При какой температуре образуются облака

Белоснежные, пушистые, плавно плывущие по небу облака красивы и необычны. Неотрывно любуешься ими, выискивая причудливые образы и формы. Атмосферные образования бывают разными по форме, величине, цветовой гамме, располагаются на разном расстоянии от планетарной поверхности. Воспринимаются как привычное явление, хотя не все знают причины их образования и виды. Ученые активно изучают атмосферное явление, с очередным исследованием получают новые интересные факты.

Что такое облака?

Облака – скопившиеся в атмосфере мельчайшие капли воды и ледяные кристаллы, являющиеся результатом конденсации водяного пара. Аналогичные образования, прилегающие к земной поверхности, называются туманом.

Облаками покрыта почти половина приземного атмосферного слоя. Окружающая планету облачная масса несет более 100 тонн воды, является существенной частью планетарного водного круговорота. Водяная взвесь перемещается в воздушном пространстве на сотни километров, обеспечивая распределение влаги на Земле.

Облако весит меньше окружающего воздуха, благодаря чему плывет по небу. Скорость перемещения обуславливается активностью ветра.

Белизна атмосферного объекта объясняется тем, что составляющие его структуру водяные капли крупнее окружающих атмосферных частиц. Капля, формой приближаясь к треугольнику, способна разделять проходящий сквозь нее световой луч на основные цвета, объединяющиеся в белый поток. Белый цвет превращается в серый, когда скопление капель уплотняется настолько, что прекращает пропускать световые лучи.

Продолжительность существования облаков определяется степенью влажности воздуха. При невысокой влажности испарение протекает интенсивно, облачная масса быстро иссякает (за 10 – 20 минут). Воздух с достаточной влажностью обеспечивает длительное существование водяной взвеси. Достигнув определенной плотности скопления, капли воды выпадают осадками.

Как образуются облака?

Капли воды, формирующие облачную структуру, поднимаются с поверхности суши и океана с теплыми потоками воздуха. Главная причина образования облаков – испарение. Оно активнее с океанов, годовая величина достигает 400 тысяч км3, а с суши меньше в 4 раза.

Достигнув верхних, более холодных атмосферных слоев, воздух остужается, находящийся в нем пар конденсируется: формируются микроскопические капли воды и частицы льда, становящиеся основой облака. Вода в атмосферном образовании пребывает в 3 агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном. Агрегатное состояние – определяющий фактор вида объекта, его характеристик: длительности формирования и существования, внешнего вида, типа и обильности осадков.

При насыщенном влагой воздухе облако не способно образоваться без присутствия конденсационных частиц (пылевых, дымовых, солевых). Водяные капли прилипают к частицам, посредством их удерживаются в воздухе во взвешенном состоянии.

Агрегатное состояние, принимаемое каплями, определяется температурой в верхних атмосферных слоях:

• выше -10°C – влага остается жидкой;
• от -10 до -15°C – состояние смешанное (присутствуют капли и лед);
• ниже -15°C – влага превращается в кристаллы.

Какие бывают облака?

Образуются облака в тропосфере – нижнем слое атмосферы, занимающем пространство в 10 км от земной поверхности в полярных широтах, 12 км – в умеренных, 18 км – в тропиках. Редкие виды существуют выше тропосферы (на расстоянии от 20 до 80 км от планетарной поверхности).

Классификация облаков включает 4 вида:

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

Структуры верхнего яруса формируются на высоте 6 – 18 км, из них не выпадают атмосферные осадки:

1. Перисто-слоистые. Полупрозрачная пелена, состоящая из частиц льда, иногда чуть волнистая. Сквозь нее легко проходят солнечные лучи.
2. Перисто-кучевые. Ими становятся кучевые, сформировавшиеся в высоком тропосферном слое. Включают только ледяные частицы. Визуально похожи на покрывающую небо чешую.
3. Перистые. Самые высокие, занимают высший тропосферный слой. Характеризуются тонкой структурой, кажутся размазанными по небу. Внешне напоминают перья. В составе исключительно ледяные кристаллы.

