Облако кажется цельной белой или серой массой, но в действительности состоит из множества крошечных капель воды, кристаллов льда или их сочетания. Его форма зависит от движения воздуха, температуры, влажности и того, насколько быстро частицы растут и выпадают. Поэтому облака можно рассматривать не только как предвестники перемены погоды, но и как видимые следы атмосферных процессов.
Чтобы правильно читать небо, полезно различать три вещи: высоту облачного слоя, его очертания и изменения со временем. Одна и та же внешняя форма не всегда означает одинаковую погоду, а необычный вид сам по себе не служит доказательством опасного явления. Ниже — практический разбор распространённых типов и менее известных форм облаков, а также причин их появления.
- Из чего состоит облако и как оно возникает
- Десять основных родов облаков
- Что можно понять по форме и изменениям
- Перистые облака: тонкие следы на большой высоте
- Кучевые облака: видимые следы восходящих потоков
- Слоистые облака и затянутое небо
- Необычные облачные формы и их причины
- Линзовидные облака
- Вирга: осадки, не достигшие земли
- Отверстия в облачном слое
- Мамматусы: округлые выступы под облаком
- Как наблюдать за облаками без поспешных выводов
- Частые вопросы
- Почему облако белое, а иногда серое?
- Почему облако не падает, если состоит из воды?
- Всегда ли облака предсказывают дождь?
- Можно ли по облакам определить, что скоро начнётся гроза?
Из чего состоит облако и как оно возникает
Воздух содержит водяной пар, который невидим. Облако появляется, когда влажный воздух охлаждается до состояния, при котором часть пара превращается в жидкие капли или лёд. Чаще всего воздух поднимается, расширяется при меньшем давлении и охлаждается. Подъём может быть связан с нагреванием поверхности, сходящимися потоками воздуха, рельефом или атмосферным фронтом.
Одного охлаждения недостаточно, чтобы объяснить устройство облака. Для образования капель нужны мелкие частицы — например, соли, пыль или продукты горения, — на которых водяной пар конденсируется. Их называют ядрами конденсации. В облаке капли обычно имеют размер порядка нескольких или десятков микрометров, поэтому они долго удерживаются восходящими потоками и не падают на землю как дождь.
Когда капли сталкиваются и сливаются, некоторые из них увеличиваются. В облаках с отрицательной температурой могут одновременно присутствовать переохлаждённые капли жидкой воды и ледяные кристаллы. Кристаллы способны расти за счёт водяного пара, а затем объединяться или выпадать в виде осадков. Конкретный путь зависит от температуры, влажности и структуры облака; поэтому не всякое облако приносит дождь или снег.
Десять основных родов облаков
В международной классификации Всемирной метеорологической организации выделяют десять основных родов облаков. Название рода описывает характерный внешний вид и строение, но не заменяет прогноз: для оценки погоды важны также высота, направление движения и развитие облака. В средних широтах часто используют приблизительное деление на высокие, средние и низкие облака, хотя границы меняются с широтой и условиями атмосферы.
| Группа | Роды облаков | Что обычно видно |
|---|---|---|
| Высокие | Перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые | Тонкие волокна, мелкие зернистые элементы или прозрачная пелена; обычно состоят преимущественно из ледяных кристаллов. |
| Средние | Высоко-кучевые, высоко-слоистые, слоисто-дождевые | Поля валов и пятен, сплошной сероватый слой или плотный облачный покров с продолжительными осадками. |
| Низкие и облака вертикального развития | Слоистые, слоисто-кучевые, кучевые, кучево-дождевые | От низкой однообразной пелены и отдельных «башен» до мощных облаков, связанных с ливнями и грозами. |
Указанное деление — ориентир, а не универсальная таблица высот. В средних широтах основание высоких облаков обычно находится выше примерно 6 километров, а низких — в нижней части тропосферы, часто от поверхности до порядка 2 километров. Между ними есть широкая переходная область; в полярных и тропических районах высотные границы отличаются. Кроме того, облако может быть очень высоким по вертикали, поэтому его основание и вершина относятся к разным уровням.
