<< к содержанию

Глава II ОПИСАНИЕ ФОРМ ОБЛАКОВ

Облака верхнего яруса (фото >>)

Перистые   облака   Ci (Cirrus)

Перисто-слоистые   облака    Cs   (Cirrostratus)

Облака среднего яруса (фото >>)

Высоко-кучевые  облака  Ac (Altocumulus)

Высоко-слоистые   облака   As   (Altostratus)

Облака нижнего яруса (фото >>)

Слоисто-кучевые   облака   Sc  (Stratocumulus)

Слоистые облака   St (Stratus)

Слоисто-дождевые   облака   Ns   (Nimbostratus)

Облака вертикального развития (фото >>)

Кучевые   облака   Си   (Cumulus)

Кучево-дождевые   облака   Cb   (Cumulonimbus)

Вид облаков сверху и классификация их верхней поверхности

Каждый ярус облаков включает ряд основных форм, различаемых по общим, характерным для этих облаков внешним признакам, и ряд видов, а также разновидностей основных форм.

В этой главе указаны наиболее общие признаки облаков каждого яруса и далее подробно описываются основные формы, их виды и разновидности, которые изображены на таблицах Атласа.

Облака верхнего яруса (перейти к фото)

К основным формам облаков верхнего яруса относятся перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые облака.

Общие признаки облаков верхнего яруса — это тонкие, белые, высоко расположенные облака, имеющие вид волокнистого покрова, изогнутых перьев, волн или прозрачной белой вуали, затягивающей небо. Эти облака состоят из ледяных кристаллов: игл, шестигранных столбиков или пластинок. Сквозь них хорошо просвечивают солнце и луна. Иногда вокруг солнца или луны, просвечивающих через эти облака, образуются цветные круги (гало).

Перистые   облака   Ci (Cirrus)

Внешний вид: отдельные белые волокнистые облака, обычно очень тонкие и прозрачные, но иногда с более плотными или хлопьевидными образованиями.

Эти облака обычно наблюдаются в небольших количествах, но иногда могут занимать и значительную часть неба.

Высота основания: увеличивается с севера на юг. В умеренных широтах бывает 7—10 км (но может и значительно отклоняться — изредка наблюдается высота меньше 6 или больше 12 км), в тропиках средняя высота увеличивается до 17—18 км.

Толщина слоя: колеблется в широких пределах, от сотен метров до нескольких километров. При самолетном зондировании высоту верхней и нижней границ Ci часто бывает трудно точно определить визуальным способом ввиду разреженности облаков.

Микрофизическое строение: облака Ci состоят главным образом из ледяных кристаллов в виде столбиков высотой 0,01—0,1 мм.

Оптические явления и прозрачность: обычно настолько прозрачны, что сквозь них не только просвечивают солнце и луна, но часто даже и голубое небо. Днем перистые облака не уменьшают освещенности, предметы отбрасывают заметные тени. Около солнца и луны в этих облаках иногда наблюдаются круги (гало) радиусом 22 и 46° или части этих кругов.

Осадки:   из облаков Ci не выпадают.

Виды  и  разновидности  основной формы:

1.  Вид Cirrus  filosus   (Ci fil.)—нитевидные, рис. [1], [2], [3], [4]. Это основной вид перистых облаков.  Нити могут располагаться то более   или   менее   параллельно,   то   причудливо   перепутанным клубком. Эти облака характерны для переднего края надвигающейся системы облаков теплого фронта.

Разновидности Ci fil:

а)   Cirrus   uncinus    (Ci   unc.) —когтевидные, рис. [1]. Имеют вид параллельных нитей, загнутых вверх и часто утол­щенных на одном конце.

б)   Cirrus vertebratus   (Ci vert.) — хребтовидные, рис. [1], [2], [3]. Имеют более уплотненную среднюю часть, от которой в обе стороны расходятся нити. Внешний вид напоминает скелет рыбы.

в)   Cirrus intortus (Ci int.) —перепутанные, рис. [1], [2], [3], [4]. Имеют вид беспорядочно перепутанных волокон, разбросанных по небу в виде отдельных клубков или пятен.

2.  Вид Cirrus spissatus (Ci sp.) —плотные, рис. [1], [2], [3]. Этот вид перистых облаков имеет многочисленные белые уплотнения неправильной формы. Нитевидное   строение   облака   выражено менее резко, чем у Ci fil.

Разновидности Ci sp.:

а)   Cirrus incus-genitus   (Ci ing) — «грозовые»    (послегрозовые), рис.  [1].

б)   Cirrus    floccus    (Ci    floc.) — хлопьевидные. Уплотнения в этих облаках имеют вид белых хлопьев, непосредственно соединенных (в отличие от Ac floccus) с окружающими нитями.

Облака Ci sp. (и их разновидности Ci ing. и Ci floc.) чаще всего являются остатками ледяных вершин распадающихся облаков Сb. В ранней стадии образования, когда еще видна непосредственная связь перистых облаков с распадающимися Cb, Ci sp. могут быть достаточно плотными (настолько, что, проходя перед солнцем или луной, ненадолго закрывают их); в дальнейшем они становятся более разреженными.

Если связь перистых облаков с распадающейся вершиной Cb очевидна и образовавшиеся перистые облака еще сохраняют очертания наковальни, то их принято считать грозовыми (послегрозовыми)— Ci ing. Иногда эта разновидность облаков образуется из еще не распадающихся (развитых) Cb inc., когда ветер на высотах срывает части наковальни.

Дополнительно отмечаются следующие особенности перистых облаков:

1.  Cirrus basis  (Ci bas. — скопление перистых облаков у горизонта в той его части, откуда облака надвигаются. В направлении этого скопления (базы облаков) обычно находится центральная часть циклона.  Между  базой и горизонтом не может  быть просвета голубого неба. База наблюдается чаще на западной половине горизонта, соответственно обычному направлению движения циклонов с запада.

2.   Cirrus radiatus   (Ci rad.)—радиальные, рис. [1],   когда полосы облаков вследствие перспективы кажутся сходящимися в одной или в двух противоположных точках горизонта.

Связь с другими формами: увеличиваясь по количеству, Ci могут непосредственно сменяться пеленой Cs. Кроме того, Ci иногда наблюдаются одновременно с Сс.

Условия наблюдения с поверхности земли: большая высота и характерное волокнистое строение при наличии просветов голубого неба в большинстве случаев позволяют легко отличать перистые облака Ci от других форм облаков. Перистые облака можно спутать с перисто-слоистыми Cs, но эти последние отличаются тем, что образуют непрерывную пелену, достаточно однородную и обширную. Перистые облака отличаются от Ac virga волокнистым строением на большом протяжении, тогда как у Ac virga нитевидные полосы падения занимают сравнительно небольшие участки неба.

Вечером, после захода солнца, Ci еще долго остаются освещенными, принимая серебристую, затем золотистую или красноватую окраску. Затем эти облака постепенно сереют и при этом кажутся более плотными, чем днем. В безлунную ночь они становятся невидимыми или плохо различимыми, поэтому особенно важно тщательное наблюдение за состоянием неба вечером. Утром, перед восходом солнца, Ci первыми из облаков освещаются и окрашиваются зарей.

Процессы образования: охлаждение воздуха, приводящее к образованию Ci, происходит при его восходящем движении в верхней тропосфере, в зоне атмосферных фронтов, (особенно у теплого фронта). В охлаждающемся воздухе происходит сублимация водяного пара и образование редких ледяных кристаллов. Мелкие ледяные кристаллы падают весьма медленно и восходящими движениями воздуха могут переноситься на более высокие уровни. Ci могут образоваться также из вершин Cb при распаде этих облаков (Ci ing.).

Перисто-кучевые  облака   Сс   (Cirrocumulus)

Внешний вид: белые, тонкие облака, состоящие из очень, мелких волн, хлопьев или ряби (без серых оттенков), частично имеющие волокнистое строение или непосредственно переходящие в покров Ci или Cs. Вне связи с Ci или Cs эти облака наблюдаются редко.

Как правило, Сс наблюдается в небольших количествах (часто менее ¹/10 неба).

