чем больше облачность тем меньше
Шесть типов облаков, которые нужно знать – и что они рассказывают о погоде
Современные прогнозы погоды основаны на сложных компьютерных симуляциях. Эти симуляции используют физические уравнения, описывающие атмосферу, включая движение воздуха, солнечное тепло, формирование облаков и дождя. Постепенное улучшение прогнозов со временем означает, что сегодняшние пятидневные прогнозы настолько же точны, насколько 20 лет назад были точны трёхдневные.
Но вам не нужен суперкомпьютер для предсказания того, как изменится погода у вас над головой в ближайшие несколько часов – подобные приметы известны в разных культурах уже много тысяч лет. Следя за небом и обладая некоторыми знаниями по формированию облаков, можно предсказать, будет ли дождь.
Более того, небольшое понимание физики формирования облаков подчёркивает сложность атмосферы и проливает свет на причины того, почему предсказание погоды на срок, больший, чем несколько дней, оказывается такой сложной задачей.
Вот шесть видов облаков, которые можно увидеть, и то, как они могут помочь вам понять погоду.
1) Кучевые облака
Небольшие белые пушистые облака
Облака появляются, когда воздух охлаждается до точки росы, температуры, при которой воздух уже не справляется с содержащимся в нём водяным паром. При этой температуре водяной пар конденсируется и формирует капельки жидкой воды, которые мы видим, как облако. Чтобы это произошло, воздух необходимо заставить подняться в атмосфере, или же влажный воздух должен войти в контакт с холодной поверхностью.
В солнечный день лучи греют землю, которая греет воздух, расположенный прямо над ней. Нагретый воздух благодаря конвекции поднимается вверх и формирует кучевые облака. Эти облака «хорошей погоды» похожи на вату. Если посмотреть на небо, заполненное кучевыми облаками, можно увидеть, что у них плоское дно, расположенное на одном уровне для всех облаков. На этой высоте воздух, поднявшийся с уровня земли, охлаждается до точки росы. Из кучевых облаков дождь обычно не идёт – а значит, погода будет хорошей.
2) Кучево-дождевые облака
Небольшие кучевые облака дождём не проливаются, но если они увеличиваются и растут по высоте, это признак того, что скоро будет сильный дождь. Это часто случается летом, когда утренние кучевые облака днём превращаются в кучево-дождевые.
Недалеко от земли кучево-дождевые облака чётко оформлены, но с высотой они начинают становиться более дымчатыми по краям. Такой переход указывает на то, что облако состоит уже не из капель воды, а из кристаллов льда. Когда порывы ветра выдувают капли воды за пределы облака, те быстро испаряются в более сухом окружении, из-за чего у водяных облаков очень резко очерчены края. Ледяные кристаллы, выносимые за пределы облака, не испаряются так быстро, из-за чего края такого облака выглядят более дымчатыми.
Кучево-дождевые облака часто имеют плоскую верхушку. Внутри такого облака происходит конвекция воздуха, и он постепенно охлаждается, пока не достигнет температуры окружающей атмосферы. В этот момент он теряет плавучесть и уже не может подниматься выше. Вместо этого он распространяется в стороны, образуя характерную форму наковальни.
3) Перистые облака
Перистые облака могут знаменовать приближение тёплого фронта и дождя
Перистые облака формируются в очень высоких слоях атмосферы. Они дымчатые, поскольку полностью состоят из кристаллов льда, падающих в атмосфере. Если перистые облака переносят ветра, движущиеся с разными скоростями, они приобретают характерную загнутую форму. И только на очень больших высотах или на высоких широтах перистые облака выдают дождь, достигающий земли.
Но если вы заметили, что перистые облака начинают покрывать большую площадь неба, становятся ниже и толще, то это верный признак приближения тёплого фронта. В тёплом фронте встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Более лёгкий тёплый воздух поднимается над холодным, что приводит к формированию облаков. Опускание облаков говорит о приближении фронта, и о том, что в следующие 12 часов пойдёт дождь.
