. Решение этой задачи представляет специалистам возможность отслеживать изменчивость облачных образований и прогнозировать процессы, протекающие в атмосфере.

Первая вошедшая в науку классификация облаков была разработана английским метеорологом-любителем Люком Ховардом в начале 19 века. Данной классификацией с некоторыми изменениями метеорологи всего мира пользуются до сих пор, вот уже более 200 лет.

Регулярные и достоверные наблюдения за формами облаков и их изменениями помогают своевременно предупреждать об опасных и неблагоприятных гидрометеорологических явлениях, сопутствующих тому или иному виду облаков.

На метеорологических станциях, как правило, наблюдают за следующими характеристиками облачности: общее количество облаков (в баллах), количество облаков нижнего яруса (в баллах), форма облаков, высота нижней границы облаков нижнего или среднего яруса (при отсутствии облаков нижнего яруса).

Облака в соответствие с действующей международной морфологической классификацией делятся на 10 основных форм. В зависимости от высоты расположения основания облаков их относят к одному из ярусов. В особую группу выделяют облака вертикального развития, нижняя граница которых в большинстве случае находится в нижнем ярусе, а верхняя – в нижнем, среднем или верхнем ярусе.

Облака верхнего яруса

  1. Перистые (Cirrus)
  2. Перисто-кучевые (Cirrocumulus)
  3. Перисто-слоистые (Cirrostratus)

Облака среднего яруса

  1. Высококучевые (Altocumulus)
  2. Высокослоистые (Altostratus)

Облака нижнего яруса

  1. Слоисто-кучевые (Stratocumulus)
  2. Слоистые (Stratus)
  3. Слоисто-дождевые (Nimbostratus)

Облака вертикального развития

  1. Кучевые (Cumulus)
  2. Кучево-дождевые (Cumulonimbus)

 

Как правило, из облаков определенных форм выпадают следующие виды осадков: ливневые – из кучево-дождевых облаков; обложные – из слоисто-дождевых во все сезоны, из высокослоистых – зимой и иногда слабые – из слоисто-кучевых; моросящие – из слоистых облаков.

В процессе развития и распада облака меняют свой внешний вид и структуру, и могут переходить из одной формы в другую.

Облака верхнего яруса

Облака верхнего яруса характеризуются наиболее низкими температурами и состоят из кристаллов льда, поэтому имеют ярко-белый цвет без темных и серых оттенков. Высота их нижней границы в умеренных широтах составляет от 6 до10 км.

Перистые облака – наиболее высокие облака верхнего яруса, обычно наблюдаются в небольших количествах, но иногда могут занимать и значительную часть неба.

В облаках верхнего яруса может образовываться такое красивое атмосферное явление как гало.

Облака среднего яруса

Облака среднего яруса состоят из переохлажденных капель воды или переохлажденных капель в смеси с ледяными кристаллами и снежинками. При наличии в облачных элементах снежинок и капель переохлажденной воды происходит быстрый рост снежинок и выпадение их в виде осадков. Наличие переохлажденных капель воды в облачных элементах придает им серый цвет. Сквозь облака среднего яруса солнце просвечивает слабо или вообще не просвечивает.

Высококучевые облака  состоят преимущественно из переохлажденных капель воды и ледяных кристаллов. Высококучевые облака не образуют однородного серого покрова и не имеют волокнистого строения.

Тонкие высокослоистые облака и верхние части более плотных облаков состоят преимущественно из ледяных кристаллов, а низкие высокослоистые облака – из ледяных кристаллов в смеси с переохлажденными каплями воды.

Облака нижнего яруса

К облакам нижнего яруса относятся все формы и виды облаков, которые образуются, развиваются и существуют в нижнем слое атмосферы (от 30 м до 2 км).

Состоят слоисто-кучевые облака в основном из мелких капель воды, зимой  переохлажденных. В отдельных случаях среди капель присутствует некоторое количество ледяных кристаллов.

Слоистые облака – это наиболее низкие облака, высота их нижней границы обычно колеблется в пределах от 30 до 400 м. Они состоят из мельчайших капель воды.

Слоисто-дождевые облака состоят из переохлажденных капель и ледяных кристаллов. Слоисто-дождевые облака более темные по цвету, непрозрачные, основания облаков размытое.

 

Облака вертикального развития

К облакам вертикального развития относятся две основные формы: кучевые и кучево-дождевые. Высота их нижней границы в значительной мере зависит от влажности воздуха и составляет обычно от 600 м до 1,2 км. Вертикальная протяженность облаков от сотни метров до высоты тропопаузы (8-9 км и более).

Кучевые облака состоят из капель воды. Они не образуют непрерывного слоя, всегда разделяются на отдельные облака. Центральные части облаков могут быть темными, а освещенные края – ярко-белыми, в виде светлой или блестящей каймы в зависимости от расположения облаков относительно солнца.

Кучево-дождевые облака состоят из капель разного размера, а также ледяных кристаллов, снежных зерен и града. Кучево-дождевые облака образуются, как правило, в результате дальнейшего развития кучевых облаков. Их вершина приобретает отчетливое волокнистое строение («обледеневает»). Облака имеют свинцово-темную окраску и дают ливневые осадки.

 

По облакам во многих случаях можно судить не только об общем состоянии погоды в данный момент, но и о возможных ее изменениях в ближайшем будущем.

Например, перистые когтевидные облака с прямолинейными нитями, чаще всего служат признаком приближения теплого фронта и быстрого ухудшение погоды, дальнейшего натекания облачности и приближения осадков. Быстрое движение облаков указывает на большую скорость перемещения фронта.