Высота основания: в умеренных широтах колеблется в пределах от 6 до 8 км.

Толщина   слоя:   не превышает 200—400 м.

Микрофизическое строение: Сс состоят из мелких ледяных кристаллов, имеющих форму столбиков или пустотелых призм, отдельных или соединенных по нескольку кристаллов в комплексы.

Оптические явления и прозрачность: так же как и перистые облака, Сс прозрачны и, закрывая солнце, почти не уменьшают освещенности. Голубое небо, просвечивая через облака, придает им голубоватый оттенок. Солнце и луна хорошо просвечивают, при этом иногда наблюдается гало, а также радужная окраска краев облака и отдельных его участков (это явление называется иризацией).

Осадки:   из облаков Сс не выпадают.

Виды   и   разновидности   основной   формы:

1. Вид    Cirrocumulus    undulatus     (Cc    und.)—волнистые, рис. [1], [2], [3], [4], [5],    с    разновидностью    Cirrocumulus    lenticularis (Сс lent.) —чечевицеобразные.

2. Вид   Cirrocumulus   cumuliformis   (Cc   cuf) — кучевообразные. Имеют вид мелких башенок или хлопьев, растущих по вертикали.     Разновидность     этого     вида:     Cirrocumulus    floccus (Сс floc.) —хлопьевидные, рис. [1], [2], [3], [4], [5].

Самостоятельной разновидностью перисто-кучевых облаков принято считать следы, иногда образующиеся за самолетами, летящими на большой высоте. Их можно назвать Cirrocumulus tractus (Cc trac.) —следы, рис. [1], [2] Cc trac. и Ci sp., рис. [3]- Cc trac. и Ci sp., рис. [4]. Через некоторое время эти следы обычно рассеиваются, но иногда сохраняются долго, сильно расплываются на значительном участке неба и становятся похожими то на Сс floc., то на Ci vert. и даже на Ci unc. Если не знать происхождения, то Сс trac. легко спутать с любой из перечисленных форм.

Связь с другими формами: облака Сс обычно наблюдаются в соединении с Ci или Cs. Возможны промежуточные переходные формы между низкими Сс и высокими Ас, однако различить их нетрудно, хотя тонкие края слоя Ас по внешнему виду и напоминают Сс.

Может одновременно наблюдаться слой Сс и похожий на них слой нижележащих Ас (или даже несколько слоев Ас на различных высотах).

Условия наблюдений с поверхности земли: облака Сс обычно определяются легко. Их можно смешать только с высокими Ас, в отличие от которых Сс частично (особенно по краям) имеют волокнистое строение. Кроме того, Cc часто переходят непосредственно в слой Ci или Cs, или явно расположены на одном уровне с этими облаками. Если волнистое строение перисто-кучевых облаков (или рябь) становится плохо выраженным и постепенно перерождается в волокнистую структуру, то их следует отмечать уже как Ci fil.

Процессы образования: облака Сс образуются при возникновении волновых и конвективных движений в верхней тропосфере. Часто Сс наблюдаются перед холодным фронтом 2-го рода и перед верхними холодными фронтами.

Перисто-слоистые   облака    Cs   (Cirrostratus)

Внешний вид: белая или голубоватая тонкая однород­ная пелена облаков, иногда слегка волокнистого строения. Как правило, пелена Cs постепенно закрывает все небо.

Высота основания: в умеренных широтах в среднем около 6—8 км.

Толщина слоя: колеблется от 100 м до нескольких ки­лометров. Верхняя и нижняя границы слоя Cs при наблюдениях с самолета выражены нерезко.

Микрофизическое строение: состоят из ледяных кристаллов в форме игл или шестигранных столбиков, иногда соединенных по нескольку штук вместе (в виде комплексов). Реже встречаются в составе этих облаков толстые пластинки.

Оптические явления и прозрачность: часто отмечается яркое гало вокруг солнца и луны. Сквозь Cs просвечивает голубое небо, а ночью — яркие звезды; иногда эти облака настолько тонки и однородны, что их присутствие удается обнаружить только по наличию гало (также и при полете через них на самолете). По мере уплотнения Cs переходят в As.

Осадки:   из облаков Cs не выпадают.

Виды   и   разновидности   основной формы:

1.  Вид Cirrostratus filosus  (Cs fil.) —нитевидные. Белая пелена с волокнистым   строением.   У этих   облаков в отличие   от Ci fil. волокна выражены менее ярко и не так сильно перепутаны, как у облаков Ci int.

2.   Вид   Cirrostratus   nebulosus   (Cs neb.) — туманообразные. Однородная белая или голубоватая пелена. Иногда эта пелена настолько тонкая, что обнаружить ее можно только по наличию гало; иногда пелена плотная и отчетливо различается наблюдателем.

Связь с другими формами: перисто-слоистые облака могут наблюдаться в соединении с перистыми и перисто-кучевыми. При надвижении фронтальной облачной системы Ci, увеличиваясь по количеству и постепенно закрывая все небо, сменяются Cs; в свою очередь Cs, уплотняясь и снижаясь, непосредственно сменяются As. Иногда слой As надвигается на фоне Cs самостоятельно, без видимой связи с последними.

Условия наблюдений с поверхности земли: некоторые затруднения могут быть лишь при различении Ci и Cs, Cs и As. Перисто-слоистые облака Cs отличаются от Ci тем, что их пелена совершенно однородна, непрерывна и не распадается на отдельные участки, разделенные промежутками голубого неба.

От высоко-слоистых облаков Cs отличаются тем, что они почти прозрачны, в то время как сквозь As солнце и луна просвечивают тускло, как сквозь матовое стекло, и при этом в дневное время тени от предметов становятся нерезкими или исчезают вовсе.

Процессы образования: Cs образуются вследствие адиабатического охлаждения воздуха при его восходящем движении в верхней тропосфере в зонах атмосферных фронтов. Эти облака особенно характерны для системы облаков теплого фронта, а также теплого фронта окклюзии, но могут наблюдаться и при прохождении других фронтов.

Облака среднего яруса (перейти к фото >>)

К основным формам облаков среднего яруса относятся: высоко-кучевые и высоко-слоистые облака.

Общие признаки облаков среднего яруса: это светло-серые, синевато-серые, иногда белые облака в виде сплошной пелены или волн, пластин и хлопьев, значительно более крупных и массивных, чем у облаков верхнего яруса.

Облака среднего яруса состоят из переохлажденных капель воды  или   переохлажденных   капель   воды в смеси с ледяными кристаллами и снежинками.    Сквозь    облака    среднего    яруса солнце просвечивает слабо или вообще не просвечивает.

Высоко-кучевые  облака  Ac (Altocumulus)

Внешний вид: белые, иногда сероватые или синеватые облака в виде волн (гряд), состоящих из пластин или хлопьев. Последние обычно разделены просветами голубого неба, но иногда сливаются в почти сплошной покров.

Высота основания: Ас над поверхностью земли наблюдаются в пределах от 2 до 6 км.

Толщина   слоя:   около 200—700 м.

Микрофизическое строение: высоко-кучевые облака состоят преимущественно из переохлажденных капелек воды радиусом чаще всего 5—7 мк с колебаниями от 3 до 24 мк. Изредка в этих облаках имеются ледяные кристаллы: толстые пластинки или объединенные по нескольку вместе столбики.

Оптические явления и прозрачность: сквозь тонкие края Ас просвечивают солнце и луна, при этом вокруг них часто наблюдаются венцы ( В практике наблюдений иногда бывает,   что   наблюдатель   не может разглядеть венец, так как солнце слепит глаза; если смотреть на отражение солнца, например, в воде, то венцы хорошо заметны).

 Сквозь центральные части уплотнений в облаке (волн, пластин) солнце или луна обычно уже не просвечивают или просвечивают очень слабо. Если волны или пластины сливаются в покров, полностью закрывающий часть неба вблизи солнца, то оно обычно совсем не просвечивает. Края облаков, проходя вблизи солнца или луны, окрашиваются в слабые радужные тона; это явление называется иризацией.