4) Слоистые облака
Слоистые облака: мрачно
Слоистые облака – низко расположенная, непрерывная облачная простыня, покрывающая небо. Слоистые облака формируются медленно восходящим воздухом или несильным ветром, покрывающим влажным воздухом холодную землю или поверхность моря. Слоистые облака тонкие, поэтому, несмотря на мрачную картину, дождь из них вряд ли пойдёт, максимум небольшая морось. Слоистые облака идентичны туману, поэтому, если вы когда-нибудь шли по горной местности в туманный день, вы находились внутри облака.
5) Лентикулярные облака
Два последних типа облаков не помогут вам предсказывать погоду, но дадут первичное представление о чрезвычайно сложных движениях атмосферы. Гладкие и линзообразные лентикулярные облака формируются, когда воздух выдувается вверх и через горную гряду.
Перевалив через гору, воздух спускается до прежнего уровня. В это время он разогревается и облако испаряется. Но он может проскочить и дальше, в результате чего воздух вновь поднимется вверх и сформирует ещё одно лентикулярное облако. Это может привести к появлению цепочки облаков, простирающихся далеко за границы горной гряды. Взаимодействие ветра с горами и другими особенностями поверхности – одна из множества деталей, которые необходимо учитывать в компьютерных симуляциях для получения точных предсказаний погоды.
6) Кельвина — Гельмгольца
И, наконец, мои любимые. Облака Кельвина – Гельмгольца напоминают ломающуюся океанскую волну. Когда воздушные массы на разных высотах двигаются по горизонтали с разными скоростями, их состояние становится нестабильным. Граница между воздушными массами начинает покрываться рябью и формирует крупные волны.
Такие облака встречаются довольно редко – лично я видела их единственный раз над Ютландией, западной Данией – поскольку мы можем наблюдать этот процесс в атмосфере, только если в нижней воздушной массе есть облако. Тогда оно может обрисовать ломающиеся волны и обнаружить запутанные движения, происходящие у нас над головой, которые обычно не видны.
Чем больше облачность тем меньше
Облачность является одним из важнейших факторов, определяющих характер многих физических, в том числе и климатообразующих процессов, протекающих на земной поверхности и в ее атмосфере. Изменяясь в пространстве и во времени, она оказывает существенное влияние на радиационный и тепловой режим нашей планеты. Важная роль принадлежит облачности и во влагообороте. Влияние облачности на влагооборот в атмосфере осуществляется как за счет переноса воздушными течениями из одних районов в другие большого количества сконденсированной влаги и выпадения из облаков осадков, так и за счет радиационных процессов, обусловливающих испарение (Климатология, 1989). Облачность является промежуточным звеном между двумя основными составляющими влагооборота – осадками и испарением.
Количество облаков на Земле в целом довольно стабильно и составляет около 5–6 баллов. В среднем для Северного полушария годовое значение облачности составляет 5.9 балла, для Южного – 6.2 балла. Режим облачности обусловливается главным образом распределением потоков тепла и влаги, циркуляцией атмосферы и характером подстилающей поверхности. В одной и той же широтной зоне над океанами количество облаков, как правило, на 1 балл выше, чем над сушей. Этому способствует более интенсивное испарение с поверхности океанов.
Наибольшая облачность в течение года наблюдается в экваториальной зоне, а также в океанических областях умеренных и субполярных широт обоих полушарий. На экваторе это связано со значительными восходящими течениями, возникающими при наличии огромных запасов водяного пара. Значительная облачность над океаническими районами умеренных и субполярных широт связана с повышенной циклонической деятельностью в указанных районах в течение года. К пасмурным областям Земли следует отнести районы Исландского и Алеутского минимумов, Тихоокеанское побережье Канады, северо-западное побережье Европы, бассейны Амазонки и Конго, Новую Гвинею и прилегающую к ней акваторию, Огненную Землю и субантарктику.
