Облака
Определение "Облака" в Большой Советской Энциклопедии
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. Облака — существенный погодообразующий фактор, определяющий формирование и режим осадков, влияющий на тепловой режим атмосферы и Земли и т.д. Облака покрывают в среднем около половины небосвода Земли и содержат при этом во взвешенном состоянии до 109 т воды. Облака являются важным звеном влагооборота на Земле, они могут перемещаться на тысячи км, перенося и тем самым перераспределяя огромные массы воды.
В основном водяной пар содержится в нижней части атмосферы — тропосфере, поэтому именно здесь на различных высотах и сосредоточено подавляющее большинство Облака Однако нередко в стратосферу проникают перистые и кучево-дождевые Облака, последние могут иногда достигать высоты 16 и более км. В стратосфере могут также возникать перламутровые Облака(на высоте около 25 км), а в мезосфере — серебристые (около 80 км). К основным формам Облака (см. табл.) относятся: Облака нижнего яруса — слоистые (однородный, лишённый упорядоченной структуры, сравнительно тонкий слой), слоисто-кучевые (слой с ясно выраженной структурой в виде волн, гряд или крупных «пластин») и слоисто-дождевые (сплошная серая пелена большой вертикальной мощности, дающая длительные осадки в виде обложного дождя или снега); Облака среднего яруса — высоко-слоистые (сероватая или чуть синеватая пелена) и высоко-кучевые (похожие на слоисто-кучевые, но более тонкие. Облака верхнего яруса — перистые (неплотные, часто просвечивающие Облака в виде отдельных параллельных или спутанных нитей), перисто-слоистые (белая или голубоватая, довольно однородная пелена) и перисто-кучевые (тонкие, полупрозрачные Облака в виде ряби или скопления хлопьев) и, наконец, Облака вертикального развития, имеющие сравнительно плоские основания и куполообразные вершины часто причудливых очертаний кучевые, мощно-кучевые и кучево-дождевые. Имеются многочисленные разновидности основным форм Облака
Образование Облака связано с возникновением в атмосфере областей с высокой относит. влажностью. Наличие в атмосфере огромного числа мельчайших частиц, играющих роль ядер конденсации, обеспечивает появление зародышевых капель уже при достижении насыщения. Условия же насыщения создаются в результате охлаждения воздуха, вызванного, например, расширением его при упорядоченном подъеме на фронтах атмосферных (так образуются Облака Ns и системы Ns—As—Ac), при неупорядоченном турбулентном перемешивании или волновых движениях (St, Sc, Ac), при конвективном подъеме (Cu, Cu Cong, Cb), при отекании горных препятствий (Ac) и др. Дальнейшее охлаждение воздуха приводит к появлению избыточного пара, который поглощается растущими каплями. Т. о., первоначально капли растут преимущественно за счёт конденсации водяного пара. Затем по мере их укрупнения, всё большую роль начинают играть процессы столкновения и слияния капель друг с другом (т. н. коагуляция облачных элементов). Коагуляционный механизм — основной механизм роста облачных капель радиусом более 30 мкм. При отрицательных температурах Облака могут быть капельные (переохлажденные), кристаллические или смешанные, т. е. состоящие из капель и кристаллов. Малые размеры облачных капель позволяют им долго сохраняться в жидком виде и при отрицательных температурах. Так, при —10 °С Облака в половине случаев капельные, в 30% — смешанные и лишь в 20% кристаллические. Переохлажденные же капли в Облака встречаются вплоть до —40 °С. Пересыщение над кристаллами значительно больше, чем над каплями (насыщающая упругость водяного пара над льдом ниже, чем над водой), благодаря чему в смешанных Облака кристаллы растут значительно быстрее капель, что способствует выпадению осадков.
