Атлас облаков
Атмосферные облака - это скопление в атмосфере продуктов конденсации водяного пара в виде огромного числа мельчайших капелек воды или кристалликов льда, либо тех и других. Аналогичные скопления непосредственно у земной поверхности называется туманом. Облака существенный погодообразующий фактор, определяющий формирование и режим осадков, влияющий на тепловой режим атмосферы и Земли. Они покрывают в среднем около половины небосвода Земли и содержат при этом во взвешенном состоянии до 109 тонн воды. Облака являются важным звеном влагооборота на Земле, они могут перемещаться на тысячи км, перенося и тем самым перераспределяя огромные массы воды. В соответствии классификации:
с
основными
признаками
облаков
существуют
следующие
их
- Морфологическая, в которой облака определяют по внешнему виду и структуре. Облака могут быть расположены в виде отдельных изолированных масс или сплошного покрова, их строение может быть различным (однородным, волокнистым и др.), а нижняя поверхность – ровной или расчлененной (и даже изорванной). Кроме того, облака могут быть плотными и непрозрачными или тонкими, сквозь которые просвечивает небо, луна и солнце. Все эти признаки характеризуют форму или внешнее строение облаков. - Генетическая, в которой облака определяют по происхождению, т. е. по характеру процесса их образования. - По микрофизическому строению, т. е. классификация по агрегатному состоянию, виду и размерам облачных частиц, а также по их распределению внутри облака.
Для метеорологических наблюдений принята морфологическая классификация, которая и положена в основу настоящего Атласа. Она не дает прямых сведений о происхождении облаков и о их микрофизическом строении, однако при тщательно выполненных и записанных
наблюдениях можно получить достаточно сведений, чтобы по косвенным признакам судить о характере процессов, происходящих в атмосфере. Эта классификация включает в себя 10 основных форм облаков, которые в свою очередь разделяются на ряд видов и разновидностей. В зависимости от высоты нижнего основания облаков их относят к одному из трех ярусов – верхнему, среднему или нижнему. В отдельную группу выделяют облака вертикального развития – отдельные облачные массы, значительно простирающиеся по вертикали вверх. Основание таких облаков обычно находится в нижнем ярусе, а вершина может достигать среднего или даже верхнего яруса. Вид облаков сверху и классификация их верхней поверхности Облака верхнего яруса Облака среднего яруса Облака нижнего яруса Облака вертикального развития
Вид облаков сверху и классификация их верхней поверхности При наблюдении облаков сверху должны быть отмечены две особенности: Общий вид облачного поля, т. е. особенности распределения облаков в пространстве, и строение облаков и вид их верхней поверхности. По первому признаку облака разделяем на три группы. В зависимости от вида верхней поверхности облаков в каждой из групп выделяем несколько форм: 1. Сплошной слой облаков. Слой облаков значительной протяженности по горизонтали: на отдельных участках он может иметь небольшие просветы, не нарушающие целостности слоя. Верхняя поверхность слоя может быть различного вида: 1) Ровная однообразная пелена. Поверхность облаков довольно ровная и гладкая, на ней не заметно отчетливо выраженных выпуклостей, волн и т. п. Эта форма верхней поверхности характерна для горизонтальных слоев облаков в теплых устойчивых воздушных массах, в особенности при наличии вышележащих облачных слоев. Она характерна также для слоистых облаков среднего и верхнего ярусов (для высоко-слоистых и перисто-слоистых). 2) Волнистая поверхность. Облачные волны имеют сравнительно плавные и правильные очертания; чаще всего они бывают расположены параллельно друг другу, но могут иметь и разное направление в разных участках слоя. В зависимости от разницы высот между ложбинами и гребнями волн следует различать поверхность слабо волнистую или просто волнистую (разность высот до 50 м) и сильно волнистую (более 50 м). Желательно, по возможности, оценивать и длину волн, т. е. горизонтальное расстояние между гребнями или долинами волн (это удается делать при соответствующем курсе самолета). 3) Холмистая поверхность. Небольшие холмы и вспученности составляют почти сплошной слой облаков. Высота холмов различна. Поверхность их плавная или округлая, обычно они сходны с вершинами небольших кучевых облаков. Иногда вид их беспорядочный и клубящийся, что
свидетельствует о сильной турбулентности. Холмистая поверхность облачного слоя типична для начальной стадии образования слоисто-кучевых при растекании кучевых (Sc diur.). Такой же вид имеют сверху облака кучевые плоские и кучевые средние, если их много и если они ограничены в своем развитии вверх по вертикали инверсией. Желательно, как и для волнистой поверхности, примерно оценить высоту холмов и отмечать, если она превышает 100—200 м. 4) Неоднородная поверхность. На разных участках облачного слоя характер поверхности может быть иной. Возможно сочетание поверхностей ровной и волнистой, ровной и холмистой, а также волнистой и холмистой. Последнее, в частности, типично для слоисто-кучевых облаков, которые днем начинают клубиться и переходят в отдельных местах в кучевые, а также для слоев Sc diur. на последней стадии растекания кучевых облаков. 2. Отдельные облачные массы, разделенные большими просветами или расположенные изолированно в отдельных местах. 1) Гряды, или валы. Вытянутые в каком-нибудь направлении параллельные гряды, или валы, облаков. Их верхняя поверхность может быть сглаженной или слегка клубиться. Образуются они чаще всего из слоев высоко-кучевых и слоисто-кучевых облаков, особенно при их распаде; довольно часто гряды составляют плоские кучевые облака; при вечернем растекании кучевых облаков образуются слоисто-кучевые (Sc vesp.) также обычно в виде гряд, или валов. Облачные валы часто связаны с препятствиями (горными хребтами и возвышенностями). Высота гряд, или валов, может быть значительной; между ними могут тянуться как бы безоблачные коридоры или глубокие рвы. Вертикальное развитие облаков, составляющих гряды, в каждом отдельном случае желательно оценить. 