Наименьшая облачность наблюдается главным образом в континентальных районах субтропических и тропических широт. В некоторых из них облачность не более 0.1–0.2 балла. Это относится к северо-восточной территории Сахары, Аравийского полуострова, юго-западу Северной Америки. На океанах минимальная облачность отмечается в тропических широтах обоих полушарий. Существуют значительные области Земли и в более высоких широтах, где в отдельные сезоны преобладает ясное небо; к ним относятся Монголия, Восточная Сибирь, Канадский архипелаг, Гренландия, центральная часть Антарктиды (Климатология, 1989). На рис. 3.2 и рис. 3.3 приведены примеры глобального распределения облачности по данным спутникового зондирования.
Рис. 3.2. Распределение облачности (20.10.2009)
Что такое облачность и от чего она зависит?
Плывущие по небу облака притягивают наш взгляд с раннего детства. Многим из нас нравилось подолгу всматриваться в их очертания, придумывая, на что похоже очередное облако – на сказочного дракона, голову старика или кошку, бегущую за мышкой.
Как хотелось взобраться на одно из них, чтобы поваляться в мягкой ватной массе или попрыгать на ней, как на пружинящей кровати! Но в школе на уроках природоведения все дети узнают, что на самом деле облака – это просто большие скопления водяного пара, плывущие на огромной высоте над землей. Что еще известно об облаках и облачности?
Облачность – что это за явление?
Облачностью принято называть массу облаков, которые находятся над поверхностью определенного участка нашей планеты в текущее время или находились там в определенный момент времени. Она является одним из основных погодных и климатических факторов, который препятствует как слишком сильному нагреву, так и охлаждению поверхности нашей планеты.
Облачность рассеивает солнечное излучение, препятствуя перегреву грунта, но в то же время и отражает собственное тепловое излучение поверхности Земли. Фактически роль облачности аналогична роли одеяла, сохраняющего температуру нашего тела стабильной во время сна.
Измерение облачности
Количество облаков на небе в разные дни и даже в течение одного дня может изменяться от полного их отсутствия до плотно обложенного непроницаемой облачностью небосклона. В количественном выражении облачность измеряется по международной 10-балльной шкале, которая была принята метеорологами всего мира более 150 лет назад.
Метеорологические станции в своих наблюдениях фиксируют не только общую облачность, но и количество облаков, находящихся в нижнем ярусе. Как мы помним, именно нижние облака становятся источником атмосферных осадков.
Авиационные метеорологи используют так называемую 8-октантную шкалу, которая заключается в делении неба на 8 сегментов. Количество видимых на небе облаков и высоту их нижних границ указывают послойно от нижнего слоя к верхнему.
Количественное выражение облачности автоматические метеостанции сегодня обозначают латинскими буквосочетаниями:
– FEW – незначительная рассеянная облачность в 1-2 октантах, или 1-3 балла по международной шкале;
– SCT – отдельные разбросанные по небу облака в 3-4 октантах или 4-5 баллов;
– BKN – значительная облачность с разрывами в 5-7 октантах или 6-9 баллов;
– OVC – сплошной облачный слой в 8 октантах или 10 баллов;
– SKC – ясная погода, чистое небо, 0 октантов или 0 баллов;
– NSC – отсутствие существенной облачности, при этом количество облаков на небе может быть любым, если их нижняя граница располагается выше 1500 метров, а мощно-кучевые и кучево-дождевые облака отсутствуют;
– CLR – все облака находятся на высоте выше 3000 метров.
Формы облаков
Метеорологи различают три основных формы облаков:
– перистые, которые образуются на высоте более 6 тысяч метров из мельчайших ледяных кристалликов, в которые превращаются капельки водяного пара, и имеют форму длинных перьев;
– кучевые, которые располагаются на высоте 2-3 тысяч метров и похожи на клочья ваты;
– слоистые, располагающиеся друг над другом в несколько слоев и, как правило, закрывающие все небо.
Профессиональные метеорологи различают несколько десятков разновидностей облаков, которые являются вариантами либо сочетаниями трех основных форм.
От чего зависит облачность?
