Слоистые облака. Как образуются облака? Типы облаков с описанием и фото Как образуются тучи и облака

Привет друзья! Облака, белогривые лошадки... Ой, о чем это я 🙂 Вообще то, хочу рассказать о том, как образуются облака, где образуются и какие этому причины, а еще какие есть виды облаков...

Массы переносимого водяного пара по воздуху – это облака. В любой момент времени около 50% земной поверхности закрывают облака. Облака так же являются частью — процесса, который обеспечивает пресной водой все живое на .

Когда пар поднимается – он охлаждается и снова переходит в твердое (лед) или жидкое (вода) состояние, образуя облака (невидимые массы). В виде , которые уносит ручьями и реками в на Землю возвращается влага, и цикл повторяется.

Как образуются облака?

Изо льда и (или) воды состоят облака. Повсеместно в присутствует водяной пар, который испаряется из океанов и морей. «Абсолютную влажность» воздуха определяет количество пара в данном объеме воздуха. Чем выше температура, тем больше водяного пара может содержаться в воздухе.

Если в воздухе содержится максимально возможное для данной температуры количество водяного пара, он считается «насыщенным», а его «относительная влажность» равна 100%. «Точка росы» — это соответствующая температура. Процесс перехода водяного пара в твердое или жидкое состояние, имеющий место, когда воздух, содержащий пар остывает и становится насыщенным, называется конденсацией.

Охлаждение воздуха.

В результате подъема, воздух может охладиться, например, когда протекает через холмы. Он при этом, используя часть своего тепла, расширяется ввиду падения давления («адиабатическое расширение»). Облака образуются, когда конденсируется в капельки воды избыток водяного пара, при падении температуры до определенной отметки.

Основные причины подъема воздуха , что приводят к его охлаждению, образованию облаков и конденсации: первая – вызванная резким изменением скорости и направления ветра и создающая все необходимые условия для облакообразования турбулентность.

Вторая – при прохождении над горами и холмами «орфографический подъем» воздуха. В этом случае могут образоваться различных видов облака: облачная шапка, горный туман, вихревые, флагоподобные и чечевицеобразные облака.

Когда до точки росы охлаждается влажный воздух, не достигнув вершины, появляется горный туман. Все воспринимается как , что попало в такое облако и цепляется за вершину и наветренную сторону.

При довольно сухом воздухе, который охлаждается после подъема выше вершины горы до точки росы образуется облачная шапка. Создается такое впечатление, что облако неподвижно висит над вершиной горы, даже несмотря на ветер. Это не одно и то же облако, строго говоря, оно формируется постоянно с наветренной стороны и испаряется подветренной.

Похожие на вымпелы, флагоподобные облака образуются над горными пиками, когда воздух вынужден обтекать пик с обеих сторон, создавая турбулентную подъемную силу, которой достаточно чтобы во влажных потоках воздуха образовалось облако и вихри с подветренной стороны горы.

Облако, которое возникло позади пика, струится по ветру и в конце концов испаряется. На гребнях волнообразных воздушных потоков, которые проходят над пересеченной местностью, часто формируются линзовидные волнистые облака.

Вихревое облако в форме вытянутого цилиндра, может сформироваться, располагаясь параллельно горному хребту с подветренной его стороны в турбулентном вихре.

Конвергенция.

Внутри огромных погодных систем – «циклонов» (областей низкого давления) тоже может происходить подъем воздушных масс.

Когда, «сражаясь» за свободное пространство, теплые влажные массы «конвергируют» (сходятся) с холодными воздушными массами – формируются большие гряды облаков. Вверх вытесняет более легкий и теплый воздух — более плотный и холодный. Часто такой «фронт» приносит затяжные дожди и обильные осадки.

Природой восходящего движения воздушных масс определяется форма облаков. Медленно восходящими потоками воздуха (5 – 10 см/сек.) обычно образуются слоистые облака, а теплым воздухом – кучевые, которые с поверхности поднимаются минимум в 100 раз быстрее, чем слоистые облака.

Ученные обнаружили, что в этих облаках, воздушные потоки могут подниматься со скоростью до 100 км/ч, а как высоко они поднимаются, во многом зависит от «неустойчивости» или «устойчивости» воздуха, через который они проходят.

Воздух охлаждается в облаке на 1°С при подъеме на каждые 100 м. «Устойчивые» условия – это когда с большой скоростью падает температура окружающего воздуха, а данный поток при этом продолжает подниматься.