Что можно понять по форме и изменениям
Перистые облака: тонкие следы на большой высоте
Перистые облака выглядят как белые нити или перья и состоят главным образом из ледяных кристаллов. Они могут быть отдельными и разрозненными либо постепенно покрывать большую часть неба. Если облачный покров уплотняется и расширяется, это иногда сопровождает приближение фронтальной зоны, но по одним перистым облакам нельзя надёжно определить время или силу будущих осадков.
Кучевые облака: видимые следы восходящих потоков
Небольшие кучевые облака нередко возникают в дневное время, когда поверхность нагревает воздух у земли и отдельные его порции поднимаются вверх. При подъёме воздух охлаждается, и на высоте конденсации становится видна облачная «шапка». Если рост прекращается, облако может постепенно рассеяться. Если же восходящий поток продолжает подпитывать его влагой и энергией, кучевое облако способно увеличиваться и приобрести значительную вертикальную мощность.
Большое кучево-дождевое облако связано с ливнями, грозами и порывистым ветром. Его верхняя часть часто распластывается, образуя характерную наковальню, когда восходящий поток достигает устойчивого слоя атмосферы и облако растекается в стороны. Однако внешний вид одного облака не сообщает, где именно выпадут осадки и насколько интенсивными они будут. Для этого нужны наблюдения и данные метеорологических служб.
Слоистые облака и затянутое небо
Слоистые облака образуют сравнительно равномерный покров. Низкий слой может напоминать туман, поднятый над поверхностью; иногда из него выпадает морось. Высоко-слоистая облачность выглядит как более высокий серый слой, сквозь который солнце может просматриваться размытым пятном. Если облачность становится толще, а осадки охватывают обширную область, возможны продолжительные дождь или снег, но результат зависит от всей структуры атмосферной системы.
Необычные облачные формы и их причины
Линзовидные облака
Линзовидные облака — гладкие, часто похожие на стопку блюдец или линз. Они могут появляться вблизи гор, когда воздушный поток, проходя над рельефом, образует волны. В области подъёма воздух охлаждается, и при достаточной влажности возникает облако; в соседней области нисходящего движения оно может испаряться. Само облако выглядит почти неподвижным, хотя воздух непрерывно проходит сквозь него и облачная форма обновляется.
Такое облако указывает на волновое движение воздуха, но не означает, что облако «стоит» на месте или что сильный ветер обязательно наблюдается у поверхности. Ветер и турбулентность могут отличаться на разных высотах. Для авиации горные волны и связанная с ними турбулентность имеют практическое значение, но визуального наблюдения с земли недостаточно, чтобы оценить их силу.
Вирга: осадки, не достигшие земли
Иногда из облака вниз тянутся размытые полосы, которые не доходят до поверхности. Это явление называют виргой. Падающие капли или ледяные частицы испаряются либо сублимируют в более сухом слое воздуха под облаком. Вирга особенно заметна, когда тёмный фон или низкое солнце подчёркивают полосы осадков.
Вирга показывает, что осадки в облаке уже образовались, но не обязательно означает дождь у наблюдателя. При этом испарение осадков может охлаждать окружающий воздух. Если охлаждённый воздух ускоренно опускается, локально возникают нисходящие потоки; их возможное влияние на поверхность зависит от масштаба и условий. По одной полосе вирги нельзя определить, будет ли опасный ветер.
Отверстия в облачном слое
Круглые или овальные просветы в сплошном облачном покрове иногда называют дырчатыми облаками. Они могут возникать в слое переохлаждённой воды, когда часть капель замерзает и ледяные кристаллы начинают расти. Кристаллы забирают водяной пар и могут выпадать из облака, оставляя отверстие или кольцевую область с тонкими облачными волокнами. В некоторых случаях запуску процесса способствуют самолёты, проходящие через переохлаждённый слой.
