Облака образуются в следующем слое атмосферы. Как образуются облака? Типы облаков с описанием и фото. Генетическая классификация, по условиям образования

Облака … мы встречаемся с ними каждый день.

Что такое облако

Каждый раз, подняв голову к небу, по количеству, форме и цвету облаков мы пытаемся или сделать прогноз погоды, или просто любуемся их красотой.

Приведем несколько точных определений.

Облака — это …

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 конденсируется вокруг микроскопических частиц солей и пыли, превращаясь в капли. Там, где температура атмосферы низкая (ниже температуры замерзания воды), капли превращаются в лед. Облака подразделяются на 10 видов.

Научно-технический энциклопедический словарь

География. Современная иллюстрированная энциклопедия

Облака — скопления взвешенных в атмосфере продуктов конденсации водяного пара – капель воды, ледяных кристаллов или их смеси; основной источник осадков, выпадающих на поверхность Земли при укрупнении облачных частиц. Содержание сконденсированных частиц в облаках составляет от нескольких сотых долей грамма до нескольких граммов на 1 м³ облачного воздуха. Облака играют важнейшую роль в климатической системе, отражая солнечную радиацию в космос и препятствуя тем самым прогреву приземных слоёв атмосферы.

География. Современная иллюстрированная энциклопедия. - М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006

Военно-морской Словарь

Облака (Clouds) - скопление мельчайших водяных капелек, ледяных кристалликов или снежинок, взвешенных в воздухе на большей или меньшей высоте. Мельчайшие капельки, из которых состоят облака, выделяются при охлаждении влажного воздуха, что происходит главным образом при поднятии воздушных масс снизу вверх в результате конвекции (кучевые и ливневые облака), при восхождении теплых потоков воздуха на теплых и холодных фронтах (слоисто-дождевые, ливневые и некоторые облака более высоких ярусов) и при смешении теплого влажного воздуха с холодным при ветрах (слоистые облака).

EdwART. Толковый Военно-морской Словарь, 2010

Облака — атмосферные, 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. Обл. - существенный погодообразующий фактор, определяющий формирование и режим осадков, влияющий на тепловой режим атмосферы и Земли и т.д. О. покрывают в среднем около половины небосвода Земли и содержат при этом во взвешенном состоянии до 109 тонн воды. О. являются важным звеном Влагооборота на Земле, они могут перемещаться на тысячи км, перенося и тем самым перераспределяя огромные массы воды.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978

Обл., как и многие другие, связанные с водой явления и формы, имеют романтическую ауру и мифологию … Они всегда были и будут неисчерпаемым источником вдохновения для многих художников, поэтов и просто мечтателей.

Тем не менее, в данном материале речь пойдет, в большей степени, про их физическую суть, о физических свойствах и видах.

В отличие от поэзии физика наука прозаичная, строгая:) и дает облакам определение в соответствии с установленными канонами академической науки, и определяет обл. как скопление «облачных элементов» — капелек воды и кристалликов льда, которые образовались в процессе конденсации.

Как облака образуются

Водяной пар , благодаря воздушным потокам, поднимающимся с поверхности Земли, попадает в верхние слои атмосферы, где и превращается в облако в результате процесса конденсации. Процесс восхождения пара является следствием различия температур в разных слоях атмосферы, температура атмосферы в верхних слоях существенно ниже, чем у поверхности земли. Для успешного образования обл., в самом начале процесса, требуются мельчайшие частицы пыли, которые обеспечивают молекулам воды базу и к которым они могли бы «прикрепиться». Эти мельчайшие частицы называют конденсационными зернами. При температуре выше -10 градусов по Цельсию обл. состоят из капельных элементов, при температуре от -10 до -15 смешанные (капельные и кристаллические), а при ниже -15 градусов состоят из кристаллических элементов.

Обл. покрывают порядка 40% поверхности Земли и содержат приблизительно 10 в десятой степени тонн чистейшей воды. Температура более трети, от всей воды содержащейся в облаках отрицательная.

Несмотря на кажущееся многообразие, обл. классифицируются на несколько видов и типов.