Скорость перемещения объектов верхнего слоя обуславливается преимущественно активностью ветра, составляет от 10 до 200 км/ч.

Виды облаков среднего яруса характеризуются смешанным составом: водяные капли (преобладают в теплые месяцы) и ледяные кристаллы (в холодные месяцы). Образуются на высоте 3 – 6 км, в тропиках поднимаются до 8 км:

1. Высокослоистые. Выглядят прозрачнее и воздушнее слоистых. Практически не являются препятствием для солнечных лучей.
2. Высококучевые. По объему гораздо меньше кучевых. Выглядят параллельно простирающимися полотнами, округлыми, валообразными, хлопьеобразными образованиями. Цвет белый и сероватый, отдельные участки темно-серые.

Объекты среднего слоя способны образовывать осадки, но из-за значительного расстояния выпадающая влага не достигает земной поверхности, испаряется при падении (вирга). Описанный вид облачности всегда предвещает пасмурную погоду.

Образования нижнего яруса занимают высоту до 2 км. В теплые месяцы включают капли воды, в холодные – льдинки и снежинки. Выглядят плотной, низко висящей массой преимущественно серого цвета:

1. Слоистые. Равномерная, серая, низко расположенная масса, закрывающая от земного наблюдателя вышерасположенные облака. Бывает источником мелкого дождя, при опускании к земной поверхности становится туманом.
2. Слоисто-кучевые. Распавшиеся слоистые или соединившиеся кучевые.
3. Слоисто-дождевые. Становятся причиной продолжительного мелкого или умеренного дождя, снегопада. Захватывают средний слой тропосферы.

К облакам вертикального развития, устремленным преимущественно вертикально, захватывающим высокие и низкие тропосферные слои, относятся:

1. Кучевые. Напоминают гигантские ватные шары. Располагаются ниже всех вышеописанных видов, рождаются на высоте от 800 м над земной поверхностью. Предвещают ясную спокойную погоду. При определенных факторах превращаются в грозовые тучи. При резком ветре разрываются.
2. Кучево-дождевые. Мощные формирования, самые низкие, визуально напоминают гигантские башни и глыбы. Значительно вытянуты в вертикальном направлении, шапка находится в 12 – 14 км от земли. Верхняя часть содержит ледяные кристаллы, нижняя – воду. Появляются при стремительном подъеме влажной воздушной массы, верхняя облачная часть замерзает, тяжелеет, устремляется в направлении ветра. Приносят ливни с грозами, град. Выпадение осадков обильное, но кратковременное.

Помимо основных типов облаков, существуют редкие и необычные разновидности:

1. Перламутровые. Состоят из частиц льда, возникают в высоких слоях атмосферы (до 30 км над землей).
2. Серебристые. Находятся на расстоянии до 80 км над планетарной поверхностью. Наблюдаются до восхода и заката.
3. Облака-шапки. Слоистые, горизонтально расположенные образования в высоких атмосферных слоях. Обычно образуются над кучевыми и дождевыми облаками из пепельного или дымового выброса при вулканическом извержении.
4. Линзовидные (лентикулярные). Формирования необычной формы, зависающие над горными вершинами, не движущиеся при сильном ветре.
5. Двояковыпуклые. Редкий вид, вызывающий удивление у очевидцев. Небо угрожающе нависает бугристым полотном. Кажется, готово рухнуть на землю.

Отдельным техническим видом следует назвать конденсационный самолетный след. Белая полоса появляется в небе, когда летательный аппарат пересекает область холодного воздуха. Теплая воздушная струя, выбрасываемая из выхлопной системы, оставляет тонкую облачную дорожку.

Чем отличается облако от тучи?

Термин «туча» в науке отсутствует. Это обывательское понятие, употребляемое при описании крупного темного облака, грозящего осадками.

Разницу между тучей и облаком установить несложно:

1. Облака белые и серых оттенков в зависимости от плотности. Тучи темно-серые, иногда почти черные от накопившейся влаги.
2. Туча формируется, когда плотность водяных капель становится слишком высокой, и удержание влаги во взвешенном состоянии невозможно.
3. Тучи не бывают перистыми, поскольку обязательно несут осадки.
4. Из-за высокой концентрации водяного пара тучи задерживают солнечные лучи.