2) Отдельные глыбы, плиты или пластины, иногда хлопья. Обычно это — остаток высококучевых или слоисто-кучевых (просвечивающих) облаков, когда отдельные элементы их уже разделены значительными просветами. Последние могут быть больше по площади или во всяком случае меньше самих облаков. Сверху эти элементы могут быть совсем плоскими (в виде плит), тогда облачное поле напоминает лед при ледоходе или отдельные льдины, разделенные разводьями. Иногда же изолированные облачные массы имеют заметные вспученности и не выглядят плоскими, а похожи как бы на глыбы. Края глыб и плит всегда размытые, иногда округлые, иногда рваные. Таков может быть вид сверху и поля слабо развитых кучевых облаков, причем в самой начальной стадии их развития сверху видны как бы беспорядочные хлопья. 3) Вершины кучевых и мощных кучевых облаков. Это могут быть отдельные вершины или их нагромождения. Сверху и с боков они более или менее клубятся; при бурном развитии кучевых облаков их вершины особенно неспокойны и быстро изменяют очертания. 4) Вершины кучево-дождевых облаков. С самолета-зондировщика их чаще всего наблюдают со стороны и в удалении, при этом вид облаков подобен наблюдаемому с земли. В непосредственной близости вершины кучево-дождевых облаков рваные, беспорядочные; в начальной стадии они местами как бы «курятся» или "дымятся"; после растекания вершины и образования наковальни вид ее становится более упорядоченным и спокойным. Грозной и неспокойной остается нижняя часть облаков. Наковальня кучево-дождевого облака вблизи напоминает высоко-слоистое или даже перисто-слоистое облако. 3. Облачный слой в сочетании с облаками вертикального развития. Облачный слой, поверхность которого ровная или волнистая, пробивается иногда мощными кучевыми облаками. При этом сверху видны выступающие более или менее клубящиеся вершины, иногда мощные башни. При интенсивной конвекции отдельные башни кучевых облаков вырастают до значительной высоты и могут перейти в кучево-дождевые облака, приобретая типичный для них вид.
Предлагаемая классификация вида облаков сверху является первым опытом, в дальнейшем с накоплением наблюдений она должна быть доработана и уточнена. Особенно необходимо будет ближе увязать ее с процессами образования облаков и с основными формами облаков, определяемыми при наблюдении снизу
Облака верхнего яруса Тонкие белые полупрозрачные облака в виде перьев, волн или вуали. Находятся на высотах 6-12 км, измеримых осадков не дают. Состоят из мелких ледяных кристаллов. Температура воздуха в облачном слое порядка -30...-60°. Скорость перемещения облаков зависит от фактической скорости ветра в этом слое и варьируется в широких пределах от 10-20 до 100-120 км/ч, иногда 150-200 км/ч.
ПЕРИСТЫЕ (Cirrus, Ci.)
Являются наиболее общей формой облаков верхнего яруса. Обычно расположены на высотах больше 6 км, состоят из кристаллов льда, которые возникают из переохлажденных капелек воды. Отличаются большей протяженностью и тем, что не заполняют все небо, а главное, обладают характерной прерывистой структурой. Чаще всего перистые облака наблюдаются при хорошей погоде и наличии восходящего потока воздуха при наступлении теплого фронта. Имеют очень много разновидностей, определенные виды являются предвестниками изменения погоды.
Перистые нитевидные (волокнистые) облака (Cirrus filosus, Ci fil, Cirrus fibratus, Ci fib.)
Это основной вид перистых облаков. Нити могут располагаться то более или менее параллельно, то причудливо перепутанным клубком. Эти облака характерны для переднего края надвигающейся системы облаков теплого фронта. Разновидности: 1. Перистые когтевидные (Cirrus uncinus, Ci un.)
Это относительно небольшие параллельные нити облаков с изгибом в форме запятой на конце. Обычно состоят из кристаллов льда, которые возникают из переохлажденных капелек воды. Отличаются большей протяженностью и тем, что не заполняют все небо. Чаще всего облака наблюдаются при наличии восходящего потока воздуха при наступлении теплого фронта. Ci un являются предвестниками перемен в погоде. Высота основания в умеренных широтах составляет 7-10 км, в тропиках они достигают 17-18 км. Облака прозрачны, сквозь них просвечивает солнце, луна и яркие звезды, а иногда и голубое небо. Днем они не уменьшают освещенности. Осадки их этих облаков не выпадают. Образование перистых облаков происходит за счет охлаждения воздуха при восходящем движении в средней тропосфере в зоне атмосферных фронтов. В охлаждающемся воздухе происходит сублимация водяного пара и образование ледяных кристаллов. Мелкие ледяные кристаллы падают весьма медленно и восходящими
движениями воздуха могут переноситься на более высокие уровни. Вечером, после захода солнца еще долго остаются освещенными, принимая серебристую, затем золотистую или красноватую окраску. Утром, перед восходом солнца, они первыми окрашиваются солнцем. 2. Перистые хребтовидные облака (Cirrus vertebratus, Ci vert.)
Высоко расположенные тонкие облака более уплотнена средняя часть, от которой в обе стороны расходятся нити. Внешний вид напоминает скелет рыбы. Обычно состоят из кристаллов льда, которые возникают из переохлажденных капелек воды. Отличаются большей протяженностью и тем, что не заполняют все небо, а главное, обладают характерной прерывистой структурой. Чаще всего Ci vert наблюдаются при хорошей погоде и наличии восходящего потока воздуха и турбулентности в верхней тропосфере. Высота основания в умеренных широтах составляет 7-10 км, в тропиках они достигают 17-18 км. Толщина слоя облаков может колебаться в широких пределах, от сотен метров до нескольких километров. Прозрачны, сквозь них просвечивает солнце, луна и яркие звезды. Днем они не уменьшают освещенности, а наземные предметы отбрасывают заметные тени. Осадки- мелкие ледяные кристаллы, из которых состоят перистые облака, медленно падают, но восходящими движениями воздуха могут переноситься и на более высокие уровни. 3. Перистые перепутанные облака (Cirrus intortus, Ci int.)