Размеры подавляющего большинства капель в Облака составляют тысячные и сотые доли мм, а их концентрация — сотни в 1 см3. Кристаллы обычно имеют в десятки раз б_ольшие размеры, а концентрация их в тысячи и десятки тысяч раз меньше (до сотни в 1 л). Форма кристаллов зависит главным образом от температуры их образования и чрезвычайно разнообразна — иглы, столбики, пучки столбиков, тонкие и толстые пластинки и, наконец, просто частицы неправильной формы. В Облака, как правило, присутствуют и «сверхкрупные» капли, достигающие десятых долей мм с концентрацией единицы и менее в 1 л. Подобные частицы являются зародышами осадков и вносят основной вклад в радиолокационный сигнал от капельных облаков. Масса сконденсированной воды в единице объёма Облака называется водностью Облака и колеблется обычно от десятых долей до неск. г/м3 для капельных Облака и от тысячных до десятых долей г/м3 в кристаллических. Данные о физическом строении Облака получены главным образом с помощью самолётов — летающих лабораторий, оснащенных специальной аппаратурой. Дифракция и преломление света в частицах Облака вызывают различные оптические явления — глории, гало, венцы и др.,— по которым можно судить о наличии в Облака капель или кристаллов. Широкое применение находят радиолокационные методы исследования Облака, развиваются спутниковые и лазерные методы.
Многообразны и сложны физические процессы, управляющие развитием Облака Возникнув на ядрах конденсации, облачные капли растут, перемещаются внутри Облака, выносятся за его пределы и испаряются. Время жизни облачных частиц может быть во много раз меньше времени жизни Облака в целом. Цикл жизни Облака в целом завершается его испарением. Выпадение осадков способствует уносу воды и ускоряет процесс разрушения Облака Длительное существование Облака объясняется малыми скоростями падения частиц (капли радиусом 1—10 мкм падают со скоростью 0,05—1,2 см/сек), наличием восходящих движений воздуха, которые не только поддерживают облачные частицы, но и вместе с турбулентными движениями обеспечивают приток водяного пара и способствуют зарождению новых частиц.
Можно управлять некоторыми процессами в Облака, искусственно изменяя их фазовое состояние и микроструктуру. Наибольшие успехи достигнуты в рассеивании переохлажденных Облака и туманов, в воздействии на градоопасные Облака в целях предотвращения градобитий (см. Град). Для рассеяния переохлажденных Облака и туманов в них вносятся (с помощью специальных наземных установок—генераторов или с самолёта) хладореагенты (частицы сухого льда — твёрдой углекислоты) или частицы ледообразующих веществ (йодистое серебро, йодистый свинец и др.), способствующие образованию в Облака достаточного количества кристалликов льда, которые затем укрупняются и выпадают из облаков. При этом упругость водяного пара в Облака понижается, капли испаряются и наступает рассеяние Облака (тумана). Таким методом рассеивают туманы и низкие Облака над взлётно-посадочными полосами в аэропортах. Время и место внесения реагентов определяются с помощью специальных метеорологических радиолокационных станций. Облака могут быть искусственно созданы с помощью тепловых источников конвекции — метеотронов — или с помощью внесения дополнительной влаги. Так, при сгорании 1 кг керосина образуется около 1,2 кг водяного пара. Этого обычно достаточно для образования конденсационных следов за самолётами, летящими на высоте 8—12 км. Длительность существования таких следов зависит от влажности атмосферы.
Ведутся активные поиски способов искусственного регулирования и перераспределения осадков. Большая природная изменчивость количества естественно выпадающих осадков существенно осложняет проблему определения реальной эффективности применяемых методов воздействия. С развитием этих методов всё большее внимание привлекают экономические, юридические и социальные аспекты проблемы искусственного воздействия на погоду.
Основные формы облаков и их характеристика<
Формы облаков, их латинские названия и обозначения | Размеры облаков |
Преимущественное фазовое строение |
Время жизни облака |
Максимальные вертикальные скорости |
Виды осадков у земли | высота нижней границы, км |
Толщина, км | Горизонтальная протяжённость, км | Слоистообразные облака< | Слоистые, Stratus (St)……………………. Слоисто-кучевые, Stratocumulus (Sc)…. Высоко-кучевые, Altocumulus (Ac)…… Перисто-кучевые, Cirrocumulus (Cc)….. Слоисто-дождевые, Nimbostratus (Ns)….. Высоко-слоистые, Altostratus (As)……… Перисто-слоистые, Cirrostratus (Cs)…….. Перистые, Cirrus (Ci)…………………….