«Неустойчивые условия» — это когда окружающий воздух охлаждается медленнее, а восходящие потоки вскоре достигают той же температуры и подъем прекращается.

Классификация облаков.

Облака под влиянием многих процессов, задействованных в их образовании, бывают разной формы, цветов и размеров. Древние ученные за долго до того, как стали понимать причины формирования облаков, пытались классифицировать и описать их разнообразие.

Жан Батист Ламарк (1744 – 1829) французский родоначальник теории эволюции, а так же натуралист – был среди них одним из первых.

Он предложил классифицировать облака по пяти типам и трем ярусам в 1802 году. Ламарк считал, что облака образуются в результате ряда обстоятельств (хотя и не знал именно каких), а не случайно.

Английский химик Люк Говард, в том же 1802 году, разработал классификацию, которая включала в себя три главных типа облаков, а так же дал им латинские названия: Stratus – слоистые, Cirrus – перистые и Cumulus – кучевые.

И сегодня используются тоже эти основные термины. Первый «международный атлас облаков» был опубликован в 1896 году. В то время облака еще считались не развивающимися, постоянными массами. Но о том, что каждое облако имеет свой жизненный цикл, стало ясно к 1930-м годам.

Сегодня Всемирная метеорологическая организация (ВМО) различает 10 основных типов облаков в соответствии с их формой и высотой. Каждый тип имеет общепринятое сокращенное обозначение.

Парящие в вышине.

К облакам верхнего яруса относятся перисто-слоистые (Cs), перисто-кучевые (Cc) и перистые (Ci). Они состоят из кристаллов льда, встречаются на высоте от 6 до 18 км, и не являются источником осадков, выпадающих на Землю.

Форму отдельных тонких белых волос имеют перистые облака. Волнистые пластины или белые лоскуты, напоминают перисто-кучевые облака. А на брошенную на небо прозрачную вуаль, похожи перисто-слоистые облака.

Облака среднего яруса – высокослоистые (As) и высококучевые (Ac) – состоят из смеси кристаллов льда и капелек воды, и находятся на высоте 3 – 6 км. Как бело-серые разорванные пластины – выглядят высококучевые облака, а как серо-голубые цельные полотна – высокослоистые. Очень мало осадков выпадает из облаков среднего яруса.

Облака нижнего яруса (высотой до 3 км) включают слоисто-кучевые (Cs), кучевые (Cu), слоисто-дождевые (Ns), слоистые (St) и кучево-дождевые (Cb). Кучевые, слоисто-кучевые и слоистые состоят из капелек, а слоисто-дождевые и кучево-дождевые – из смеси льда и воды.

На серое полотно похожи слоистые и слоисто-кучевые облака, но первые представляют собой однородный слой, а вторые – более фрагментарны. Они могут пролиться моросящим или легким дождем. Как темно-серый пласт выглядят слоисто-дождевые облака, они несут снег ли обложные дожди.

Четкие очертания и плотную структуру имеют вертикально вздымающиеся кучевые облака. Они могут сопровождаться ливнями. Кучево-дождевые – это темные, крупные и плотные облака (иногда с плоской, как наковальня, вершиной), ассоциируемые с грозами и сильным дождем.

Теперь, взглянув на небо, можно понять что там за облака и какой погоды следует ожидать...

Метео. Облака в виде густых белых клубов … Словарь многих выражений

Кучевые облака - (cumulus)Cumulus, облаковое образование, состоящее из округлых форм, кучеобразно громоздящихся одна на другую … Страны мира. Словарь

Высоко кучевые облака, фотография U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration Высоко кучевые облака (лат. … Википедия

- (лат. Stratocumulus, Sc) крупные серые гряды пластин или х … Википедия

- (лат. Cirrocumulus, Cc) тонкие облака, состоящие из мелких волн, хлопьев или ряби … Википедия

слоисто-кучевые облака - Облака нижнего яруса (символ: Sc), преимущественно слоистообразные в виде серых или белых слоев и гряд, лежащих против ветра, иногда из них выпадают слабые осадки в виде дождя, снега или мороси … Словарь по географии

перисто-кучевые облака - Слои или гряды тонких белых облаков верхней тропосферы (выше 6000 м) без теней, состоящие из мелких элементов, имеющих вид хлопьев или ряби (символ: Cc) … Словарь по географии

Высоко кучевые облака - (altocumulus)Altocumulus, облака средних слоев тропосферы, представляющие округлые массы в виде слоев и гряд и состоящие из мельчайших капель и кристаллов льда … Страны мира. Словарь