Расположены над грядой высоко-кучевых облаков. Волокна перистых облаков загнуты беспорядочно, местами зигзагообразно, причудливо запутаны. Состоят из кристаллов льда, которые возникают из переохлажденных капелек воды. Отличаются большей протяженностью и тем, что не заполняют все небо. Наблюдаются при хорошей погоде и наличии восходящего потока воздуха при наступлении теплого фронта. Высота основания в умеренных широтах составляет 7-10 км, в тропиках они достигают 17-18 км. Толщина слоя облаков может колебаться в широких пределах, от сотен метров до нескольких километров. Обычно прозрачны, днем они не уменьшают освещенности. Осадки- мелкие ледяные кристаллы, из которых состоят перистые облака, могут медленно падать, но почти всегда испаряются на больших высотах, не достигая земли и образуют только полосы падения. В редких случаях при очень низких температурах ледяные кристаллы возникают и в нижнем слое атмосферы, но при выпадении измеренного количества осадков не дают ( на станциях отмечаются только следы осадков). Образование облаков происходит за счет охлаждения воздуха при восходящем движении в средней тропосфере в зоне атмосферных фронтов. В охлаждающемся воздухе происходит сублимация водяного пара и образование ледяных кристаллов. Перистые плотные облака (Cirrus spissatus, Ci sp.)
Имеют многочисленные белые уплотнения неправильной формы. В отличие от обычных перистых облаков, волокнистое строение выражено меньше, бывают плотными и застилают солнце. Обычно состоят из кристаллов льда, которые возникают из переохлажденных капелек воды. Отличаются большей протяженностью и тем, что не заполняют все небо, а главное, обладают характерной прерывистой структурой. Высота основания в умеренных широтах составляет 7-10 км, в тропиках они достигают 17-18 км. Толщина слоя облаков может колебаться в широких пределах, от сотен метров до нескольких километров. (Ci sp) обычно прозрачны, сквозь них просвечивает солнце, луна и яркие звезды, а иногда и голубое небо. Днем они не уменьшают освещенности, а наземные предметы отбрасывают заметные тени. Около солнца и луны в этих облаках часто наблюдаются круги (гало) радиусом 22 и 46 градусов или части этих кругов. Осадки-мелкие ледяные кристаллы, из которых состоят перистые облака, могут медленно падать, но почти всегда испаряются на больших высотах. Образование происходит за счет охлаждения воздуха при восходящем движении в средней тропосфере в зоне атмосферных фронтов. В охлаждающемся воздухе происходит сублимация водяного пара и образование ледяных кристаллов. Мелкие ледяные кристаллы падают весьма медленно и восходящими движениями воздуха могут переноситься на более высокие уровни. Вечером, после захода солнца еще долго остаются освещенными, принимая серебристую, затем золотистую или красноватую окраску.
Разновидности: 1. Грозовые (послегрозовые) (Cirrus incus-genitus, Ci ing.)
Образованы из наковален Сb, в виде перистообразных скоплений, сходных с наковальнями. Перистые хлопьевидные облака (Cirrus floccus, Ci floc.)
Уплотнения в этих облаках имеют вид белых хлопьев, непосредственно соединенных (в отличие от Ac floccus) с окружающими нитями. Облака Ci sp. (и их разновидности Ci ing. и Ci floc.) чаще всего являются остатками ледяных вершин распадающихся облаков Сb. В ранней стадии образования, когда еще видна непосредственная связь перистых облаков с распадающимися Cb, Ci sp. могут быть достаточно плотными (настолько, что, проходя перед солнцем или луной, ненадолго закрывают их); в дальнейшем они становятся более разреженными. Если связь перистых облаков с распадающейся вершиной Cb очевидна и образовавшиеся перистые облака еще сохраняют очертания наковальни, то их принято считать грозовыми (послегрозовыми)— Ci ing. Иногда эта разновидность облаков образуется из еще не распадающихся (развитых) Cb inc., когда ветер на высотах срывает части наковальни.
Отдельно отмечаются перистые радиальные облака (Cirrus radiatus, Ci rad.)
Полосы облаков вследствие перспективы кажутся сходящимися в одной или в двух противоположных точках горизонта. ПЕРИСТО-СЛОИСТЫЕ ОБЛАКА (Cirrostratus, Cs.)
Тонкая белесая прозрачная пелена, состоящие из кристалликов льда. Они могут закрывать все небо и достигать толщины до километров, но солнце или луна отчетливо видны сквозь них. Иногда на фоне перисто-слоистых облаков вокруг солнца или луны образуется ореол из цветных колец, так называемые круги гало. Что обусловлено эффектом преломления и отражения света в ледяных кристалликах, из которых состоят перистые облака. Облака верхнего яруса находятся на высоте 6-10 км. Эти облака обычно уплотняются при приближении теплого фронта, вследствие этого гало постепенно исчезает, и солнце (или луна) становятся менее заметными. Образуются в тех случаях, когда обширные пласты воздуха поднимаются вверх за счет многоуровневой конвергенции.
Подразделяются: Перисто-слоистые волокнистые (Cirrostratus fibratus, Cs fibr.)
Это тонкая пелена имеющая в основании волнистый вид, частично закрывающий небо. Осадки из Cs не достигают земли, только при очень низких температурах дают слабый снег или ледяные иглы. Образуются вследствие адиабатического охлаждения воздуха при его восходящем движении в верхней тропосфере в зонах атмосферных фронтов. Перисто-слоистые туманообразные (Cirrostratus nebulosus, Cs neb.)