Осадки: из облаков Ас иногда могут выпадать в виде отдельных капель дождя или отдельных снежинок. При Ac virga наблюдаются метловидные полосы падения осадков, которые обычно не достигают поверхности земли вследствие испарения в подоблачном слое.

Виды  и   разновидности  основной формы:

1.  Вид  Altocumulus   undulatus  (Ac und.)—волнистые, рис. [1].   Этот вид имеет разновидности:

а)    Altocumulus   translucidus    (Ac trans.) —просвечивающие, рис. [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]. Эти облака состоят обычно из резко разграниченных   элементов   (волн,   пластин)   и   отличаются   неоднородной плотностью.   Плотные   участки   серого цвета чередуются с тонкими,   более   освещенными    частями    прозрачно-белого    цвета. В этих тонких частях через облака могут просвечивать небесные светила или голубое небо.

б)   Altocumulus   opacus   (Ac op.) — непросвечивающие плотные, рис. [1], [2], [3], [4], [5]. Эти облака образуют почти сплошной слой, на нижней поверхности которого вполне отчетливо различимы темные волны, гряды или пластины. Ас ор. могут закрывать все небо или часть его.

в)    Altocumulus   lenticularis    (Ac   lent.) — чечевицеобразные, рис. [1], [2]. Это отдельные, довольно плотные облака, чечевицеобразной   или   сигарообразной   формы с гладкими очертаниями. Иногда они сливаются в обширные массы, лишь местами включающие хорошо выраженные чечевицеобразные облака. Небольшие   облака с гладкими   очертаниями   часто   приобретают бледные   радужные   переливы  (иризация)   вблизи   солнца   или луны.

г)     Altocumulus     inhomogenus     (Ac    inh.)—неоднородные, рис. [1]. Высоко-кучевые облака называются неоднородными (Ac inh.) в тех случаях, когда сплошной слой облаков лишь местами имеет волнистое строение или когда можно обнаружить два слоя высоко-кучевых облаков, близко расположенных один от другого. Эта разновидность облаков бывает переходной от As к Ас.

 2.  Вид Altocumulus cumuliformis  (Ac cuf) — кучевообразные. Разновидности этого вида:

a) Altocumulus floccus (Ac floc.) — хлопьевидные, рис. [1], [2]. Имеют вид белых, по краям разорванных хлопьев, сравнительно быстро меняющих свои очертания.

б)     Altocumulus    castellatus     (Ac    cast.) — башенковидные. Белый или слегка сероватый слой  (гряда)   высоко­кучевых облаков,  над которым выступают белые кучевообразные массы, растущие вверх наподобие небольших куполов или башенок, напоминающих Сu или Сb. Эти массы довольно быстро меняют свою форму. Иногда эти облака, после своего появления утром, скоро исчезают.

в)   Altocumulus   cumulogenitus   (Ac  cug.) — образовавшиеся из кучевых облаков, рис. [1], [2]. Образуются из мощных кучевых облаков (Сb и Сu cong.), когда их вершины, достигнув среднего яруса, растекаются. Имеют вид белых, кучевообразных масс с плоскими, сливающимися   между собой краями.   Эти облака легко определить, следя за развитием и изменением кучевых облаков. В ранней стадии образования Ас хорошо заметна их связь с кучевыми облаками.

г)  Altocumulus virga (Ac vir.) — с полосами падения осадков Эта разновидность высоко-кучевых облаков записывается тогда, когда наблюдатель   отчетливо   различает   волокнистые   полосы падения   осадков.   Эти   полосы   обычно   направлены от облака наклонно или прямо вниз, а затем загибаются вследствие неоди­наковой скорости ветра на различных высотах.

Связь с другими формами облаков: Ас могут наблюдаться одновременно с As или переходить в них (это чаще происходит с разновидностью Ас ор.) и, наоборот, Ас могут образоваться из покрова As при его распаде (благодаря возникновению воздушных волн на уровне облачного слоя). Уплотняясь и опускаясь, Ас могут перейти в облака Sc, с которыми они имеют много общего.

Условия наблюдений с поверхности земли: по большей части облака Ас определяются легко по характерным очертаниям и светлой окраске. Иногда возникают трудности в различии форм Ас и As, Ас и Sc, Ac и Сс.

Высоко-кучевые облака (Ас), в отличие от As, не образуют сплошного однородного серого покрова и не имеют волокнистого строения, создаваемого полосами падения осадков (в разновидности Ac vir. полосы падения занимают небольшие участки неба). Существует переходная форма между Ас и As, которая отмечается как As (Ac) или как Ac inh., если на основном сером фоне слоя облаков можно различить волны или пластины.

Слоисто-кучевые облака Sc отличаются от Ас тем, что они расположены ниже, более плотны и имеют серый или темно-серый цвет. При недостаточно уверенных определениях высоты нижней границы облаков, чтобы различить Ас от Sc пользуются следующим приемом: если размеры облачных элементов (волн или пластин) по внешнему виду меньше 10 видимых диаметров солнца (могут быть закрыты тремя пальцами вытянутой руки, если смотреть одним глазом), то облака считают высоко-кучевыми; если размеры отдельных элементов облаков крупнее, то их считают слоисто-кучевыми.

Об отличии Ас от Сс указывалось при описании перисто-кучевых облаков.

Процессы образования: большое число разновидностей высоко-кучевых облаков является следствием многообразия процессов их образования. Основные процессы следующие:

1.   Волновые  движения   воздуха на высоко   расположенных границах инверсии  (в частности, перед холодными фронтами и фронтами окклюзии), а также волновые движения на слабо наклоненных фронтальных поверхностях.

2.  Волновые движения над горными препятствиями;  в этих случаях образуется разновидность Ac lent.

3.  Растекание   мощных   кучевых   облаков   (Сb   и   Сu cong.) в слое 2—5 км, особенно при наличии инверсии.

4.  Конвективные движения воздуха в слое выше 2 км; в этом случае чаще всего образуются разновидности Ac floc, и Ac cast.

Высоко-слоистые   облака   As   (Altostratus)

Внешний вид: серая или синеватая однородная пелена облаков слегка волокнистого строения. Как правило, пелена постепенно закрывает все небо. Иногда на нижней поверхности пелены As заметны слабо выраженные волны.

Высота  основания:   в пределах от 3 до 5 км.

Толщина  слоя:   в среднем около 1 км, изредка до 2 км.

Микрофизическое строение: тонкие As и верхние части более плотных As состоят преимущественно из ледяных кристаллов (пластинок). Низкие As состоят из ледяных кристаллов (столбиков) в смеси с переохлажденными капельками воды. Нижние части этих облаков состоят из более крупных снежинок или (обычно ниже уровня, где температура воздуха равна 0°) мелких капель дождя.

Оптические явления и прозрачность: солнце и луна просвечивают сквозь эти облака слабо, как через матовое стекло. Тени от предметов на земле нерезкие или исчезают вовсе. В тонких As отмечаются венцы около солнца и луны.

Осадки: выпадают, но летом обычно не долетают до поверхности земли вследствие испарения. Зимой нередко даже тонкие слои As дают снег.

Виды   и   разновидности   основной формы:

Различаются два вида высоко-слоистых облаков:

1.   Вид   Altostratus   nebulosus    (As neb.)—туманообразные, в виде однородного серого слоя.

2.  Вид Altostratus undulatus (As und.) — волнистые. Эти облака имеют заметно волнистое основание и волокнистое  строение (хотя бы в отдельных  частях   облака).   Оба эти вида имеют следующие разновидности:

а)    Altostratus   translucidus    (As   trans.) — просвечивающие, рис. [1]. Напоминают плотные перисто-слоистые облака, но заметно более серого цвета. Через эти облака солнце и луна просвечивают, как сквозь матовое стекло; тени от предметов на земле отсутствуют.

б)   Altostratus opacus (As op.)—непросвечивающие. Однородный покров серого цвета,   часто   переменной плотности, что заметно по степени освещенности  (местами облака   темнее, местами светлее). Солнце и луна не просвечивают через эти облака, но местоположение их на небе можно определить по расплывчатому светлому пятну на облаке.