|
0,1-0,7 0,4—2,0 2—6 6—9 0,1—1,0 3—6 5—9 6—10 |
0,1—1,0 0,1—1,0 0,1—0,8 0,2—1,0 1—10 0,5—3 0,5—5 0,2—3 |
10-103 10—103 10—102 10—102 10—103 10—103 10—103
10—103 |
капельные капельные капельные, смешанные кристаллические смешанные смешанные, кристаллические кристаллические
кристаллические |
сутки и более » » » » » » »
|
десятки см/сек » » » » » » »
|
отсутствуют или морось то же отсутствуют отсутствуют дождь, снег дождь, снег отсутствуют
отсутствуют | Кучевообразные облака< | Кучевые, Cumulus (Си)......………………. Мощно-кучевые, Cumulus Congestus (Cu Cong.)..………….. Кучево-дождевые, Cumulonimbus (Cb)..
|
0,8—2,0 0,8—2,0 0,4—1,5 |
0,3—3 3—5 5—12 |
1—5 2—10 5—50 |
капельные капельные смешанные |
десятки минут » » |
1 м/сек 10 м/сек
15—20 м/сек |
отсутствуют отсутствуют ливень, град |
Лит.: Атлас облаков, под ред. А. X. Хргиана, Л., 1957; Физика облаков, под ред. А. Х. Хргиана, Л., 1961; Шметер С. М., Физика конвективных облаков, Л., 1972; Труды VIII Всесоюзной конференции по физике облаков и активным воздействиям, Л., 1970; Изменение погоды человеком, пер. с англ., под ред. И. П. Мазина, М., 1972; Mason В. J., The physics of clouds, Oxf., 1957; Proceedings of the International conference on cloud physics, Toronto, August, 1968, Toronto, 1968. И. П. Мазин.
Перистые когтевидные облака (Ci unc.).
Слоисто-кучевые облака (вид с земли).
Высоко-кучевые облака.
Ac)." href="/a_pictures/03/28/200871156.jpg">Ac)."http://actinium.atomistry.com/">Ac)." src="a_pictures/03/28/th_200871156.jpg"> Высоко-кучевые облака (Ac).
Кучево-дождевое облако (Cb) (снимок с самолёта С. М. Шметера).
Cu med., Cu Cong.)." href="/a_pictures/19/18/221238293.jpg">Cu med., Cu Cong.)."http://copper.atomistry.com/">Cu med., Cu Cong.)." src="a_pictures/19/18/th_221238293.jpg"> Средние и мощные кучевые облака (Cu med., Cu Cong.).
As), снимок Ёдзо Ито (Япония)." href="/a_pictures/03/28/252671572.jpg">As), снимок Ёдзо Ито (Япония)."http://arsenic.atomistry.com/">As), снимок Ёдзо Ито (Япония)." src="a_pictures/03/28/th_252671572.jpg"> Высоко-слоистые облака (As), снимок Ёдзо Ито (Япония).
Sc) (снимок с самолёта)." href="/a_pictures/19/13/273045147.jpg">Sc) (снимок с самолёта)."http://scandium.atomistry.com/">Sc) (снимок с самолёта)." src="a_pictures/19/13/th_273045147.jpg"> Слоисто-кучевые облака (Sc) (снимок с самолёта).
Перисто-кучевые облака (Cc tract.) — след за самолётом.
Ac) (снимок с самолёта)." href="/a_pictures/04/18/284226485.jpg">Ac) (снимок с самолёта)."http://actinium.atomistry.com/">Ac) (снимок с самолёта)." src="a_pictures/04/18/th_284226485.jpg"> Группа кучево-дождевых облаков (Cb) на фоне высоко-кучевых (Ac) (снимок с самолёта).
Cu hum.)." href="/a_pictures/12/21/285025190.jpg">Cu hum.)."http://copper.atomistry.com/">Cu hum.)." src="a_pictures/12/21/th_285025190.jpg"> Кучевые облака хорошей погоды (Cu hum.).
Статья про "Облака" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 747 раз
|