Облачность напрямую зависит от содержания в атмосфере влаги, так как облака образуются из сконденсированных в мельчайшие капельки молекул испарившейся воды. Значительное количество облаков образуется в экваториальной зоне, так как там очень активно идет процесс испарения из-за высокой температуры воздуха.
Наиболее часто здесь образуются кучевые и грозовые формы облаков. Субэкваториальные пояса характеризуются сезонной облачностью: в сезон дождей она, как правило, увеличивается, в сухой сезон – практически отсутствует.
Облачность умеренных поясов зависит от переноса морского воздуха, атмосферных фронтов и циклонов. Она тоже носит сезонный характер как по количеству, так и по форме облаков. Зимой наиболее часто образуются слоистые облака, обкладывающие небо сплошной пеленой.
К весне облачность обычно уменьшается, начинают появляться кучевые облака. Летом на небе господствуют кучевые и кучево-дождевые формы. Осенью облака наиболее обильны с преобладанием слоистых и слоисто-дождевых облаков.
Для всей планеты в целом количественный показатель облачности примерно равен 5,4 балла, причем над сушей облачность ниже – около 4,8 балла, а над морем выше – 5,8 балла. Наибольшая облачность образуется над северной частью Тихого океана и Атлантики, где ее величина достигает 8 баллов. Над пустынями она не превышает 1-2 балла.
10 основных типов облаков в зависимости от их высоты
Всемирная Метеорологическая Организация признает более ста различных типов облаков. Они, однако, могут быть отсортированы в один из 10 родов (базовые типы) на основе их общей формы и высоты, где они появляются.
Стандартная основа, на которой различные облака классифицированы и названы, называется номенклатурой Люка Говарда, которая была первоначально предложена Люком Говардом, британским химиком, еще в 1802 году. Метод, основанный на их конвективной активности, сортирует облака на пять групп и перекрестно классифицирует их с тремя высотными уровнями.
Вы также должны знать, что каждый род можно подразделить на виды, а затем далее на разновидности.
Облака низкого уровня
10. Слоистые облака
Слоистые облака в основном плоские, безликие и сероватого вида. Эти облака образуются немного над землей на более низкой высоте либо из-за стихания более холодного воздуха, либо из-за подъема утреннего тумана над регионом. Они также известны как облака «высокого тумана».
Что они могут сказать вам
Образование слоистых облаков обычно указывает на длительный облачный покров со слабым дождем и небольшим количеством снегопада. Эти облака гораздо более устойчивы в антициклонических условиях. Хотя может выпасть небольшой дождь, это облако не указывает на большую метеорологическую активность.
9. Кучевые облака
Мы все были знакомы с кучевыми облаками в раннем детстве. Пухлый или пушистый вид кучевых облаков был тем, что представляло собой слово «облако», не так ли?
Кучевые облака обычно образуются в ясные дни ниже 2000 метров над уровнем моря. Они имеют четко определенные ребра и появляются либо в кластерах, либо в сетках.
Что они могут сказать вам
Хотя кучевые облака не сильно связаны с осадками, погодные факторы, такие как влажность и градиент температуры, могут привести к их быстрому превращению в кучево-дождевые облака, что приведет к сильному дождю и грозам.
8. Слоисто-кучевые облака
Слоисто-кучевые облака в основном представляют собой более крупную и менее гладкую версию кучевых облаков. Они обычно встречаются в больших участках ниже 2000 м над уровнем моря. Слоисто-кучевые облака довольно распространены в субтропических и полярных регионах.
Что они могут сказать вам
Слоисто-кучевые облака часто приводят только к небольшому дождю или снегопаду. Интересно, однако, что они почти всегда появляются до или после экстремальных погодных условий, таких как грозы и порывы ветра.
Кроме того, эти облака несут ответственность за сумеречные лучи, солнечные лучи или расщепленный свет, который светит сквозь облака в дневное время. Они также могут вызвать эффект короны, который мы иногда наблюдаем ночью вокруг Луны.