в)   Altostratus praecipitans (As pr.) —дающие осадки. Выпадающие осадки обычно небольшой интенсивности,  непрерывные или перемежающиеся; в летнее время часто не достигают земли.

Связь с другими формами. Уплотняясь и снижаясь, As непосредственно переходят в слоисто-дождевые облака Ns. Высоко-слоистые облака As являются как бы промежуточным звеном между Cs и Ns; в системе облаков теплого фронта они надвигаются после Cs и, уплотняясь, переходят в Ns; в системе облаков холодного фронта 1-го рода они приходят после Ns и, становясь постепенно все более тонкими, переходят в Cs. Переход может быть непосредственным, но иногда это происходит при последовательной смене облачных слоев, разделенных частично безоблачными промежутками. Безоблачные («сухие») прослойки обычно наблюдаются в распадающихся фронтальных облачных системах.

Высоко-слоистые облака могут быть отмечены в сочетании с Ас, причем возможны взаимные переходы: As в Ас и Ас в As. As могут быть также в соединении с мощными Сb фронтального происхождения.

Условия наблюдений с поверхности земли: иногда оказывается трудным отличить As от Cs, Ac, Ns и даже St.

По сравнению с Cs высоко-слоистые облака более плотны, имеют днем сероватый или голубоватый цвет, но главное — значительно сильнее затеняют солнце.

По сравнению с Ас высоко-слоистые облака выглядят более однородной сплошной пеленой, без просветов. Даже если пелена As и обрывается в той или иной части неба (это бывает на краю облачной системы), то все-таки в той части покрова As, которая доступна обозрению, нет ни просветов, ни расчленения на отдельные пластины. Если же такое расчленение можно обнаружить, но по остальным признакам облака должны быть отнесены к As, то они отмечаются как переходная форма между высоко-слоистыми и высоко-кучевыми, т.е. записывается As (Ac).

Наиболее характерный признак As —- их волокнистое строение, которого никогда не бывает у Ас. Поэтому, если покров высоко-слоистых облаков достаточно однороден, признаки Ас или As выражены нечетко и не дают основания для уверенного определения формы облаков, то решающим признаком будет волокнистое строение, которое при внимательном наблюдении всегда обнаруживается в As.

От Ns высоко-слоистые облака отличаются большей высотой расположения и меньшей плотностью. Осадки из As не всегда достигают земли. Плотный покров с основанием на уровне около 2 км при отсутствии осадков еще может отмечаться как As op., но при наличии осадков должен уже отмечаться как Ns. Однако наличие осадков само по себе не должно быть определяющим признаком: если облака светлые, тонкие и находятся на большой высоте, но в то же время дают осадки (что особенно часто наблюдается зимой), то они отмечаются как As.

Иногда бывает трудно отличить As от светлых, приподнятых St, особенно если нет надежных определений высоты нижней границы облаков. Отличительным признаком в этом случае служит то, что нижняя поверхность As обычно ровная, a St чаще разорванная; кроме того, покров As имеет обычно волокнистую структуру, которой нет у St.

При наблюдениях очень помогает знание истории появления данного слоя облаков, которое достигается путем достаточно-частых наблюдений и прослеживания всех изменений в состоянии неба.

Процессы образования: As образуются вследствие охлаждения воздуха при его общем наклонном медленном восходящем движении. Этот процесс обычно происходит при надвижении теплого воздуха, когда он поднимается, скользя по наклонной поверхности более плотной холодной воздушной массы (теплый фронт и теплый фронт окклюзии). Аналогичный процесс может иметь место и у холодных фронтов, чаще всего у холодного фронта 1-го рода.

В отдельных случаях наклонные восходящие движения воздуха могут происходить в атмосфере при отсутствии фронта у поверхности земли, при наличии лишь верхнего фронта. В таких случаях As могут возникать без явной связи с приземными фронтами; тогда они образуют отдельные, сравнительно тонкие слои в атмосфере.

Облака нижнего яруса (см.фото)

Облака нижнего яруса имеют вид низких серых тяжелых гряд, валов или пелены, закрывающей небо сплошным покровом. Солнце не просвечивает сквозь эти облака или изредка слабо просвечивает через тонкие их края.

К облакам нижнего яруса относятся три основные формы: слоисто-кучевые, слоисто-дождевые и слоистые облака.

Слоисто-кучевые   облака   Sc  (Stratocumulus)

Внешний вид: серые облака, состоящие из крупных гряд (волн), пластин или хлопьев, разделенных просветами или сливающихся в сплошной серый волнистый покров.

Высота   основания:   в пределах 0,6—1,5 км.

Толщина  слоя:   возможна от 0,2 до 0,8 км.

Микрофизическое строение: Sc состоят преимущественно из мелких капелек воды (радиусом чаще всего 5—7 мк с колебаниями от 1 до 60 мк), зимой переохлажденных. В отдельных случаях среди капель имеется примесь некоторого количества ледяных кристаллов (пластинок) и снежинок.

Оптические явления и прозрачность: при сплошном покрове плотных Sc солнце вообще не просвечивает и местоположение его на небе определить трудно. Если в облаках имеются просветы или более тонкие части у краев облака, то солнце и луна могут временами просвечивать, причем образуются венцы.

Осадки: из большинства разновидностей Sc, как правило, не выпадают. Из непросвечивающих слоисто-кучевых (Sc op.) облаков могут выпадать слабые непродолжительные осадки в виде дождя или редкого снега (зимой иногда и из Sc trans).

 Виды   и разновидности   основной  формы:

1.    Вид    Stratocumulus    undulatus    (Sc    und.)—волнистые. Этот вид имеет разновидности:

а)   Stratocumulus translucidus   (Sc trans.) — просвечивающие, рис. [1], [2], [3], [4], [5]. В этих  облаках  их  элементы (гряды, пластины или хлопья) располагаются неплотно, не сливаются друг с другом. В промежутках   между ними виден   верхний слой облаков или голубое небо. В некоторых случаях определенных разрывов в облачном покрове нет, но имеются значительно более тонкие и потому более освещенные участки.

б)   Stratocumulus opacus  (Sc op.) — плотные непросвечивающие, рис. [1], [2], [3], [4], [5]. Представляют собой слой темно-серых плотных облаков, состоящих из сливающихся груд или пластин. Когда элементы Sc op. сливаются совершенно и слой становится однородным, то они переходят в слоисто-дождевые Ns или слоистые St облака. Название Sc сохраняется до тех пор, пока еще нижняя   поверхность   облака   достаточно   отчетлива   и   на   ней можно различить валы, гряды или отдельные пластины.

в)   Stratocumulus   lenticularis   (Sc lent.)—чечевицеобразные, рис. [1], [2].   Отдельные,   сравнительно   плоские,   вытянутые в длину   чечевицеобразные   облака,   расположенные   в   нижнем ярусе. Sc lent, типичны, в частности, для полярных стран. Иногда они образуются у крутых подветренных склонов возвышенностей (гор).

2.  Вид Stratocumulus   cumuliformis   (Sc   cuf) — кучевообразные. Разновидности этого вида:

а)   Stratocumulus   castellatus   (Sc  cast.) — башенкообразные, рис. [1], [2].  Слоисто-кучевые облака,  местами   растущие вверх в виде   башенок и куполов   или   похожие на пузырчатую   пену (верхняя часть облаков). Они имеют сходство с кучевыми облаками, но отличаются тем, что представляют собой не отдельные четко   очерченные   облака, а некоторый   слой  (подобно  другим видам Sc), из которого растут башни. Эти облака типичны для предгрозового состояния неба. При дневном развитии  Sc cast. могут превращаться в Сu cong.

б)   Stratocumulus diurnalis (Sc diur.) — растекающиеся дневные, рис. [1]. Sc diur. образуются из кучевых при их растекании, только растекание происходит не в среднем, а в нижнем ярусе (под границей   инверсии,   расположенной    достаточно   низко).   Sc diur. имеют вид протяженного горизонтального слоя облаков или вытянутых гряд.   В начальной стадии   образования Sc diur. ясно видна их связь с кучевыми   облаками,   отдельные   вершины Сu могут выступать из слоя Sc длительное время.