Перисто-кучевые облака - (cirrocumulus),Cirrocumulus обычная форма высоких облаков, состоящих из примыкающих друг к другу, небольших округлых курчавых облачков. Такую облачность называют барашковым небом … Страны мира. Словарь

ОБЛАКА, видимая масса частиц воды или кристаллов льда, взвешенных в нижних слоях атмосферы. Облака образуются, когда вода, находящаяся на поверхности Земли, превращается в пар в процессе ИСПАРЕНИЯ. По мере подъема в атмосферу пар охлаждается и… … Научно-технический энциклопедический словарь

Книги

• Собиратель чудес
• Собиратель чудес , Сергеев Леонид Анатольевич. В сборнике рассказов известного детского писателя Леонида Сергеева речь идет об обычных мальчишках и девчонках, о том, как они проводят свободное время, чем увлекаются, о чем мечтают. У…

Облака - это совокупность взвешенных в атмосфере водяных капель и ледяных кристаллов, находящихся на некоторой высоте над земной поверхностью. Облака образуются в результате увеличения общего влагосодержания, понижения температуры воздуха или конденсации водяного пара, ниже точки росы. К понижению температуры воздуха и облакообразованию в атмосфере приводят следующие факторы:

- подъем (восходящие движения) воздуха и адвекция;

- излучение и турбулентное перемешивание (вертикальное и горизонтальное).

Но этого недостаточно, в воздухе должны находиться ядра конденсации (или сублимации), на которых начинает осаждаться вода или лед. Ядрами конденсации в морских акваториях могут быть частицы соли, попавшие в воздух вместе с водной пылью и брызгами во время штормов, на суше - это микроскопические частицы пыли и дыма.

Облака переносятся воздушными течениями. Если относительная влажность в воздухе, содержащем облака, убывает, то облака испаряются. При определенных условиях часть облачных элементов укрупняется и утяжеляется настолько, что выпадает из облака в виде осадков.

Отдельные облака существуют очень короткое время. Например, время существования отдельного кучевого облака иногда исчисляется всего 10-15 минутами. Но даже длительное существование облака не означает, что оно находится в неизменном состоянии. В действительности элементы облака постоянно испаряются и возникают заново. Длительно существует определенный процесс облакообразования; облако же является только видимой в данный момент частью общей массы воды, вовлекаемой в этот процесс. Внешность облаков также обманчива. Если облако не меняет своей высоты, то это еще не означает, что составляющие его элементы не выпадают. Капли в облаке могут опускаться, но, достигая нижней границы облака, они переходят в ненасыщенный воздух и испаряются.

По фазовому состоянию облачных элементов облака делятся на три класса:

· Водяные (капельные) облака , состоящие только из капель воды. Они могут существовать не только при положительных температурах воздуха, но и при отрицательных (-10°С и ниже). В этом случае капли находятся в переохлажденном состоянии.

· Смешанные облака , состоящие из смеси переохлажденных капель воды и ледяных кристаллов. Они могут существовать, как правило, при температурах воздуха от -10 до -40°С.

· Ледяные (кристаллические) облака , состоящие только из ледяных кристаллов. Они преобладают, как правило, при температурах воздуха ниже -30°С.

Формы облаков в тропосфере очень разнообразны. В современном варианте международной классификации облака делятся на десять основных форм по внешнему виду: перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые, высококучевые, высокослоистые, слоисто-кучевые, слоистые, слоисто-дождевые, кучевые, кучево-дождевые.

Кроме того, облака классифицируют по высоте:

· Облака верхнего яруса - самые высокие облака тропосферы, образуются на высоте свыше 6 километров, при наиболее низких температурах и состоят из ледяных кристаллов. Эти облака имеют белый цвет, полупрозрачные и мало затеняют солнечный свет. К ним относятся: перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые облака.

· Облака среднего яруса - высококучевые и высокослоистые облака, образуются на высоте 2-6 километров. Высококучевые облака представляют собой облачные пласты или гряды белого или серого цвета, состоят из переохлажденных капель. Достаточно тонкие облака, более или менее затеняющие солнце. Высокослоистые облака - светлый, молочно-серый облачный покров различной плотности, застилающий небосвод целиком или частично.

· Облака нижнего яруса - слоисто-кучевые (гряды или слои серых или беловатых облаков), слоистые (однородный серый слой) и слоисто-дождевые облака, образуются на высоте ниже 2 километров. Состоят эти облака из мелких однородных капель. При достаточно низких отрицательных температурах в облаках появляются твердые элементы (ледяные кристаллы, снежные зерна и т.д.). Солнечный диск, просвечивающий сквозь слоистые облака имеет четкие очертания.