Значение облаков для планеты огромно. Их главная задача – распределение влаги, перенос ее из влажных областей в сухие. Благодаря этому формируются погодные условия, смягчаются переходы между климатическими зонами, жизнь существует во всех уголках планеты.

Облака

Красивые голубые и белые облака, скользящие по небу, ежедневно радуют наши глаза. С раннего возраста дети сначала очаровываются разнообразием форм облаков. А что это на самом деле это такое облака, и откуда они берутся?

Из чего состоят облака?

Облако – это не что иное, как пар, то есть миллионы кристаллов льда или воды, которые плавают в воздухе. Облака состоят из миллионов мелких капель воды или при очень низкой температуре, кристаллах льда. Эти крошечные капельки воды или льда остаются в воздухе в виде облаков.

Образование облака

Образование облака

Когда воздух постоянно охлаждается, в какой-то момент он становится так называемой «точкой росы», момент, в который происходит насыщение пара. Дальнейшее охлаждение воздуха вызывает насыщение и конденсацию, то есть перевод воды из газообразного состояния в жидкое состояние. Наконец, под воздействием конденсации образуются споры облачных капель.

Потоки воздуха

Вода для испарения, которая находится в морях и океанах, нагревается солнечными лучами и, появляется большое количество пара, который, естественно, идёт вверх. Этот процесс называется испарением. Когда пар поднимается, он остывает и снова превращается в воду или лед. Явление, называемое конвекцией.

Конвекция – это явление, ответственное за образование облаков. Эта связь описывается как зависимость, когда плотность испарения в воздух ниже, тем холоднее и плотнее становится воздух. Солнце, которое нагревает поверхность Земли, вызывает подъем теплого воздуха.

Облако может образоваться, когда пар превращается в жидкость, то есть когда он влажный воздух охлаждается и пар конденсируется на мелкие твердые частицы. Образование облаков зависит от нескольких разных процессов. В правильных условиях воздух дает Земле влажность в виде осадков, падающих на поверхность: дождь, снег или град, а также оседающие осадки, такие как роса. Поверхностные воды, реки и ручьи переносят эту воду в моря и океаны, и весь цикл, называемый гидрологическим циклом, начинается снова.

Но падение температуры – не единственное условие конденсации. Воздух не очищается сам по себе. Даже при высокой насыщенности кислородом нужны микроскопические твердые частицы, взвешенные в воздухе и называемые ядрами конденсации, на которых оседают даже более мелкие продукты конденсации.

Влияние атмосферных фронтов на облака.

Образование облаков от смешения атмосферных фронтов

Облака также возникают в результате смешения атмосферных фронтов. Это происходит, когда теплый фронт встречает холод на своем пути. Он начинает подниматься, остывает, и образуются облака.

Типы облаков

Облака постоянно меняют цвет и форму, а также консистенцию. Для синоптических целей была создана постоянная классификация облаков. Они были разделены – в основном на основе внешнего вида, их разделяют на десять видов. В связи с тем, что все облака находятся между уровнем моря и землей, этот интервал высот также был разделен на три этажа, так что для каждого облака вы можете указать, на каком этаже или этажах оно расположено.

Облака высокого этажа

Перисто-кучевые облака

Облака высокого этажа так называются перистые и перисто-кучевые на вид они выглядят, как и называются. Состоят из кристаллов льда, возникающих при самых низких температурах. Они имеют форму тонких белых волокон, которые пропускают солнечный свет.

Наиболее популярными перистыми облаками являются перистые облака в форме отдельных, белых, тонких и хаотично запутанных волокон или нитей волокнистого вида и шелковистого блеска. Иногда они располагаются в широких параллельных полосах, которые сходятся к горизонту. При этом создавая небольшую облачность небо, особенно на закате, они приобретают красивые цвета: от белого до желтого, розового и красного.