Однородная или голубоватая пелена, чаще доволно плотная. Обычно состоят из кристаллов льда, которые возникают из переохлажденных капелек воды. Отличаются большей протяженностью. Высота основания в умеренных широтах составляет 7-10 км, в тропиках они достигают 17-18 км. Толщина слоя облаков может колебаться в широких пределах, от сотен метров до нескольких километров. Cs neb днем не уменьшают освещенности, а наземные предметы отбрасывают заметные тени. Около солнца и луны в этих облаках часто наблюдаются круги ( гало) радиусом 22 и 46 градусов или части этих кругов. Облака образуются вследствие адиабатического охлаждения воздуха при его восходящем движении в верхней тропосфере в зонах атмосферных фронтов.
ПЕРИСТО-КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА (Cirrocumulus, Cc.)
Мелкие "барашки" иногда похожие на рыбью чешую, могут наблюдаться вместе с перистыми облаками. Если говорить точнее, то перисто-кучевые облака имеют вид пелены или полос, состоящих из мелких белых элементов с четкими контурами, расположенных равномерно, состоят их ледяных частиц. Среди разновидностей перисто-кучевых облаков можно выделить: 1. Перисто-кучевые волнистые (Cirrocumulus undulatus, Cc und.) Тонкие облака, характеризующиеся наличием волн или мелкой ряби. Толщина слоя не превышает 200-400 метров. Волнистая структура наблюдается иногда лишь у отдельных скоплений облаков. Образуются при возникновении волновых и восходящих движений в верхней тропосфере. Часто могут наблюдаться перед холодным фронтом 2-го рода и перед верхним холодным фронтом. Осадки их Cc und не выпадают.
Бывают чечевицеобразные (Cirrocumulus lenticularis, Сс lent.)
Вытянутые с гладкой поверхностью отдельные облака, утончающиеся к краям наподобие чечевиц, формирование часто связано с наличием гор. 2. Перисто-кучевые кучевообразные (Cirrocumulus cumuliformis, Cс cuf) Мелкие башенки или хлопья, растущие по вертикали. Внешний вид - белые тонкие облака, состоящие из очень мелких волн, хлопьев или ряби ( без серых оттенков), частично с волокнистым строением или непосредственно переходящие в покров Ci или Cs. Чаще всего наблюдаются в небольших количествах. Высота основания в умеренных широтах колеблется в пределах 6-8 км. Толщина слоя не превышает 200400 метров. Облака Cc cuf прозрачные, закрывая солнце, они почти не уменьшают освещенности. Голубое небо придает им голубоватый оттенок. Солнце и луна хорошо просвечиваются, при этом иногда наблюдается гало, а так же радужная окраска облака и отдельных его участков (иризация). Осадки из облаков не выпадают.
Разновидность: перисто-кучевые хлопьевидные (Cirrocumulus floccus, Cc floc.)
Состоят из очень мелких хлопьев с размытой нижней частью. 3. Самостоятельной разновидностью перисто-кучевых облаков принято считать следы, иногда образующиеся за самолетами, летящими на большой высоте (Cirrocumulus tractus, Cc trac.) — следы, Cc trac. и Ci sp., - Cc trac. и Ci sp.
Через некоторое время эти следы обычно рассеиваются, но иногда сохраняются долго, сильно расплываются на значительном участке неба и становятся похожими то на Сс floc., то на Ci vert. и даже на Ci unc. Если не знать происхождения, то Сс trac. легко спутать с любой из перечисленных форм.
Облака среднего яруса Все облака среднего яруса имеют смешанную структуру из смеси капелек с ледяными кристаллами. Облака среднего яруса обычно встречаются на высотах 2-7 км для умеренных широт, 2-4 км - для полярных и 2-8 км - для тропических. Поскольку их высоты небольшие, то они преимущественно состоят из капелек воды, но зимой, да еще в наших широтах, конечно, содержат кристаллики льда. Осадки, выпадающие из них летом, поверхности земли не достигают.
ВЫСОКО-КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА (Altocumulus, Ac)
Образуются на высоте 2-6 км, Эти белые или серые просвечивающиеся облака имеют вид слоев и параллельных гряд, построенных из округлых масс, валов или больших хлопьев, осадков не дают. В отличие от перисто-кучевых облаков, относящихся к облакам верхнего уровня, они могут иметь затененные части, как правило, состоят из водяных капелек. Высококучевые облака обычно возникают в результате поднятия теплых воздушных масс, а также при наступлении холодного фронта, который вытесняет теплый воздух вверх. Поэтому наличие высококучевых облаков теплым и влажным летним утром часто предвещает о скором появлении грозовых облаков или перемене погоды.
Эти облака подразделяются на множество разновидностей: 1. Высоко-кучевые волнистые (Altocumulus undulatus, Ac und.) Этот вид имеет разновидности: Высоко-кучевые просвечивающие (Altocumulus translucidus, Ac trans.)
Обычно состоят из резко разграниченных элементов (волн, пластин), характеризуются неоднородной плотностью Плотные участки серого цвета чередуются с тонкими, более освещенными частями прозрачно-белого цвета. В тонких частях через облака могут просвечивать небесные светила или голубое небо. Образуются на высоте 2-6 км. Осадки могут выпадать в виде отдельных капель или снежинок. Обычно возникают в результате поднятия теплых воздушных масс, а также при наступлении холодного фронта, который вытесняет теплый воздух вверх. Поэтому наличие Ac trans теплым и влажным летним утром часто предвещает о скором появлении грозовых облаков или перемене погоды. Высоко-кучевые непросвечивающие плотные (Altocumulus opacus, Ac op.)