· Облака вертикального развития - кучевые и кучево-дождевые, образуются тогда, когда теплый воздух медленно поднимается над землей. Кучевые облака - плотные, с резко очерченными контурами отдельные облака, развивающиеся вверх в виде холмов, куполов и башен. Они состоят из водяных капель (без кристаллов). Кучево-дождевые образуются в результате дальнейшего развития кучевых облаков. Это мощные кучевообразные массы, очень сильно развитые по вертикали в виде гор и башен. Кучево-дождевые облака состоят в верхней части из ледяных кристаллов, в средней - из кристаллов и капель разного размера, вплоть до крупных. Закрывая солнце, они сильно уменьшают освещенность.

Как и туманы, облака возникают в результате конденсации водяного пара в жидкое и твёрдое состояния. Конденсация происходит или вследствие увеличения абсолютной влажности воздуха, или в результате понижения температуры воздуха. На практике в образовании облаков участвуют оба фактора.

Понижение температуры воздуха обусловлено, во-первых, подъёмом (восходящим движением) воздушных масс и, во-вторых, адвекцией воздушных масс - их перемещением в горизонтальном направлении, благодаря чему тёплый воздух может оказаться над холодной земной поверхностью.

Ограничимся обсуждением образования облаков, вызванного понижением температуры воздуха при восходящем движении. Очевидно, что такой процесс существенно отличается от образования тумана - ведь туман практически не поднимается вверх, он остаётся непосредственно у земной поверхности.

Что заставляет воздух подниматься вверх? Отметим четыре причины восходящего движения воздушных масс. Первая причина - конвекция воздуха в атмосфере. В жаркий день солнечные лучи сильно прогревают земную поверхность, она передаёт тепло приземным массам воздуха - и начинается их подъём. Кучевые и кучево-дождевые облака имеют чаще всего именно конвективное происхождение.

Процесс образования облака начинается с того, что некоторая воздушная масса поднимается вверх. По мере подъёма будет происходить расширение воздуха. Это расширение можно считать адиабатным, так как воздух поднимается относительно быстро, и поэтому при достаточно большом его объёме (а в образовании облака участвует действительно большой объём воздуха) теплообмен между поднимающимся воздухом и окружающей средой просто не успевает произойти за время подъёма. При адиабатном расширении воздух, не получая теплоты извне, совершает работу только за счёт собственной внутренней энергии, а потом охлаждается. Итак, поднимающийся вверх воздух будет охлаждаться.

Когда начальная температура T 0 поднимающегося воздуха понизится до точки росы T р, соответствующей упругости содержащегося в нём пара, станет возможным процесс конденсации этого пара. При наличии в атмосфере ядер конденсации (а они практически всегда присутствуют) этот процесс действительно начинается. Высота H , на которой начинается конденсация пара, определяет нижнюю границу формирующегося облака. Её называют уровнем конденсации. В метеорологии применяют приближённую формулу для высоты H (так называемую формулу Ферреля):

H = 120(T 0 −T р),

где H измеряется в метрах.

Продолжающий поступать снизу воздух пересекает уровень конденсации, и процесс конденсации пара происходит уже выше этого уровня - облако начинает развиваться в высоту. Вертикальное развитие облака прекратится тогда, когда воздух, охладившись, перестанет подниматься. При этом сформируется нечётко выраженная верхняя граница облака. Её называют уровнем свободной конвекции. Он располагается несколько выше уровня, на котором температура поднимающегося воздуха становится равной температуре окружающего воздуха.

Вторая причина подъёма воздушных масс обусловлена рельефом местности. Ветер, дующий вдоль земной поверхности, может встретить на своём пути горы или иные природные возвышения. Преодолевая их, воздушные массы вынуждены подниматься вверх. Образующиеся в данном случае облака называют облаками орографического происхождения (от греческого слова όρος, означающего «гора»). Понятно, что такие облака не получают существенного развития в высоту (она ограничена высотой преодолеваемого воздухом возвышения); в этом случае возникают слоистые и слоисто-дождевые облака.