Облака среднего уровня

Виды облаков

Облака среднего этажа включают в себя слоисто-кучевые,кучевые. Эти облака обычно имеют внешний вид гор, куполов или башни. Они состоят из конвекционных течений, которые прослеживают белые купола, и выпуклости в верхней части облака, придавая им форму, похожую на цветную капусту.

Наиболее характерными являются кучевые облака или облака средней облачности. Они образуют беловатый или серый слой, состоящий из цилиндрических элементов, закругленных панелей или панелей, разделенных или соединенных. Они состоят из капель воды, но при очень низких температурах в них могут образовываться кристаллы льда.

Облака нижнего слоя

Нижний слой облаков это слоистые облака.

Откуда берутся облака – интересное видео

Спокойные и светлые облака с давних пор очаровывают нас своими загадочными и причудливыми формами. А иногда облака собираются в мощные бушующие и пугающие атмосферные фронты. 

Почему образуется облака, свойства облаков?

Чем выше воздух, тем он холоднее. Когда воздух остывает, содержащаяся в нем влага начинает превращаться в капли воды. Эти капли как раз и формируют облака. Поэтому теплый воздушный поток, поднимающий по горе, охлаждается, и образуется облако.

Чем мощнее облако по вертикали, тем больше вероятность, что из-за него выпадет дождь, град, грозы и шквалы.

Иногда масса теплого воздуха может подняться на такую высоту, что охватит собой весь нижний слой земной атмосферы (то есть, тропосферу). Такие монстры вырастают до 15-18 км вверх.

На высоте около 15 километров (в разных широтах по-разному) находится тропопауза.

Почему облако не разрушается?

На самом деле, облако разрушается – отяжелевший холодный воздух опускается вниз. Но на его место тут же приходит теплый влажный воздух, который снова превращается в капли. Таким образом, облако постоянно питается от воздушного потока (от воздушной волны).

Кучево-дождевые облака.

Кучево-дождевые облака,  их еще можно назвать грозовыми облаками или попросту тучами.  Да-да, именно они поливают Землю сильными дождями – ливнями.

Интересно, как это происходит? Тогда, дорогие кайтеры, читайте внимательно! Ребята из команды приложения о погоде Windy доступным языком рассказали все, что нужно знать каждому, кто страстно увлечен  парусным спортом.

Нагреваясь у поверхности земли, воздух становится легче и поднимается вверх. При подъеме воздух охлаждается, на смену ему приходит новый теплый воздух.

Если воздух сильно нагрет и содержит много влаги, то при подъеме он поднимается на значительную высоту, так как долго остаётся теплее, чем окружающая среда. Кроме того, новый воздух около земли нагревается, поднимается и подпитывает этот процесс. Получаются вот такие «облака вертикального развития».
 
Как правило, теплый влажный воздух может подняться так высоко, что достигает высоты, где температура намного ниже 0 градусов.

Капли, появившиеся в процессе конденсации, замерзают и становятся ледяными кристаллами. Эти кристаллы растут до тех пор, пока не станут настолько большими, что под силой собственной тяжести начнут падать вниз.

Кристаллы падают, и оказавшись в слоях, где температура воздуха теплее — размораживаются и превращаются в капли дождя. А мы получаем ливень.

Такое часто бывает летом в солнечные дни, когда рядом есть источники влаги: влажная земля, леса, водоёмы.

Тропопауза – граница между тропосферой и стратосферой. 

В тропосфере, расположенной ниже, температура с ростом высоты постепенно уменьшается (по 0,5-0,7 °С каждые 100 метров). В тропопаузе падение температуры заметно замедляется, примерно до 0,2°С/100 м.

В некоторых местах ширина слоя составляет двести метров, а где-то увеличивается до трёх километров. 

В тропиках тропопауза находится на высоте 15-18 км, а  умеренных и полярных широтах – на высоте 7—12 км.
Дойдя до тропопаузы, облако прекращает рост и из-за сильных ветров на этой высоте начинает расплываться, образуя форму наковальни (anvil cloud).

Форма наковальни видна издалека и предвещает шквальный ветер.

Плотность теплого воздуха меньше плотности холодного. Из-за этого холодный воздух опускается вниз. Далее, ударяясь о поверхность земли, он по инерции продолжает движение горизонтально.