в)   Stratocumulus vesperalis   (Sc vesp.) — растекающиеся вечерние, рис. [1]. Эти облака возникают вечером при обычном растекании кучевых облаков в связи с ослаблением восходящих движений воздуха  (конвекции). Имеют вид плоских удлиненных гряд облаков, образующихся при опадении вершин куче­вых облаков и растекании их оснований.

г)   Stratocumulus    mammatus     (Sc    mam.)—вымеобразные, рис. [1]. Имеют вид шарообразных масс на фоне других облаков.

Связь с другими формами: слоисто-кучевые облака могут наблюдаться одновременно с высоко-кучевыми. Ряд разновидностей Sc cuf. образуется при распаде Сu или Сb. Но и сами Sc при усиливающейся конвекции могут развиваться в кучевые облака, особенно часто это происходит с Sc cast. При приближении фронта Sc могут смениться слоисто-дождевыми Ns, что сопровождается выпадением обложных осадков. Наоборот, при ослаблении процессов конденсации в конце прохождения облачной системы Ns могут перейти в Sc. При ослаблении волновых движений и преобладании турбулентного перемешивания Sc могут перейти в St.

Условия наблюдения с поверхности земли: при определении слоисто-кучевых облаков могут возникнуть трудности в различении Sc от Ac, Sc от As op., Sc от St, Sc от Ns и, наконец, Sc от Сu.

О различии Sc и Ас было подробно указано при описании высоко-кучевых облаков. Наиболее существенные признаки: слоисто-кучевые облака располагаются более низко и состоят из более крупных элементов. Условно принимается, что размер элементов Sc превышает десятикратный диаметр солнца (не закрываются тремя пальцами вытянутой руки). Sc op. отличается от As op. главным образом по высоте. Кроме того, у As меньше выражено волнистое строение и сами волны не имеют правильного чередования, а представляют отдельные вытянутые по горизонтали уплотнения неправильной формы. Sc op. имеют правильные волны. Кроме того, As часто имеет волокнистое строение, которого не бывает у Sc. Цвет As синеватый, покров Sc серого или желтовато-серого цвета.

От слоисто-дождевых облаков Sc op. отличаются волнистым строением и обычно отсутствием осадков. Полезно при различении Sc от As и Ns учитывать тип погоды, поскольку As и Ns являются преимущественно облаками фронтальных систем, тогда как Sc образуются, по большей части, внутри однородных воздушных масс. Знание предшествующей истории облачной системы позволяет более точно определить форму облаков.

От слоистых облаков Sc отличаются большей высотой основания и более ярко выраженной волновой структурой.

От кучевых облаков (которые иногда тоже располагаются грядами) Sc отличаются большой длиной гряд и отсутствием куполообразных вершин (кроме разновидности Sc cast., у которой выступающие купола и башни сравнительно невелики и быстро меняют очертания). При растекании Сu их следует считать перешедшими в Sc, когда растекшиеся облака образовали достаточно однородный и плоский слой или гряды. Может наблюдаться и переходная форма Sc (Сu), если переход одной формы в другую еще совершился неполностью.

Процессы образования: основные процессы, вызывающие образование слоисто-кучевых облаков, следующие:

1.  Волновые движения в слоях инверсий, расположенных ниже 2 км над поверхностью земли.

2.   Растекание   Сu   или Сu   cong.   в   слое    под   инверсиями ниже 2 км.

3.  Волновые движения, возникающие над подветренным склоном возвышенностей и приводящие к образованию Sc lent.

Особого рода волновые и циркуляционные движения, возникающие на окраинных частях растекающихся Сb, а иногда и в имеющемся слое Sc, приводят к образованию Sc mam.

Конвективные движения, развивающиеся в слое Sc приводят, в частности к образованию Sc cast.

Слоистые облака   St (Stratus)

Внешний вид: однородный слой серого или желто-серого цвета, сходный с туманом, приподнятым над поверхностью земли. Часто нижняя поверхность этого слоя бывает разорванной, клочковатой. Обычно слоистые облака закрывают все небо серой пеленой, но иногда могут наблюдаться и в виде разорванных облачных масс.

Высота основания: обычно в пределах от 0,1 ,чо 0,7 км, но иногда облака сливаются с наземным туманом.

Толщина  слоя:  обычно от 0,2 до 0,8 км.

Микрофизическое строение: облака St состоят из мельчайших капелек воды, радиусом чаще всего 2—5 мк с колебаниями от 1 до 29 мк. В слоях облака с температурой ниже 0° эти капли переохлажденные. В этих же слоях могут находиться также ледяные кристаллы и снежинки.

Оптические явления и прозрачность: солнце и луна через слоистые облака обычно не просвечивают. Если облака очень тонки или разорваны, то через их края солнце или луна могут временами просвечивать. При этом образуются яркие венцы.

Осадки: как правило, не выпадают. Иногда может выпадать морось; реже, при отрицательных температурах выпадает мелкий снег или отдельные мелкие снежные зерна, которые тем не менее заметно ухудшают видимость.

Виды   и   разновидности   основной формы:

1.    Вид     Stratus     nebulosus    (St    neb.)—туманообразные, рис. [1]:  однородный серый или желто-серый слой облаков. Иногда он располагается так низко, что закрывает верхние части высоких наземных предметов, ослабляя их видимость.

2.   Вид Stratus undulatus   (St und.) — волнистые, рис. [1]. Эти  облака  в общем  сходны с St neb. с тем  отличием, что их основание имеет волнистый характер. Эти волны вследствие их большой длины и низкого расположения облаков иногда заметны лишь в виде правильного   чередования   более   темных и более светлых мест в облаке.

3.  Вид Stratus fractus   (St fr.) — разорванные, рис. [1].   Эти   облака могут быть в виде клочьев, скопления отдельных облаков с разорванными краями, более или менее сплошного клочковатого покрова со свисающими вниз лохмотьями.

Разновидность этого вида:

a) Fractonimbus (Frnb) — разорванно-дождевые, рис. [1]: низкие, серые, мрачные изорванные облака плохой погоды. Они образуются под слоем облаков, дающих осадки (As, Ns, Cb и Sc op.), и встречаются лишь в сочетаниях с этими облаками, обычно видными в разрывах. Однако Frnb могут образовать и почти сплошной слой, закрывающий вышележащие облака. Сами они осадков не дают, а лишь пронизываются осадками, выпадающими из вышележащих облаков.

Связь с другими формами: облака St могут образоваться при снижении Sc и, наоборот, сами могут перейти в Sc. При значительной вертикальной мощности слоя St и сильном развитии турбулентности в атмосфере облака St могут слиться с вышележащими облаками. Чаще всего это происходит с Frnb, которые могут слиться в один слой с облаками Ns. Утром, при отсутствии более высоких облаков, St fr. могут превратиться в кучевые облака, если поверхность земли прогревается и развивается конвекция.

Условия наблюдения с поверхности земли: иногда бывает трудно различить St и As, St и Sc, St и Ns.

Об отличии слоистых облаков St от As и Sc было сказано выше, при описании этих форм. К этому можно еще добавить, что у слоистых облаков, даже вида St und., волнистое строение выражено очень слабо и с трудом различается, так как волны имеют большую длину, а облака расположены низко.

Слоисто-дождевые облака Ns по внешнему виду похожи на St. Их различают по следующим признакам:

а)  St располагаются обычно ниже, чем Ns, иногда так низко, что закрывают верхние части   высоких   предметов  (мачт, труб, высоких деревьев, холмов), ослабляя их видимость.

б)   St более светлого серого   цвета, чем Ns,   причем обычно отмечаются  оттенки  окраски — чередование  темных  и  светлых мест, соответствующих участкам облака большей и меньшей толщины. Строение облаков St менее волокнистое, чем Ns.

в)   St никогда не дают обложных осадков.

Кроме того, полезно учитывать при определении облаков тип погоды: St образуются преимущественно внутри однородных воздушных масс и часто являются облаками местного происхождения, имея небольшую мощность. В отличие от них облака Ns и As наблюдаются обычно на атмосферных фронтах. Исключение составляет разновидность Frnb, которая характерна для фронтальных систем облаков.