Третья причина подъёма воздушных масс - возникновение тёплых и холодных атмосферных фронтов. Образование облака происходит особенно интенсивно над тёплым фронтом - когда тёплая воздушная масса, надвигаясь на холодную массу воздуха, вынуждена скользить вверх по клину отступающего холодного воздуха. Фронтальная поверхность (поверхность холодного клина) очень пологая - тангенс угла её наклона к горизонтальной поверхности составляет всего 0,005–0,01. Поэтому восходящее движение тёплого воздуха мало отличается от горизонтального движения; как следствие облачность, возникающая над холодным клином, слабо развивается в высоту, но имеет значительную горизонтальную протяжённость. Такие облака называют облаками восходящего скольжения. В нижнем и среднем ярусах это слоисто-дождевые и высокослоистые облака, а в верхнем ярусе - перисто-слоистые и перистые (понятно, что облака верхнего яруса образуются уже далеко за линией атмосферного фронта). Горизонтальная протяжённость облаков восходящего скольжения может измеряться сотнями километров.

Образование облаков происходит также и над холодным атмосферным фронтом - когда наступающая холодная воздушная масса подвигается под массу тёплого воздуха и тем самым поднимает её. В этом случае наряду с облаками восходящего скольжения могут возникать также кучевые облака.

Четвёртая причина подъёма воздушных масс - циклоны. Воздушные массы, двигаясь вдоль поверхности земли, закручиваются к центру депрессии в циклоне. Накапливаясь там, они создают перепад давления по вертикали и устремляются вверх. Интенсивный подъём воздуха вплоть до границы тропосферы приводит к мощному облакообразованию - возникают облака циклонического происхождения. Это могут быть слоисто-дождевые, высокослоистые, кучево-дождевые облака. Из всех таких облаков выпадают осадки, создавая дождливую погоду, характерную для циклона.

По книге Л. В. Тарасова «Ветры и грозы в атмосфере Земли» (Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2011).

Облака могут быть классифицированы следующим образом: слоистые, кучевые и перистые. Слоистые облака наблюдаются при медленном подъеме широкой полосы воздуха над поверхностью теплого фронта.

Кучевые облака образуются при освобождении теплого воздуха почвой или при обусловленном холодным воздухом неустойчивом состоянии верхних слоев атмосферы. Перистые облака, напротив, появляются в случае, когда скопившиеся в верхних слоях атмосферы кристаллы льда падают вниз и разносятся местными воздушными потоками. Эти три основных разновидности часто сочетаются, образуя длинный ряд дополнительных типов облаков.

Кучевые облака медленно растут по мере того, как воздушные потоки продолжают подниматься. Если их рост продолжается достаточно дол-" го, то они могут превращаться в кучево-дождевые облака.

Инверсионный слой расплющивает облако

Если слой температурной инверсии (в котором температура увеличивается вместе с высотой) формируется над развивающимся облаком, то облако может начать расти по горизонтали (внизу), становясь слоисто-кучевым. Если под влиянием стратосферы облако расширяется, оно превращается в плоское кучево-дождевое. Рост вверх или внутрь Облака различаются также в зависимости от высоты их положения над Землей: нижние, средние и верхние. Верхние облака (обнаруженные на высоте 5-8 км) включают в себя перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые облака. Средние облака, к которым относятся высоко-слоистые, высоко-кучевые и слоисто-дождевые облака, расположены на высоте от 2 до 7,3 км. И наконец, облака, которые образуются на высоте ниже 2 км, называются нижними облаками; к ним относятся слоистые и слоисто-кучевые. Вертикальные облака, образующиеся при нагревании воздуха солнцем в непосредственной близости от поверхности, бывают кучевыми и дождевыми.

Изгибающиеся облака

Кристаллы льда из плывущих на большой высоте перистых облаков (справа) могут падать вертикально, если скорость воздушных струй одинакова на всех высотах. Однако при наличии разницы скоростей, они могут изгибаться или надрезаться.

Высоко-кучевые облака (внизу), образующиеся между слоями теплого и холодного, соответственно, нижнего и верхнего, воздуха, иногда принимают округлую форму. Они удерживаются между нисходящими воздушными потоками верхнего слоя и восходящими потоками нижнего.

Высоко-кучевые облака

Слоистые облака и дождь

Когда дождевые капли падают на особенно теплые участки земной поверхности, часть из них начинает испаряться уже во время падения (внизу). Если испарение будет продолжаться, воздух может стать насыщенным и образовать слоистые облака.

Облака, образующиеся волнообразно

Когда горизонтальные воздушные массы (внизу) движутся быстро в верхней атмосфере и медленно - ближе к поверхности, их вращение создает облака волнообразной формы.

Гребни волн

Волнообразные облака (справа) могут также наблюдаться на вершинах потоков воздуха, которые перемещаются между сухим теплым слоем сверху и влажным холодным внизу.