Виды облаков — кучевые облака, перистые , слоистые, дождевые …

Cirrus (Ci) — перистые; Cirrostratus (Cs) — перисто — слоистые; Cirrocumulus (Cс) — перисто — кучевые; Altostratus (As) — Высоко — слоистые; Altocumulus (Ac) — высоко — кучевые; Nimbostratus (Ns) — слоисто-дождевые; Stratocumulus (Sc) — слоисто — кучевые; Stratus (St) — слоистые; Cumulus (Cu) — кучевые; Cumulonimbus (Cb) — кучево — дождевые.

Морфологическая классификация, в зависимости от высоты расположения нижней границы облака и его внешнего вида:

• Обл. верхнего яруса — нижняя граница более 6 км:

  • Перистые, Cirrus (Ci);
  • Перисто — слоистые, Cirrostratus (Cs);
  • Перисто — кучевые, Cirrocumulus (Cс).

• Среднего яруса — нижняя граница от 2 до 6 км:

  • Высоко — слоистые, Altostratus (As);
  • Высоко — кучевые, Altocumulus (Ac);
  • Слоисто-дождевые, Nimbostratus (Ns).

• Нижнего яруса — нижняя граница менее 2 км:

  • Слоисто — дождевые, Nimbostratus (Ns);
  • Разорвано — дождевые, Fractonimbus (Fr nb);
  • Слоисто — кучевые, Stratocumulus (Sc);
  • Слоистые, Stratus (St);
  • Разорвано — слоистые, Fractostratus (Fr st) .

• Обл. вертикального развития (облака конвекции) — нижняя граница менее 2 км:

  • Кучевые, Cumulus (Cu);
  • Мощно — кучевые, Cumulus congestus (Cu cong);
  • Кучево — дождевые, Cumulonimbus (Cb).

Генетическая классификация, по условиям образования:

• Кучевообразные обл.:

  • Мощно — кучевые обл.;
  • Кучево-дождевые;
  • Высоко — кучевые хлопьевидные или башенкообразные;
  • Перисто — кучевые обл.

• Слоистообразные обл.:

  • Слоисто — дождевые обл.;
  • Разорванно — дождевые;
  • Высоко — слоистые;
  • Перисто — слоистые обл.

• Волнистообразные обл.:

  • Слоистые;
  • Слоисто-кучевые;
  • Высоко-кучевые и перисто-кучевые обл.

Так же встречаются более редкие виды обл. — перламутровые облака и серебристые, которые располагаются на высотах 20-25 км и 70-80 км соответственно.

Вероятно многим будет интересно узнать, что обл. оказывают прямое влияние не только на погоду. Облака влияют на такие отрасли как радиолокация, радио и мобильную связь, авиацию, агротехнику … и даже на политику.

Помню, как в детстве, разглядывая облака на небе, я всегда фантазировала себе разные фигурки. Мне казалось, что одно облако похоже на медведя, а другое на яблоко. В то время я даже представления не имела, что такое облако, как и из чего оно образуется. Сейчас вместе с дочкой я тоже люблю понаблюдать за плывущими облаками, но теперь я, конечно же, знаю гораздо больше о них. С удовольствием и с вами поделюсь этой информацией.

Откуда появляются на небе облака

В состав воздуха входят водяные пары. При повышении температуры он может удержать достаточно много водяных паров, но когда температура опускается, влагу удержать становится все труднее. В это время ее излишки выделяются из воздуха в форме очень мелких водяных капель. Такой процесс происходит, когда столбик термометра поднимается выше 0. Если же за окном минус, то тогда из воздуха выделяются кристаллы льда .

Другими словами, вещество, в данном случае вода, из состояния газа переходит в состояние жидкости . Такой процесс называется конденсация. Так вот, если конденсация воздуха произошла рядом с земной поверхностью, то мы с вами будем наблюдать туман. А вот если высоко от земли, то в этот момент образуются облака. Все это происходит из-за снижения температуры воздуха на высоте. Другими словами, облака - это скопление капель воды или кристаллов льда в тропосфере.

Какие бывают облака

Думаю, поднимая взгляд в небо, многие обращали внимание на то, что облака все разные. Так вот есть разные классификации облаков. Я вам расскажу, какими они бывают в зависимости от высоты расположения. Итак, они делятся на облака:

• верхнего яруса;
• среднего яруса;
• нижнего яруса;
• облака вертикального развития .