Процессы    образования:

1.  Охлаждение относительно теплого воздуха при движении его над холодной подстилающей поверхностью.

2.  Радиационное выхолаживание нижнего слоя воздуха в течение ночи или нескольких суток подряд.

3.  Охлаждение    при   восходящем   движении   воздуха    вдоль почти горизонтальных участков  фронтальных поверхностей  или по склонам возвышенностей.

4.  Увлажнение воздуха выпадающими из вышележащих облаков осадками и одновременно развитие динамической турбулентности под слоем облаков, дающих осадки.

5.  Перенос водяного пара турбулентными движениями вверх в подинверсионном слое и конденсация избытка пара в верхней части слоя. Возможна также диффузия водяного пара в подинверсионный слой сверху из теплой воздушной массы, если она более влажная, чем нижний слой   воздуха.   Поэтому   большое значение для образования облаков St имеет наличие слоя инверсии температуры, расположенного на небольшой высоте над поверхностью земли.

Форма облаков St является одной из наиболее часто наблюдаемых в умеренных и северных широтах.

Слоисто-дождевые   облака   Ns   (Nimbostratus)

Рис. [1], [2], [3].

Внешний вид: темно-серый облачный слой, иногда с желтоватым или синеватым оттенком. При осадках он кажется однородным; в перерывах между выпадениями осадков иногда заметна неоднородность и даже некоторая волнистость слоя облаков. Основание облаков Ns всегда размыто полосами выпадения осадков так, что точно установить положение нижней поверхности облаков бывает затруднительно.

Облака Ns обычно закрывают все небо без просветов. Одни Ns наблюдаются сравнительно редко; чаще под их слоем образуются разорванно-дождевые облака Frnb, частично или даже полностью скрывающие основной слой Ns.

Высота основания: отмечается в пределах от 0,1 до 1 км, ниже всего вблизи линии фронта.

Толщина слоя: обычно отмечается в пределах от 2 до 3 км, но иногда достигает 5 км и даже больше. Однако наблюдаются случаи, когда толщина слоя Ns не превышает 1—2 км и между ними и вышележащими As имеется безоблачная прослойка.

Микрофизическое строение: слоисто-дождевые облака состоят из переохлажденных капель и ледяных кристал­лов. В верхней части облака кристаллы имеют преимущественно форму столбиков, в нижней части — пластинок. В нижних частях облака преобладают мелкие капельки воды с примесью снежи­нок или сравнительно крупных капель дождя (в зависимости от того, будет ли температура в этом слое ниже или выше 0°). Большинство капелек воды имеет радиусы чаще всего 7—8 мк с колебаниями от 2 до 72 мк.

Оптические явления и прозрачность: облака плотные, солнце и луна через них не просвечивают совершенно и даже приближенно не удается указать их местоположение на небе.

Осадки: выпадает обложной дождь или снег, иногда с перерывами, изредка — ледяной дождь.

Виды и разновидности основной формы: не выделяются.

Связь с другими формами облаков: обычно Ns образуются из As, слой которых постепенно уплотняется (от As trans, переходит в As op. и в As pr.) и снижается вплоть до превращения в Ns. Переход от As op. к Ns постепенный, поэтому резкой грани между ними нет. Хорошим признаком совершив­шегося перехода является выпадение устойчивых обложных осадков. Ns могут образоваться из Sc op. В этом случае элементы Sc (отдельные хлопья, пластины или волны) постепенно сливаются между собой, облака снижаются и преобразуются в Ns. Переход считается завершившимся тогда, когда волнистая структура, присущая Sc, полностью исчезает и вследствие появления полос выпадения осадков (virga) нижняя поверхность облаков перестает быть четко различимой.

Иногда наблюдается связь Ns с Сb. При надвижении холодного фронта 1-го рода вал предфронтальных Сb непосредственно переходит в Ns, а ливневые осадки сменяются обложными. В некоторых случаях связь Сb и Ns бывает и на холодных фронтах 2-го рода. В теплом фронте, особенно летом, наблюдается переход Ns в Сb: отдельные участки слоисто-дождевых облаков, сильно развиваясь по вертикали, постепенно приобретают все признаки СЬ; выпадающие из них осадки получают характер ливневых.

Условия наблюдения с поверхности земли: основным признаком, по которому безошибочно определяются Ns, служит выпадение обложных осадков. Этот признак помогает обнаружить Ns даже тогда, когда они снизу маскируются разорванно-дождевыми облаками Frnb. Однако иногда осадки не достигают поверхности земли вследствие испарения. В этих случаях слоисто-дождевые облака Ns отличаются от As op. главным образом по трем основным признакам: 1) значительно более темному цвету; 2) непрозрачности облаков (солнце и луна не просвечивают); 3) размытости основания облаков.

Различие Ns от Sc и St было отмечено выше, при описании этих форм. Следует отличать слой Ns от Сb большого размера, которые, надвигаясь, могут на короткое время полностью закрыть небо над пунктом наблюдения. Такая ошибка особенно вероятна, если обзор с места наблюдений сильно ограничен. В этом случае отличительным признаком будет служить характер осадков. Помогает также наблюдение за предшествующим состоянием неба: Ns появляются на фоне сплошной облачности (после As или Ас ор.), а Сb надвигаются при наличии просветов голубого неба.

Процессы образования. Основным процессом образования слоисто-дождевых облаков является охлаждение при восходящем движении воздуха вдоль наклонной фронтальной поверхности вблизи линии фронта.

Подобное восходящее наклонное движение воздуха может иметь место и вне заметной связи с линиями приземных фронтов (вдоль верхних фронтов, в широких фронтальных зонах и т. д.).

Облака вертикального развития (фото >>)

Облака вертикального развития имеют вид отдельных плотных облачных масс, сильно развитых по вертикали. Их основание обычно располагается в нижнем ярусе, а вершина иногда в среднем и даже верхнем ярусе облаков. (Система     облаков    Ns — As   тоже    может   одновременно    находиться в нижнем и среднем ярусах. Однако верхняя часть этой системы имеет характер  Аs — типичных  облаков  среднего  яруса.  Кроме  того,   облака   Ns -As ни по форме, ни по происхождению не аналогичны облакам  вертикального развития.) Основание этих облачных масс плоское, вершины имеют вид пологих куполов с вы­пуклостями или громоздящихся облачных гор и башен. Один из отличительных признаков: вершины облаков всегда ослепительно белого цвета, а основание белого, сероватого или темно-серого цвета.

К облакам вертикального развития относят две основные формы: кучевые и кучево-дождевые облака.

Кучевые   облака   Сu   (Cumulus)

Внешний вид: плотные, развитые по вертикали, облака с белыми куполообразными или кучевообразными вершинами и с плоским сероватым или синеватым основанием. Обычно кучевые облака имеют резкие очертания, но при сильном порывистом ветре края их могут быть разорванными. Иногда эти облака бывают сравнительно плоскими (см. разновидность Сu hum.).

Кучевые облака могут быть на небе в виде отдельных редких облаков или в виде значительного скопления облаков, закрывающего почти все небо.

Отдельные кучевые облака чаще всего располагаются по небу беспорядочно, но иногда образуют гряды или цепочки. При этом основания отдельных облаков находятся на одном уровне.

Высота основания: в умеренных широтах обычно бывает от 0,8 до 1,5 км. Однако высота основания может колебаться в довольно широких пределах, быть больше и меньше указанной. Вообще она тем больше, чем меньше относительная влажность у земли, и в сухие жаркие периоды может составлять 2,5—3 км и даже больше (см. гл. IV).

Вертикальная протяженность: может быть различной, от сотни метров до нескольких километров.

Микрофизическое строение: кучевые облака состоят из капель воды, более крупных в вершине облака (преобладающий радиус капелек около 10 мк) и более мелких у основания облака (преобладающий радиус около 6 мк). В отдельных случаях в облаке имеются отдельные дождевые капли. При температурах ниже 0° капли находятся в переохлажденном состоянии.