Преставляют собой однородный покров серого цвета, часто переменной плотности, что отмечается по степени их освещенности (местами облака темнее, местами светлее). Через эти
облака солнце и луна не просвечивают, но местоположение их можно определить по расплявчатому светлому пятну на облаках. Образуются на высоте 3-5 км в виде пелены светлосерого или синеватого цвета, в которой можно различить полосы или волокна. Они почти всегда сменяют перисто-слоистые. Чаще всего такие облака возникают в процессе опускания и уплотнения перисто-слоистого облака. Они состоят из мелких капелек воды, но вершина этих облаков может достигать верхнего яруса и состоять их кристаллов льда. В этом случае ледяные кристаллы, падая в основную массу облака, действуют как ядра конденсации и вызывают осадки. Но в средних и южных широтах осадки, как правило, не достигаю земли вследствие испарения. Зимой из этих облаков идет снег. Покрывают большие пространства, по мере понижения их основания уплотняются, под ними появляться мелкие темные клочья. Высоко-кучевые чечевицеобразные (Altocumulus lenticularis, Ac lent.)
Отдельные довольно плотные облака чечевицеобразной или сигарообразной формы с гладкими очертаниями и волнистой каймой. Образуются на высоте 2-6 км. Осадки могут выпадать в виде отдельных капель или снежинок. В отличие от перисто-кучевых облаков они могут иметь затененные части, которые, как правило, состоят из водяных капелек. Возникают за счет волновых движений воздуха на высоко расположенных границах инверсий, в частности перед холодными фронтами или фронтами окклюзий. Высоко-кучевые неоднородные (Altocumulus inhomogenus, Ac inh.)
Высоко-кучевые облака называются неоднородными в тех случаях, когда сплошной слой облаков лишь местами имеет волнистое строение или когда можно обнаружить два слоя высоко-кучевых облаков, близко расположенных один от другого. Эта разновидность облаков бывает переходной от As к Ас. 2. Высоко-кучевые кучевообразные (Altocumulus cumuliformis, Ac cuf) Разновидности этого вида: Хлопьевидные (Altocumulus floccus, Ac floc.)
Представляют собой белые разорванные по краям хлопья облаков, сравнительно быстро меняющие свои очертания. Образуются на высоте 2-6 км за счет конвективного движения воздуха в слое выше 2 км. Осадки могут выпадать в виде отдельных капель или снежинок. В отличие от перисто-кучевых облаков они могут иметь затененные части, которые, как правило, состоят из водяных капелек. Высококучевые облака обычно возникают в результате поднятия теплых воздушных масс, а также при наступлении холодного фронта, который вытесняет теплый воздух вверх. Поэтому наличие высококучевых облаков теплым и влажным летним утром часто предвещает о скором появлении грозовых облаков или перемене погоды. Башенковидные (Altocumulus castellatus, Ac cast.)
Белый или слегка сероватый слой (гряда) высококучевых облаков, над которым выступают белые кучевообразные массы, растущие вверх наподобие небольших куполов или башенок, напоминающих Сu или Сb. Эти массы довольно быстро меняют свою форму. Иногда эти облака, после своего появления утром, скоро исчезают. Облака, образовавшиеся из кучевых облаков (Altocumulus cumulogenitus, Ac cug.)
Образуются из мощных кучевых облаков (Сb и Сu cong.), когда их вершины, достигнув среднего яруса, растекаются. Имеют вид белых, кучевообразных масс с плоскими, сливающимися между собой краями. Эти облака легко определить, следя за развитием и изменением кучевых облаков. В ранней стадии образования Ас хорошо заметна их связь с кучевыми облаками. С полосами падения осадков (Altocumulus virga, Ac vir.)
Эта разновидность высоко-кучевых облаков записывается тогда, когда наблюдатель отчетливо различает волокнистые полосы падения осадков. Эти полосы обычно направлены от облака наклонно или прямо вниз, а затем загибаются вследствие неодинаковой скорости ветра на различных высотах. ВЫСОКО-СЛОИСТЫЕ ОБЛАКА (Altostratus, As)
Серая или синеватая однородная пелена облаков слегка волокнистого строения. Как правило, пелена постепенно закрывает все небо. Иногда на нижней поверхности пелены As заметны слабо выраженные волны. Высота основания в пределах от 3 до 5 км. Толщина слоя в среднем около 1 км, изредка до 2 км. Состоит из тонких As и верхних частей более плотных As преимущественно из ледяных кристаллов (пластинок). Низкие As состоят из ледяных кристаллов (столбиков) в смеси с переохлажденными капельками воды. Нижние части этих облаков состоят из более крупных снежинок или (обычно ниже уровня, где температура воздуха равна 0°) мелких капель дождя. Солнце и луна просвечивают сквозь эти облака слабо, как через матовое стекло. Тени от предметов на земле нерезкие или исчезают вовсе. В тонких As отмечаются венцы около солнца и луны. Выпадают, но летом обычно не долетают до поверхности земли вследствие испарения. Зимой нередко даже тонкие слои As дают снег. Различаются два вида высоко-слоистых облаков: 1. Высоко-слоистые туманообразные облака (Altostratus nebulosus, As neb.)
В виде однородного серого слоя. 2. Высоко-слоистые волнистые облака (Altostratus undulatus, As und.) Эти облака имеют заметно волнистое основание и волокнистое строение (хотя бы в отдельных частях облака). Оба эти вида имеют следующие разновидности:
Высоко-слоистые просвечивающие облака (Altostratus translucidus, As trans.)
Волнистая структура облака заметна, солнечный круг солнца вполне различим. На земле иногда могут возникать вполне различимые тени. Отчетливо видны полосы, Пелена облаков, как правило, постепенно закрывает все небо. Высота основание в пределах 3-5 км, толщина слоя облаков Ac trans в среднем коло 1 км, изредка до 2 км. Осадки выпадают, но в южных и средних широтах летом редко достигают земли. Высоко-слоистые непросвечивающие облака (Altostratus opacus, As op.)