Такое объяснение относится к определённым условиям, а не ко всякому просвету в облаках. Отверстие может расширяться и менять форму под действием ветра и движения самого слоя. Поэтому необычный круглый просвет не является сам по себе подтверждением какого-либо необычного воздействия: важно учитывать температуру и состояние облака.
Мамматусы: округлые выступы под облаком
Мамматусы — свисающие вниз округлые образования, заметные под основанием облака. Они могут выглядеть драматично, особенно при боковом освещении, но не являются самостоятельным родом облаков и не служат надёжным признаком торнадо. Их образование связывают со сложными движениями воздуха, различиями температуры и влажности, а также процессами в области осадков. Единственной простой причины, подходящей для всех случаев, нет.
Как наблюдать за облаками без поспешных выводов
Наблюдение становится полезнее, если отмечать не только название облака, но и его изменения. Сделайте несколько записей с интервалом в 10–15 минут: это удобный бытовой интервал наблюдения, а не официальный метод прогноза. Сравните, увеличивается ли облако, движется ли облачный слой, меняется ли его основание и появляются ли полосы осадков. Отдельное впечатляющее облако сообщает меньше, чем последовательность изменений во времени.
- Оцените высоту и структуру. Тонкие волокна, сплошная пелена, отдельные кучевые облака и высокая башня — разные формы и обычно разные процессы.
- Посмотрите на направление движения. Облака на разных высотах могут двигаться по-разному; направление одного слоя не всегда показывает, куда перемещается погода у земли.
- Отметьте развитие. Быстро растущие вверх облака требуют большей осторожности, чем небольшие облака, которые не меняются или рассеиваются.
- Сверяйтесь с прогнозом и предупреждениями. Внешние признаки помогают наблюдать за небом, но не заменяют официальные данные, особенно при угрозе грозы или сильного ветра.
Для более систематического описания можно записывать время, примерную облачность, вид облаков, наличие осадков и направление ветра у поверхности. Не следует пытаться определять точную высоту облака на глаз: оценка без приборов часто неточна. Также важно не смотреть на солнце через облачную пелену и не использовать оптические приборы, направленные на него.
Частые вопросы
Почему облако белое, а иногда серое?
Солнечный свет рассеивается на каплях воды и кристаллах льда, поэтому облако обычно выглядит белым. Толстое облако пропускает меньше света, а его нижняя часть может быть затенена верхними слоями. Поэтому оно выглядит серым или тёмным, хотя цвет сам по себе не определяет количество осадков у земли.
Почему облако не падает, если состоит из воды?
Облачные капли очень малы и опускаются медленно. Движение воздуха поддерживает их во взвешенном состоянии, а слабые восходящие потоки могут компенсировать их падение. Когда капли или кристаллы вырастают и становятся достаточно крупными, они выпадают как осадки — если по пути не испарятся и не растают.
Всегда ли облака предсказывают дождь?
Нет. Многие облака не дают осадков у поверхности, а часть осадков испаряется по дороге, образуя виргу. Даже облака, связанные с дождём, могут перемещаться мимо конкретного места. Надёжный прогноз учитывает не только внешний вид облаков, но и измерения, спутниковые наблюдения и расчёты атмосферных моделей.
Можно ли по облакам определить, что скоро начнётся гроза?
Высокие, быстро растущие кучевые облака могут указывать на развитие конвекции, а кучево-дождевые облака часто связаны с грозами. Но внешний признак не позволяет точно установить место, время и интенсивность грозы. При угрозе следует ориентироваться на официальные предупреждения и правила безопасности, а не пытаться оценить опасность только по форме облака.
Облака — не набор неизменных знаков, а быстро меняющиеся структуры. Их высота и форма дают подсказки о влажности, подъёме воздуха, осадках и движении атмосферы, но каждая подсказка имеет ограничения. Самый разумный подход — наблюдать за развитием облачности, различать основные типы и использовать визуальные признаки вместе с проверенным прогнозом погоды.