Оптические явления и прозрачность: центральные части кучевых облаков полностью закрывают солнце, края же просвечивают, причем изредка образуются венцы.

Осадки: обычно не выпадают. В умеренных широтах из Сu иногда могут выпадать отдельные капли дождя или очень кратковременный редкий дождь (иногда за время падения капель на землю, отдельное облако, из которого они выпали, уже бывает отнесено в сторону или рассеивается; такой дождь называют «дождь из ясного неба»). В тропических странах из Сu иногда выпадают ливневые дожди.

Виды   и   разновидности   основной формы:

1.   Вид    Cumulus    humilis    (Cu   hum.)—кучевые    плоские  («облака хорошей погоды»), рис. [1], [2], [3]. Эти облака  мало развиты по высоте; они кажутся плоскими, так как их высота меньше горизонтальных размеров.  Сu hum. наблюдаются  преимущественно в теплое время года, в хорошую установившуюся погоду.  Обычно они  возникают утром, достигают наибольшего развития в околополуденные часы и к вечеру растекаются, переходя часто в слоисто-кучевые вечерние облака. Изредка Сu hum. встречаются и зимой, но тогда не наблюдается описанного выше суточного хода в их развитии. Разновидность Сu hum.:

a) Cumulus fractus (Сu fr.) — кучевые разорванные, рис. [1], [2] (Это   наименование   «Cu   fr.»   помещается   взамен   «fractocumulus»   для устранения разнохарактерности наименований   (см. St fr.).). Эта разновидность отмечается тогда, когда на небе разбросаны отдельные кучевые облака, имеющие разорванный, клочковатый вид. Они выделяются своим белым цветом на синем небе и остаются на значительных расстояниях друг от друга. У них плоское основание не четко выражено или вообще не обнаруживается. Очертания этих облаков непрерывно меняются; облака как бы дымятся. Обычно Сu fr. предшествуют появлению Сu hum. (Их можно рассматривать как начальную стадию образования Сu) или являются продуктами их распада.

2.   Вид    Cumulus    mediocris   (Cu med.) —кучевые    средние,  рис. [1], [2]. Эти облака являются как бы переходной формой между плоскими Cu hum. и мощными Cu cong. Когда Сu hum. начинают расти в высоту и утрачивают   приплюснутый вид, но еще не достигают значительного развития, их следует отмечать как Cu med.   Признаком при этом   служит   отношение   высоты облака к длине его основания: если высота меньше длины, то облако следует считать   плоским   (Cu hum.), если   высота примерно равна длине или немного больше ее, облако нужно отмечать как Cu med. Второй признак Cu med. — их вершины больше клубятся, чем у Cu hum. и имеют вид бугорчатого купола (напоминают цветную капусту).

3.   Вид   Cumulus   congestus   (Cu cong.)—кучевые   мощные,  рис. [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]. Это сильно развитые по вертикали облака, высота их в  1,5—2 раза превышает   длину   основания.   Вершины облаков ослепительно белые и сильно клубятся, основания затемнены.    При   особенно   сильном   развитии   Cu cong.   они   не остаются   изолированными   массами,   а   сливаются  в  большие группы.  В  результате  образуются  сложные  нагромождения  Сu разной мощности, которые затем обычно преобразуются в Сb.

Когда вершины Сu cong., разрастаясь вверх, достигают уровня высоко-кучевых облаков, они покрываются иногда тонкой белой размытой вуалью. В этом случае отмечают разновидность:

a) Cumulus congestus pileus (Cu cong. pil.) — мощные кучевые облака с шапочкой,  рис. [1]. Эта шапочка в виде обрывка пелены или вуали обычно располагается горизонтально или несколько приподнята к вершине облака.

Связь с другими формами: развиваясь, Сu могут превратиться в Сb. Иногда Сu и Сb наблюдаются одновременно. Весной и летом облака Сu могут наблюдаться на фоне любых других облаков, если эти облака не препятствуют прогреванию поверхности земли и развитию дневной термической конвекции. При теплой погоде утром кучевые облака могут образоваться из St fr.

Распадаясь, Сu могут перейти в Sc или Ас или, пройдя стадию Сu fr., рассеяться совсем.

Условия наблюдения с поверхности земли: когда кучевые облака находятся в стороне от наблюдателя, он видит их от основания до ослепительно белых клубящихся вершин. В этом случае правильно определять облака не представляет никаких затруднений.

Если же облака располагаются у зенита или ими покрыта большая часть неба, то наблюдателю видна только их нижняя поверхность, которая всегда имеет некоторые неровности, а иногда и рваные края. В этом случае их легко спутать со слоисто-кучевыми или плотными кучево-дождевыми облаками.

В отличие от слоисто-кучевых облаков, Сu не образуют непрерывного слоя или сплошных длинных валов. Покров Сu всегда разделяется на отдельные облака, в промежутках между которыми видны их бугристые, резко очерченные бока, уходящие в высоту. Центральная часть отдельных облаков может быть темной (серого или даже темно-серого цвета, в зависимости от мощности облаков), освещенные края облаков — ярко белого цвета и выглядят светлой или блестящей каймой, в зависимости от расположения облаков относительно солнца.

Иногда трудно отличить мощные Сu cong. от Сb (кучево-дождевых облаков), имеющих не только внешнее сходство, но и сходство процесса образования. Условно принято считать облака кучево-дождевыми Сb, когда их вершина приобретает отчетливо волокнистое строение («обледеневает»), а также, когда начинается выпадение ливневых осадков или заметны полосы падения осадков (хотя бы и не доходящих до поверхности земли).

Процессы образования: кучевые облака образуются главным образом в результате мощных восходящих движений воздуха, вызванных неравномерным нагревом подстилающей поверхности (термическая конвекция). Над морем образованию Сu содействует ночное радиационное выхолаживание верхней части слоя влажного воздуха, расположенного над сравнительно теплой водной поверхностью.

Кучево-дождевые   облака   Cb   (Cumulonimbus)

 Рис. [1], [2]

Внешний вид: белые облака с темными, иногда синеватыми основаниями, поднимающиеся в виде огромных горообразных облачных масс, с вершинами, имеющими по большей части волокнистое строение (сходное с перистыми облаками). В холодное время года эти облака могут быть более плоскими. Часто наблюдаются в виде сравнительно редких отдельных облаков, но может быть и скопление их или даже облачный вал из Сb (это бывает при прохождении холодного фронта). Как правило, не закрывают всего неба и между отдельными облаками имеются просветы. Однако в отдельных случаях, при прохождении скопления этих облаков или облачного вала, на короткое время может быть закрыт весь видимый небосвод.

Высота основания: над поверхностью земли в пределах от 0,4 до 1,0 км.

Вертикальная протяженность: обычно от 3 до 4 км, но иногда вершина Сb достигает тропопаузы.

Микрофизическое строение: облака Сb в верхних частях состоят из ледяных кристаллов (при низких температурах, имеющих форму столбиков, при более высоких, выше —15°, — форму пластинок) при одновременном присутствии переохлажденных капель воды. В нижних своих частях облака состоят из капелек воды с примесью снежинок или капель дождя (в зависимости от температуры), а иногда — крупы или града.

Оптические явления и прозрачность: солнце и луна сквозь облака Сb совершенно не просвечивают. При выпадении ливневого дождя часто наблюдается радуга.

Осадки: всегда имеют бурный, ливневой характер: летом они выпадают в виде крупнокапельного дождя или града, зимой — в виде ливневого снега, часто мокрого (хлопьями) и снежной крупы, большей частью сильной и кратковременной. В отдельных случаях, при большой сухости нижних слоев воздуха, осадки не достигают поверхности земли вследствие испарения, тогда под Сb видны полосы падения. Часто в Сb наблюдается гроза.

Виды   и   разновидности   основной   формы:

1. Вид Cumulonimbus calvus (Cu calv.) —«лысые»,  рис. [1], [2], [3], [4]. Вершина этих облаков не имеет перистовидной верхней части и похожа на округлые белоснежные купола слегка волокнистого строения. Иногда при наличии этих облаков могут появиться признаки грозы.