Однородный покров серого цвета, часто переменной плотности, что заметно по степени освещенности (местами облака темнее, местами светлее). Солнце и луна не просвечивают через эти облака, но местоположение их на небе можно определить по расплывчатому светлому пятну на облаке. Дающие осадки (Altostratus praecipitans, As pr.) Выпадающие осадки обычно небольшой интенсивности, непрерывные или перемежающиеся; в летнее время часто не достигают земли.
Облака нижнего яруса Облака нижнего яруса в основном состоят из капелек воды, но, когда температура достаточно низка, например, зимой, эти облака могут также содержать частицы льда и снег. Это слоистые облака - высота 0.05-2 км, представляют собой сполошной, однородный, серый, низконависающий покров, обычно дают моросящие осадки, могут простираться до видимого горизонта. Разновидностью слоистых облаков являются разорвано-слоистые (фрактостраттусс) сильно изорванные слоистые с просветами.
СЛОИСТО-КУЧЕВЫЕ (Stratocumulus, Sc)
Это низкий, неоднородный слой облаков, в виде серых или белых слоев и гряд, почти всегда с более темным основанием, состоящих из больших округлых или валообразных форм с более светлыми промежутками между ними (Sc opacus). Обычно слоисто-кучевые облака развиваются на высоте 0,3-1,5 км. Выше 0.6 км образуются слоисто-кучевые просвечивающиеся облака (Sc transcidus) серого цвета с просветами. Могут давать мелкик, противный дождик, морось. Слоиcто-кучевые облака находятся ближе всего к земле и по-существу, это скопления кучевых, состоящих их черепиц, валиков, галек, зубцов и слившихся воедино или неслившихся элементов. Они образуют “облачные улицы - ряды”, похожие на скопление изолированных кучевых облаков. Можно перечислить 10 различных видов слоисто-кучевых облаков, среди которых наиболее интересное вымеобразное. В большинстве случаев конвективные потоки направлены снизу вверх, и купола и вспученности находятся в верхней части, а нижнее основание облака лежит на уровне конденсации и более или менее ровное. Но в тех случаях, когда теплый и влажный наслаивается на более сухой воздух, возникает противоположный эффект и тогда образуются “карманы” или “соски” дающие название специфическому типу облаков – вымеобразные. Вымеобразные облака имеют очень зловещий вид, но вобщем-то являются безвредными и не означают приближение смерча. Как правило, вымеобразные облака появляются уже после прохождения смерча.
1. Волнистые (Stratocumulus undulatus, Sc und.) Этот вид имеет разновидности: Волнистые просвечивающие (Stratocumulus translucidus, Sc trans.)
В этих облаках их элементы (гряды, пластины или хлопья) располагаются неплотно, не сливаются друг с другом. В промежутках между ними виден верхний слой облаков или голубое небо. В некоторых случаях определенных разрывов в облачном покрове нет, но имеются значительно более тонкие и потому более освещенные участки. Волнистые плотные непросвечивающие (Stratocumulus opacus, Sc op.)
Представляют собой слой темно-серых плотных облаков, состоящих из сливающихся груд или пластин. Когда элементы Sc op. сливаются совершенно и слой становится однородным, то они переходят в слоисто-дождевые Ns или слоистые St облака. Название Sc сохраняется до тех пор, пока еще нижняя поверхность облака достаточно отчетлива и на ней можно различить валы, гряды или отдельные пластины.
Волнистые чечевицеобразные (Stratocumulus lenticularis, Sc lent.)
Отдельные, сравнительно плоские, вытянутые в длину чечевицеобразные облака, расположенные в нижнем ярусе. Sc lent, типичны, в частности, для полярных стран. Иногда они образуются у крутых подветренных склонов возвышенностей (гор). 2. Кучевообразные (Stratocumulus cumuliformis, Sc cuf) Разновидности этого вида: Кучевообразные башенкообразные (Stratocumulus castellatus, Sc cast.)
Слоисто-кучевые облака, местами растущие вверх в виде башенок и куполов или похожие на пузырчатую пену (верхняя часть облаков). Они имеют сходство с кучевыми облаками, но отличаются тем, что представляют собой не отдельные четко очерченные облака, а некоторый слой (подобно другим видам Sc), из которого растут башни. Эти облака типичны для предгрозового состояния неба. При дневном развитии Sc cast. могут превращаться в Сu cong.
Растекающиеся дневные (Stratocumulus diurnalis, Sc diur.) Образуются из кучевых при их растекании, только растекание происходит не в среднем, а в нижнем ярусе (под границей инверсии, расположенной достаточно низко). Sc diur. имеют вид протяженного горизонтального слоя облаков или вытянутых гряд. В начальной стадии образования Sc diur. ясно видна их связь с кучевыми облаками, отдельные вершины Сu могут выступать из слоя Sc длительное время. Растекающиеся вечерние (Stratocumulus vesperalis, Sc vesp.)
Эти облака возникают вечером при обычном растекании кучевых облаков в связи с ослаблением восходящих движений воздуха (конвекции). Имеют вид плоских удлиненных гряд облаков, образующихся при опадении вершин кучевых облаков и растекании их оснований. Вымеобразные (Stratocumulus mammatus, Sc mam.)
Имеют вид шарообразных масс на фоне других облаков.
СЛОИСТЫЕ ОБЛАКА St (Stratus) Виды и разновидности: 1. Слоистые туманообразные (Stratus nebulosus, St neb.)
Однородный серый или желто-серый слой облаков. Иногда он располагается так низко, что закрывает верхние части высоких наземных предметов, ослабляя их видимость. 2. Слоистые волнистые (Stratus undulatus, St und.)
Эти облака в общем сходны с St neb. с тем отличием, что их основание имеет волнистый характер. Эти волны вследствие их большой длины и низкого расположения облаков иногда заметны лишь в виде правильного чередования более темных и более светлых мест в облаке.
3. Слоистые разорванные (Stratus fractus, St fr.)