Облака верхнего яруса парят на высоте в 6 км от земной поверхности. Среднеярусные облака встречаются на высоте от 2 до 6 км . Они значительно крупнее по размеру, чем облака из первой группы. Они очень плотные, поэтому на земле можно увидеть тень от такого облака. Облака нижнего яруса проплывают по небу на высоте до 2 км . Они темного цвета, именно эти облака являются вестниками осадков. Основания вертикальных облаков находятся на высоте примерно в 2 км, а остальная его часть поднимается вверх и может достигать 6-8 км.

Довольно высоко на самом деле находятся облака, а когда поднимаешь взгляд в небо, то кажется, что они будто проплывают над головой и до них можно легко дотронуться.

Капелек воды или кристалликов льда, находящихся на значительной высоте над земной поверхностью. Образование облаков происходит следующим образом: воздух, нагретый от Земли, расширяется, становится легким и поднимается вверх. Известно, что с высотой понижается, поэтому поднимающийся воздух постепенно охлаждается, и вода из парообразного состояния переходит в жидкое, образуя скопление водяных капель. Причиной облакообразования является и вынужденный подъем во донасыщенного на горные преграды, при этом воздух, поднимающийся по горному склону, встречается с все более холодными слоями атмосферы. Водяной пар превращается в водяные капли, и образуются облака. Чаще всего образование облаков связано с наступлением теплого или холодного .

В зависимости от преобладания тех или других элементов облака делятся на водяные, ледяные, смешанные. Водяные облака состоят из очень мелких капелек диаметром 0,01 мм - 0,001 мм. В 1 см3 водяного облака их находится несколько сотен. Ледяные облака состоят из кристалликов льда. Такие облака обычно образуются на очень большой высоте, где воздух имеет температуру ниже 0°С. Смешанные облака содержат одновременно переохлажденные капельки воды разных размеров и кристаллики льда. Резкой границы между расположением жидких и твердых элементов в облаке нет, так как существуют мощные переходные слои.

Облака имеют различную форму, которая зависит от условий их образования, высоты, . По международному соглашению облака по форме скопления разделяются на 10 родов.

Это степень покрытия неба облаками. Оценивают ее по 10-балльной шкале или в%. Высота и скорость движения облаков измеряются специальным прибором - нефоскопом. На основании анализа облаков можно определить предстоящую : появление на небе перистых, а затем слоистых облаков предвещает дождь; когда облака увеличиваются, плотнеют, опускаются, быстро движутся, тяжелея и снижаясь, надо ожидать пасмурной, ненастной погоды.

Зимой и ночью облака препятствуют понижению температуры земной поверхности и приземного слоя воздуха, так как предупреждают отток тепла из нижних слоев атмосферы, а летом и днем облака ослабляют нагревание земной поверхности, поскольку водяные капли в них, как линзы, отражают часть солнечных лучей. Облака смягчают

С поверхности Земли кажется, что все облака находятся примерно на одинаковой высоте. Однако между ними могут быть огромные расстояния, равные нескольким километрам. Но каковы самые высокие и самые низкие из них? В этом посте есть вся необходимая информация, чтобы стать экспертом по облакам!

10. Слоистые облака (средняя высота - 300-450 м)

Информация Википедии: Слоистые облака - это низкоуровневые облака, характеризующиеся горизонтальной слоистостью с однородным слоем, в отличие от кучевообразных , которые формируются восходящими тёплыми потоками.

Если более конкретно, то термин "слоистые" используется для описания плоских, туманообразных облаков нижнего яруса, цвет которых варьируется от тёмно-серого до почти белого.

9. Кучевые облака (средняя высота - 450-2000 м)


Информация Википедии: "Cumulus" в переводе с латыни означает "куча, груда". Кучевые облака часто описываются как "тучные", "хлопкоподобные" или "пушистые" по своему внешнему виду и имеют плоскую нижнюю границу.

Будучи облаками нижнего яруса, они обычно бывают менее 1000 метров в высоту, только если не являются более вертикальной формой кучевых облаков. Кучевые облака могут появляться сами по себе, линиями или в виде скоплений.

8. Слоисто-кучевые облака (средняя высота - 450-2000 м)


Информация Википедии: Слоисто-кучевые облака принадлежат к разновидности облаков, характеризующихся большими тёмными, округлыми массами, как правило, в виде групп, линий или волн, отдельные элементы которых больше, чем у высококучевых облаков, образуясь на более низкой высоте, обычно ниже 2400 метров.