Этот процесс можно наблюдать у себя дома, если в холодный день открыть окно. Холодный воздух с улицы будет опускаться вниз и стелиться по полу. В природе эти потоки образуют шквальный ветер.

Шквал — внезапное резкое усиление ветра. От урагана шквал отличается непродолжительным характером (обычно – около минуты).
Скорость ветра в шквале может превышать 40-50 узлов (20 м/с).

Морось и слоистые облака

Морось – это капли, которые уже больше капель облака или тумана, но еще меньше, чем капли дождя. В диаметре капли мороси обычно от 0,2 до 0,5 мм.

Иногда все небо затянуто серой облачной простыней. Это слоистые облака. Они образуются, когда более теплый воздух наползает на клин более холодного воздуха. При подъеме водяной пар конденсируется в капли воды, образующие облако. Это типичная ситуация на теплом фронте.

Обычно такие облака очень низкие, их нижняя граница всего в 300 метрах от земли. Они тонкие, поэтому, несмотря на мрачную картину, ливень из них вряд ли пойдёт, а вот морось – да. 

Капли мороси появляются в результате слияния облачных капель и падают вниз до того, как дорастают до капель ливня. 
 
Зимой морось может стать причиной гололеда. Если капли мороси сильно охлаждены и падают на поверхность при температуре ниже нуля, то они будут тут же замерзать.

Почему  дождь иногда не долетает до земли?

Наверняка вы наблюдали, как иногда из-под тучи “свисают” полосы – это так называемые полосы падений, которые могут появиться под кучево-дождевыми облаками.

Это те же самые дожди, но которые испаряются, не достигая поверхности земли. Виной всему низкая влажность окружающего воздуха. То есть, сухой воздух на пути капель стремится к насыщению влагой и «впитывает» их в себя. 
 
Так что дождь на пути к земле попросту испаряется. Из-за испарения окружающий воздух становится холоднее – холодная воздушная масса опускается вниз и подавляет новые поднимающиеся под облако потоки воздуха. Это становится главной причиной остановки роста кучево-дождевого облака, и оно разрушается.

Что такое лентикулярное облако?

Эта фотография была сделана над Непалом. Ее перепечатывали в журналах и даже поместили на обложку книги про НЛО. Много подобных фото можно встретить в новостных сводках.
  

Это НЛО? Нет, это лентикулярное облако. Еще его называют линзовидным или чечевицеобразным.

Особенность этих облаков в том, что они неподвижны, даже при сильном ветре. Как это происходит?

Воздух, как и вода, может образовывать волны. Если быстрый ветер сталкивается с препятствием, то появляется воздушная волна. Подойдите к ручью и взгляните на затопленный камень. Вода слегка поднимается вверх перед ним, а за камнем можно заметить рябь. Таким же образом и в атмосфере возникают волны.

Воздух обтекает горы, после чего начинаются возмущения (появляется воздушная волна). А теперь просто посмотрите на эту картинку, и вы поймете, как появляются линзовидные облака.

Почему Летикулярное облако стоит на месте?
Потому что положение воздушной волны все время одинаково. С одной стороны облако все время подпитывается, с другой — разрушается. И кажется, будто оно неподвижно стоит на месте.

Появление таких облаков означает, что в воздухе достаточно высокое содержание влаги, а в атмосфере – сильный горизонтальный ветер, со скоростью не менее 24 км/ч. 

Вот так-то, дорогие спортсмены! Надеемся, информация была для вас полезной!

За статью огромное спасибо команде Windy, лучшему приложению о погоде для кайтсерферов, серферов, виндсерферов, парапланеристов и яхтсменов.

Кстати, чтобы узнать, какой ветер будет на следующей неделе в вашей любимой школе кайтсерфинга Gagarin kite, просто скачайте это приложение и поставьте звездочку возле названия Gagarin kite, чтобы всегда быть в курсе погоды на этом споте.

• Ссылка для скачивания приложения Windy.app Gogle play для гаджетов на платформе Android
• Ссылка для скачивания приложения Windy.app App Store для гаджетов на платформе IOS