Эти облака могут быть в виде клочьев, скопления отдельных облаков с разорванными краями, более или менее сплошного клочковатого покрова со свисающими вниз лохмотьями. Разновидность этого вида: Разорванно-дождевые (Fractonimbus, Frnb)
Низкие, серые, мрачные изорванные облака плохой погоды, иногда с желтоватым или синеватым оттенком. Они образуются под слоем облаков, дающих осадки (As, Ns, Cb и Sc op.), и встречаются лишь в сочетаниях с этими облаками, обычно видными в разрывах. Однако Frnb могут образовать и почти сплошной слой, закрывающий вышележащие облака. При осадках слой облаков кажется однородным, в перерыве между осадками заметна его неоднородность и даже его волнистость. Облака закрывают все небо без просветов. Высота основания от 0.1 км до 1 км. Толщина основания колеблется в пределах 2-3 км , но иногда достигает и 5 км. Солнце и луна сквозь Frnb не просвечивает и даже приблизительно нельзя отметить их местоположение. Осадки выпадают в виде обложного дождя или снега, иногда с перерывами. Основным процессом образования Frnb является охлаждение воздуха при его восходящем движении вдоль наклонной фронтальной поверхности вблизи фронта.
СЛОИСТО-ДОЖДЕВЫЕ ОБЛАКА (Nimbostratus, Ns)
Похожи на слоистые, но имеют более темный цвет, сопровождаются умеренными осадками. высота 0,1-1,0 км. Процесс уплотнения и понижения основания облачного слоя, возникающий при превращении перисто-слоистых облаков в тонкие высоко-слоистые и дальше в плотные высокослоистые, обычно завершается образованием темно-серого покрова, которому выпадающие из него дождь и снег придают размытый и “мокрый” вид. Эти облака достаточно плотные, закрывают солнце и луну. Иногда сквозь них даже трудно определить местоположение светил, и вся облачная масса часто кажется равномерно освещенной изнутри. Как правило, основание облаков, едва различимое из-за выпадающих осадков (дождя или снега), маскируется более изкими, разорванными темными облаками, которые четко выделяются на темно-сером фоне. Образование слоисто-дождевых облаков происходит в течение примерно 10 часов и соответствует появлению массы теплого воздуха сначала на большой высоте (в верхнем ярусе), который затем, вытесняя холодный воздух, опускается ниже.
Облака вертикального развития Облака вертикального развития имеют вид отдельных плотных облачных масс, сильно развитых по вертикали. Их основание обычно располагается в нижнем ярусе, а вершина иногда в среднем и даже верхнем ярусе облаков. (Система облаков Ns — As тоже может одновременно находиться в нижнем и среднем ярусах. Однако верхняя часть этой системы имеет характер Аs — типичных облаков среднего яруса. Кроме того, облака Ns -As ни по форме, ни по происхождению не аналогичны облакам вертикального развития.) Основание этих облачных масс плоское, вершины имеют вид пологих куполов с выпуклостями или громоздящихся облачных гор и башен. Один из отличительных признаков: вершины облаков всегда ослепительно белого цвета, а основание белого, сероватого или темно-серого цвета.
КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА (Cumulus, Cu)
Плотные, развитые по вертикали, облака с белыми куполообразными или кучевообразными вершинами и с плоским сероватым или синеватым основанием. Обычно кучевые облака имеют резкие очертания, но при сильном порывистом ветре края их могут быть разорванными. Иногда эти облака бывают сравнительно плоскими (см. разновидность Сu hum.). Кучевые облака могут быть на небе в виде отдельных редких облаков или в виде значительного скопления облаков, закрывающего почти все небо. Отдельные кучевые облака чаще всего располагаются по небу беспорядочно, но иногда образуют гряды или цепочки. При этом основания отдельных облаков находятся на одном уровне. В умеренных широтах высота основания обычно бывает от 0,8 до 1,5 км. Однако она может колебаться в довольно широких пределах, быть больше и меньше указанной. Вообще она тем больше, чем меньше относительная влажность у земли, и в сухие жаркие периоды может составлять 2,5—3 км и даже больше. Вертикальная протяженность может быть различной, от сотни метров до нескольких километров. Кучевые облака состоят из капель воды, более крупных в вершине облака (преобладающий радиус капелек около 10 мк) и более мелких у основания облака (преобладающий радиус около 6 мк). В отдельных случаях в облаке имеются отдельные дождевые капли. При температурах ниже 0° капли находятся в переохлажденном состоянии. Центральные части кучевых облаков полностью закрывают солнце, края же просвечивают, причем изредка образуются венцы. Осадки обычно не выпадают. В умеренных широтах из Сu иногда могут выпадать отдельные капли дождя или очень кратковременный редкий дождь (иногда за время падения капель на землю, отдельное облако, из которого они выпали, уже бывает отнесено в сторону или рассеивается; такой дождь называют "дождь из ясного неба"). В тропических странах из Сu иногда выпадают ливневые дожди.
Виды и разновидности:
1. Кучевые средние облака (Cumulus mediocris, Cu med)
Первая стадия развития кучевообразных облаков. Оно плотное, с четкими контурами, вздымается в небо куполами и башнями. Верхняя его часть иногда кажется вздутой и выпуклой, напоминая цветную капусту. Вертикальная протяженность облака невелика – примерно 1000 метров. В умереных широтах оно крайне редко дает осадки.
2. Кучевые плоские облака (Cumulus humilis, Cu hum)
Это наиболее изменчивые облака. Внешне они похожи на овечек или куски ваты, разбросанные по небу. Плоские кучевые - довольно плотные облака с четкими горизонтальными основаниями, мало развитыми по вертикали. Вершины облаков определяет предел восхождения воздуха. Наблюдаются преимущественно в теплой время года. Обычно они возникают утром, достигают наибольшего развития в околополуденные часы и к вечеру растекаются, переходя в слоисто-кучевые вечерние облака. Изредка в умеренных широтах наблюдаются зимой. Наличие Cu hum говорит об установившейся хорошей погоде и облака называются "облаками хорошей погоды". Однако при соответствующих условиях безобидные облака хорошей погоды могут постепенно развиться в растущие кучево-дождевые облака, ассоциирующиеся с грозовыми облаками.