7. Кучево-дождевые облака
Кучево-дождевые облака, также известные как возвышающиеся вертикальные кучево-дождевые облака, представляют собой большие и плотные облака, образованные мощными восходящими воздушными потоками. Кучево-дождевые облака очень похожи на кучевые облака, из которых они на самом деле происходят, за исключением того, что они образуют высокую фигуру.
Что они могут сказать вам
Облака среднего уровня
6. Слоисто-дождевые облака (лат. Nimbostratus)
Nimbostratus представляет собой темное и в основном бесформенное облако, которое зарождается на средних высотах и простирается вертикально до низких и высоких уровней. Их можно найти где-нибудь ниже 3000 метров над уровнем моря.
Что они могут сказать вам
5. Высокослоистые облака (лат. Altostratus)
Altostratus характеризуется как облако с однородными сероватыми слоями, состоящими в основном из кристаллов льда. Кроме этого, они безликие. Облака Altostratus имеют гораздо более светлый оттенок, чем у облаков nimbostratus.
Конденсация водяного пара из большой устойчивой воздушной массы, когда они достигают средних высот, приводит к образованию этих облаков. Они часто распространяются по большой части неба, и их толщина может варьироваться.
Что они могут сказать вам
Облака Altostratus могут вызвать дождь, как правило, когда он сгущается. В большинстве случаев он начинается как легкий ливень, а затем постепенно перерастает в умеренный дождь. Они переклассифицированы как nimbostratus как только дождь стал более последовательным.
4. Высококучевые облака (лат. Altocumulus)
Высококучевые облака, пожалуй, самый распространенный тип облаков в средних широтах. Их отличают близко расположенные серые или белые пятна.
Часто трудно выделить высококучевые облака из слоисто-кучевых облаков, поскольку они почти идентичны (у высококучевых облаков гораздо меньшая индивидуальная насыпь, чем у слоисто-кучевых облаков).
Что они могут сказать вам
Высококучевые облака обычно сопровождаются грозами, хотя они не связаны с дождем. Из-за их нестабильности высококучевые облака признаны одними из самых потенциально опасных облаков для авиации.
Облака высокого уровня
3. Перистые облака
Вместо водяных паров перистые облака состоят из тонкого льда (выше 5500 м, водяной пар подвергается осаждению).
Они вносят значительный вклад в парниковый эффект на Земле. В то время как перистые облака отражают лишь небольшую часть поступающего солнечного излучения, они блокируют около половины выходящего инфракрасного излучения из атмосферы планеты.
Что они могут сказать вам
Достаточно обширного покрытия перистых облаков, чтобы указать на турбулентность в верхних слоях атмосферы и возможное образование циклонов в регионе.
Еще в конце 1800-х метеорологи использовали для наблюдения за этими облаками, чтобы предсказать ураганы. Аналогичная система прогнозирования ураганов была разработана Бенито Виньесом, президентом колледжа Белен в Гаване, Куба, в 1870 году.
2. Перисто-слоистые облака (лат. Cirrostratus)
Что они могут сказать вам
Обычно перистые облака сигнализируют о приближении теплого фронта к региону и вместе с ним приносят осадки. Эти облака при формировании над полярными областями могут нести азотную кислоту.
1. Перисто-кучевые облака (лат. Cirrocumulus)
В отличие от двух других основных высокогорных типов облаков, а именно Cirrostratus и Cirrus, в облаках Cirrocumulus содержится небольшое количество переохлажденной жидкой воды, а не льда.
Что они могут сказать вам
Нечасто перисто-кучевые облака приводят к осадкам. Но в некоторых случаях, когда они появляются с перистыми или перистыми облаками, возможен дождь.
Том 2
Климат
Общая и нижняя облачность
Облака образуются в результате конденсации и сублимации водяного пара на некоторой высоте над земной поверхностью и состоят из капелек воды или ледяных кристалликов, или из тех и других вместе. Все многообразие облаков может быть сведено к нескольким типам. В основу общепринятой в настоящее время международной классификации облаков положены два признака: внешний вид и высота их нижней границы.