Слабые конвективные потоки воздуха создают неглубокие слои облаков из-за находящегося выше них более сухого, неподвижного воздуха, предотвращающего их дальнейшее вертикальное развитие.

7. Кучево-дождевые облака (средняя высота - 450-2000 м)


Информация Википедии: Кучево-дождевые облака - это плотные возвышающиеся вертикальные облака, связанные с грозами и атмосферной неустойчивостью, образующиеся из водяного пара, переносимого мощными восходящими воздушными потоками.

Кучево-дождевые облака могут формироваться в одиночку, в виде скоплений или в виде вала со шквалом вдоль холодного фронта. Эти облака способны производить молнии и другие опасные суровые погодные условия, такие как торнадо.

6. Слоисто-дождевые облака (средняя высота - 900-3000 м)


Информация Википедии: Слоисто-дождевые облака обычно порождают выпадение осадков над огромной территорией. Они имеют рассеянную основу, обычно расположенную где-нибудь у близлежащей поверхности на нижних уровнях и на высоте около 3000 метров на средних уровнях.

Несмотря на то, что обычно слоисто-дождевые облака бывают тёмного цвета у основания, они часто подсвечиваются изнутри, если смотреть с поверхности Земли.

5. Высокослоистые облака (средняя высота - 2000-7000 м)


Информация Википедии: Высокослоистые облака - это разновидность облаков среднего яруса, принадлежащих слоеобразной физической категории, которая характеризуется, как правило, однородным слоем, цвет которого варьируется от серого до голубовато-зелёного.

Они светлее, чем слоисто-дождевые облака, и темнее, чем высокие перисто-слоистые. Через тонкие высокослоистые облака можно увидеть Солнце, однако более толстые могут иметь более плотную, непрозрачную структуру.

4. Высококучевые облака (средняя высота - 2000-7000 м)


Информация Википедии: Высококучевые облака - это разновидность облаков среднего яруса, которые принадлежат, преимущественно, стратокучевообразной физической категории, характеризующейся сферическими массами или грядами в слоях или пластинах, отдельные элементы которых больше и темнее, чем у перисто-кучевых облаков, и меньше. чем у слоисто-кучевых облаков.

Однако если слои становятся хлопьевидными из-за повышенной неустойчивости воздушной массы, то высококучевые облака становятся более кучевообразными по своей структуре.

3. Перистые облака (средняя высота - 5000-13.500 м)


Информация Википедии: Перистые облака - это разновидность атмосферного облака, обычно характеризующегося тонкими, нитеобразными волокнами.

Нити облака иногда образуются в пучки характерной формы, известной под общим названием "кобыльи хвосты". Перистые облака обычно имеют белый или светло-серый цвет.

2. Перисто-слоистые облака (средний уровень - 5000-13.500 м)


Информация Википедии: Перисто-слоистые облака - это разновидность тонких, белесоватых слоистых облаков, состоящих из ледяных кристаллов. Их трудно обнаружить, и они способны формировать гало, когда принимают форму тонкого перисто-слоистого туманообразного облака.

1. Перисто-кучевые облака (средняя высота - 5000-13.500 м)


Информация Википедии: Перисто-кучевые облака - это одна из трёх основных разновидностей тропосферных облаков верхнего яруса (два других - перистые и перисто-слоистые облака). Как и кучевообразные облака более низких ярусов, перисто-кучевые облака означают конвекцию.

В отличие от других высоких перистых и перисто-слоистых, перисто-кучевые состоят из небольшого количества прозрачных капель воды, хотя они и находятся в переохлаждённом состоянии.

Л. Тарасов

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.

Формирование облаков в результате конвекции.

Формирование облаков над тёплым атмосферным фронтом.

Формирование облаков над холодным атмосферным фронтом.

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 Т 0 поднимающегося воздуха понизится до точки росы Т 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 Н, на которой начинается конденсация пара, определяет нижнюю границу формирующегося облака. Её называют уровнем конденсации. В метеорологии применяют приближённую формулу для высоты Н (так называемую формулу Ферреля):

Н = 120(Т 0 -Т р),

где Н 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 oros, 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 облако-образованию - 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.
Информация о книгах издательского дома «Интеллект» - на сайте