Облака хорошей погоды поддерживаются плавучими пузырями горячего воздуха (метеорологи называют их термиками), которые поднимаются вверх с поверхности земли. Как только они поднимаются выше уровня конденсации, водяные пары внутри них охлаждаются, образуя микроскопические капли тумана. Молодые облака хорошей погоды имеют резко очерченные края и основание, в то время как края более старых облаков являются неровными и размытыми. Парообразование вдоль границы облаков охлаждает окружающий воздух, делая его тяжелее, что приводит к началу нисходящее движение (или падение) облака. Облака клубятся именно из-за этого. Разновидность Сu hum. - кучевые разорванные (Cumulus fractus, Сu fr.)
Это наименование "Cu fr." помещается взамен "fractocumulus" для устранения разнохарактерности наименований. Эта разновидность отмечается тогда, когда на небе разбросаны отдельные кучевые облака, имеющие разорванный, клочковатый вид. Они выделяются своим белым цветом на синем небе и остаются на значительных расстояниях друг от друга. У них плоское основание не четко выражено или вообще не обнаруживается. Очертания этих облаков непрерывно меняются; облака как бы дымятся. Обычно Сu fr. предшествуют появлению Сu hum. (Их можно рассматривать как начальную стадию образования Сu) или являются продуктами их распада.
3. Кучевые мощные облака (Cumulus congestus, Cu cong)
Узкие, вытянутые башни этого облака возвышаются на 3000-4000 метров и больше над уровнем конденсации. В тропических районах и даже в умереных широтах летом, особеннно если облака сформировались в массах морского воздуха, кучевое мощное облако может дать локализованные кратковременные сильные осадки. Обычно мощное кучевое облако образуется в процессе развития кучевого среднего облака, представляющего его первую стадию, но иногда оно возникает из слоя кучевообразных облаков. Отмечают разновидность: мощные кучевые облака с шапочкой (Cumulus congestus pileus, Cu cong. pil.)
Эта шапочка в виде обрывка пелены или вуали обычно располагается горизонтально или несколько приподнята к вершине облака.
КУЧЕВО-ДОЖДЕВЫЕ ОБЛАКА (Cumulonimbus, Cb)
Кучево-дождевые вершинами достигают высоты перистые облаков (6-10 км), походят на горы или высокие башни. Темное основание лежит на высоте 0.5 км, а вершины ярко-белые. Эти облака разрастаются по вертикали намного больше чем кучевые облака хорошей погоды. При достижении вершиной высоты перистых облаков, она начинает размазываться, принимая форму наковальни. Облако образуется из кучевого мощного облака, когда крайняя неустойчивость воздуха создает мощные восходящие потоки, распространыющиеся на несколько квадратных километров. Они могут существовать как отдельные ячейки или образуют линию из ячеек, которая называется линий шквалов. Поддерживаемые сильными потоками восходящего воздуха (иногда более 50 узлов), вершины кучево-дождевых облаков могут легко подниматься на высоту 12000 метров и даже выше. Нижние уровни кучево-дождевых облаков состоят в основном из капелек воды, в то время как на более высоких уровнях, где температуры намного ниже 0 градусов по Цельсию, преобладают кристаллы льда. Наковальня кучево-дождевого облака характеризуется большими размерами. Это – король облаков, образующий (по международной классификации) последнюю стадию облаков вертикалього развития. Кучево-дождевые облака всегда дают сильные ливни, иногда с градом. Почти всегда в нем сосуществуют жидкая вода и ледяные кристаллы, что вызывает мощные электрические явления. Кучево-дождевое облако представляет собой природную электростатическую машину и, посуществу, это грозовое облако. Существуют виды и разновидности кучево-дождевых облаков:
1. "Лысые" (Cumulonimbus calvus, Cu calv.)
Вершина этих облаков не имеет перистовидной верхней части и похожа на округлые белоснежные купола слегка волокнистого строения. Иногда при наличии этих облаков могут появиться признаки грозы. Вид Cu calv. имеет разновидность "лысые с грозовым валом" (Cumulonimbus calvus arcus, Cb calv. arc.)
Эта разновидность отмечается тогда, когда в передней части надвигающегося облака образуется темный дугообразный облачный вал (состоящий обычно из завихренных, быстро несущихся Сu fr. и Frnb), происхождение которого сопровождается шквалом — внезапным резким усилением ветра.
2. "Волосатые" (Cumulonimbus capillatus, Cb cap.)
Эти облака имеют хорошо выраженное волокнистое перистовидное строение верхней части. Перистовидные волокна обычно постепенно распространяются по горизонтали, приобретая в надвигающемся облаке подобие веера, а при наблюдении сбоку — наковальни. Вид Cb cap. имеет разновидности: "Волосатые с грозовым валом" (Cumulonimbus capillatus arcus, Cb cap. arc.)
Признаки этой разновидности такие же, как описывалось выше для Cb calv.
С наковальней (Cumulonimbus incus, Cb inc.)
Эта разновидность отмечается тогда, когда верхняя обледеневшая часть облака растекается в стороны и приобретает вид гигантской наковальни над верхней частью облака. Плоские (Cumulonimbus humilis, Cb hum.) Имеют все характерные признаки Cb (отчетливую кучевообразную форму, волокнистую структуру и дающие ливневые осадки), но сравнительно мало развитые по вертикали.
Литература 1. Материалы сайта «Про погоду» (http://www.propogodu.ru/2/6/0/)