По внешнему виду облака делятся на три класса: отдельные, не связанные друг с другом облачные массы, слои с неоднородной поверхностью и слои в виде однородной пелены. Все эти формы могут встречаться на разных высотах, отличаясь по плотности и размеру внешних элементов (барашков, вспученностей, валов, ряби и др.)
По высоте низшего основания над земной поверхностью облака делятся на 4 яруса: верхний ( Ci, Cc, Cs – высота более 6 км), средний ( Ac, As – высота от 2 до 6 км), нижний ( Sc, St, Ns – высота менее 2 км), вертикального развития ( Cu, Cb – могут относиться к разным ярусам, а у наиболее мощных кучево-дождевых облаков ( Cb ) основание располагается на нижнем ярусе, а вершина может достигать верхнего).
Далее облака подразделяются на рода, виды и разновидности.
Облачный покров в значительной степени определяет количество поступающей к поверхности Земли солнечной радиации и является источником осадков, влияя таким образом на формирование погоды и климата.
Количество облаков на территории России распределяется довольно неравномерно. Наиболее пасмурными являются районы, подверженные активной циклонической деятельности, характеризующиеся развитой адвекцией влажных воздушных масс. К ним относятся северо-запад Европейской части России, побережье Камчатки, Сахалина, Курильские и Командорские острова. Среднее годовое количество общей облачности в этих районах составляет 7 баллов. Значительная часть Восточной Сибири характеризуется меньшим среднегодовым количеством облаков – от 5 до 6 баллов. Этот сравнительно малооблачный район Азиатской части России находится в сфере действия азиатского антициклона.
Распределение среднего годового количества нижней облачности в общих чертах следует за распределением общей облачности. Наибольшее количество облаков нижнего яруса также приходится на северо-запад Европейской части России. Здесь они являются преобладающими (лишь на 1-2 балла меньше, чем количество общей облачности). Минимальное количество облаков нижнего яруса отмечается в Восточной Сибири, особенно в Забайкалье (не более 2 баллов), что свойственно континентальному характеру климата этих районов.
Годовой ход количества как общей, так и нижней облачности на Европейской части России характеризуется минимальными значениями летом и максимальными поздней осенью и зимой, когда особенно проявляется влияние Атлантики. Прямо противоположный годовой ход количества общей и нижней облачности наблюдается на Дальнем Востоке, Сахалине и Камчатке. Здесь наибольшее количество облаков приходится на июль, когда действует летний муссон, приносящий с океана большое количество водяного пара. Минимум облачности отмечается в январе в период наибольшего развития зимнего муссона, с которым в эти районы поступает сухой выхоложенный континентальный воздух с материка.
Суточный ход общего количества облаков на всей территории России характеризуется следующими особенностями:
1) его амплитуда на большей части территории не превышает 1-2 баллов (за исключением центральных районов Европейской части России, где она увеличивается до 3 баллов);
2) количество облаков днем больше, чем ночью, при этом в январе максимум приходится на утренние часы; в центральные месяцы весны и осени суточный ход сглажен, а максимум может смещаться на разные часы суток; в апреле суточный ход ближе к летнему, а в октябре – к зимнему типу;
3) суточный ход нижней облачности практически повторяет суточный ход общей облачности.
В годовом ходе в летний период отмечается преобладание кучевых ( Cu) и слоисто-кучевых облаков ( Sc), в то время как повторяемость слоистых ( St) и слоисто-дождевых ( Ns), являющихся фронтальными, невелика, поскольку летом сравнительно редко создаются условия для активной циклонической деятельности. Для зимнего, весеннего и осеннего периодов на большей части территории России характерно возрастание повторяемости высоко-слоистых ( As), высоко-кучевых ( Ac) и слоисто-кучевых ( Sc) облаков, при этом на Европейской части России отмечается некоторое увеличение повторяемости слоистых и слоисто-кучевых облаков ( St).