Вид Cu calv. имеет разновидность Cumulonimbus calvus arcus (Cb calv. arc.) — «лысые с грозовым валом»,  рис. [1], [2]. Эта разновидность отмечается тогда, когда в передней части надвигающегося облака образуется темный дугообразный облачный вал (состоящий обычно из завихренных, быстро несущихся Сu fr. и Frnb), происхождение которого сопровождается шквалом — внезапным резким усилением ветра.

2. Вид Cumulonimbus capillatus (Cb cap.) — «волосатые»,  рис. [1], [2]. Эти облака имеют хорошо выраженное волокнистое перистовидное строение верхней части. Перистовидные волокна обычно постепенно распространяются по горизонтали, приобретая в надвигающемся облаке подобие веера, а при на­блюдении сбоку — наковальни. Вид Cb cap. имеет разновидности:

а)   Cumulonimbus capillatus arcus   (Cb cap. arc.) — «волосатые с грозовым валом»,  рис. [1], [2]. Признаки этой разновидности такие же, как описывалось выше для Cb calv.

б)  Cumulonimbus incus (Cb inc.) — с наковальней,  рис. [1], [2]. Эта разновидность отмечается тогда, когда верхняя обледеневшая часть облака растекается в стороны и приобретает вид гигантской наковальни над верхней частью облака.

в)   Cumulonimbus humilis  (Cb hum.) — плоские.   Имеют   все характерные признаки Cb   (отчетливую кучевообразную форму, волокнистую структуру и дающие ливневые осадки), но сравнительно мало развитые по вертикали.

Связь с другими формами: кучево-дождевые облака образуются по большей части при дальнейшем развитии Сu cong., а иногда и Ns. Они могут наблюдаться одновременно с As, Ac, Ns, Sc, Cu, Frnb, что уже отмечалось при описании этих форм. У основания Cb обычно видны полосы падения осадков. При распаде кучево-дождевых облаков могут образоваться Ci sp., Ci ing., Ac cug., Sc diur., Sc vesp.

Условия наблюдения с земли: обычно определение Cb не представляет трудностей. Они иногда могут быть смешаны только с Ns и Сu cong.

Если Cb сильно распространились по горизонтали, их основания слились и с пункта наблюдений ни в один из просветов не видно резко очерченных бугристых боковых сторон облаков, то их можно смешать с Ns. Основное различие заключается в том, что Cb имеет более мрачную, свинцово-темную окраску, дают ливневые осадки и под их основанием обычно образуются Frnb и Сu fr. При определении также нужно учитывать предшествующее состояние неба.

От Сu cong. кучево-дождевые облака отличаются по следующим признакам:

1)  Волокнистое перистовидное строение вершины облака.

2)  Сильное потемнение, когда облако находится в зените, его основание имеет темно-свинцовую окраску.

3)   Выпадение ливневых осадков, достигающих или даже не достигающих земли, но заметных в виде полос падения (virga).

Если хотя бы один из этих признаков отсутствует, облако, хотя бы и сильно развитое по вертикали, следует считать Сu cong.

Процессы образования. Основным процессом является охлаждение воздуха при восходящем движении при сильно развитой термической или динамической конвекции. Поэтому образование Cb происходит у холодных фронтов и холодных фронтов окклюзии, а также внутри сильно неустойчивых воздушных масс.

В холодное время года, когда низкие температуры воздуха, благоприятные для замерзания облачных капелек и последующего их роста до размеров снежинок, существуют уже на сравнительно небольшой высоте, образуются плоские кучево-дождевые облака (Cb hum.), дающие, однако, достаточно интенсивные осадки. Особенно типичны Cb hum. для районов Крайнего Севера, где могут наблюдаться и летом.

Вид облаков сверху и классификация их верхней поверхности

При наблюдении облаков сверху должны быть отмечены две особенности: 1) общий вид облачного поля, т. е. особенности распределения облаков в пространстве, и 2) строение облаков и вид их верхней поверхности.

По первому признаку облака разделяем на три группы: а) сплошной слой облаков, б) отдельные облачные массы и в) сочетание облачного слоя и облаков вертикального развития.

В зависимости от вида верхней поверхности облаков в каждой из указанных групп выделяем несколько форм. Описание их приводится ниже.

а) Сплошной слой облаков. Слой облаков значительной протяженности по горизонтали: на отдельных участках он может иметь небольшие просветы, не нарушающие целостности слоя. Верхняя поверхность слоя может быть различного вида:

1.  Ровная однообразная пелена.   Поверхность облаков довольно ровная и гладкая, на ней не заметно отчетливо выраженных выпуклостей, волн и т. п.

Эта форма верхней поверхности характерна для горизонтальных слоев облаков в теплых устойчивых воздушных массах, в особенности при наличии вышележащих облачных слоев. Она характерна также для слоистых облаков среднего и верхнего ярусов (для высоко-слоистых и перисто-слоистых).

2.  Волнистая поверхность.  Облачные волны имеют   сравнительно   плавные и правильные   очертания;   чаще всего они бывают   расположены   параллельно   друг   другу,   но могут иметь и разное направление в разных участках слоя. В зависимости от разницы высот между ложбинами и гребнями волн следует различать поверхность слабо волнистую или просто волнистую   (разность   высот  до  50 м)   и   сильно   волнистую   (более 50 м). Желательно, по возможности, оценивать и длину волн, т. е. горизонтальное расстояние между гребнями или долинами волн (это удается делать при соответствующем курсе самолета).

3.  Холмистая поверхность. Небольшие холмы и вспученности составляют почти сплошной слой облаков. Высота холмов различна. Поверхность их плавная или округлая, обычно они сходны с вершинами небольших кучевых облаков. Иногда   вид их   беспорядочный   и   клубящийся,   что   свидетельствует о сильной турбулентности. Холмистая поверхность облачного слоя типична для начальной стадии образования слоисто-кучевых при растекании кучевых (Sc diur.). Такой же вид имеют сверху   облака   кучевые   плоские   и   кучевые   средние,   если   их много и если они ограничены в своем развитии вверх по вертикали инверсией. Желательно, как и для волнистой поверхности, примерно оценить высоту холмов и отмечать, если она превышает 100—200 м.

4.  Неоднородная поверхность. На разных участках облачного слоя характер   поверхности может быть иной. Возможно сочетание поверхностей ровной и волнистой, ровной и холмистой, а также волнистой и холмистой. Последнее, в частности, типично для слоисто-кучевых облаков, которые днем начинают клубиться и переходят   в отдельных   местах   в кучевые, а также для слоев Sc diur. на последней стадии растекания кучевых облаков.

б) Отдельные облачные массы, разделенные большими просветами или расположенные изолированно в отдельных местах.

1.  Гряды., или валы.   Вытянутые в каком-нибудь направлении параллельные гряды, или валы, облаков. Их верхняя поверхность может быть сглаженной или слегка клубиться. Образуются они чаще всего из слоев высоко-кучевых и слоисто-кучевых облаков, особенно при их распаде; довольно часто гряды составляют плоские кучевые облака;  при вечернем растекании кучевых облаков образуются слоисто-кучевые  (Sc vesp.)  также обычно в виде гряд, или валов. Облачные валы часто связаны с препятствиями   (горными хребтами и возвышенностями). Высота гряд, или валов, может быть   значительной;   между   ними могут тянуться как бы безоблачные коридоры или глубокие рвы. Вертикальное развитие облаков, составляющих гряды, в каждом отдельном случае желательно оценить.

2.   Отдельные глыбы,   плиты или пластины,   иногда хлопья.    Обычно   это — остаток    высоко-кучевых   или слоисто-кучевых   (просвечивающих)   облаков,   когда   отдельные элементы их уже разделены значительными просветами. Последние   могут   быть   больше по площади или во всяком   случае меньше самих облаков. Сверху эти элементы могут быть совсем плоскими  (в виде плит), тогда облачное поле напоминает лед при ледоходе или отдельные льдины, разделенные разводьями. Иногда   же   изолированные   облачные   массы   имеют   заметные вспученности и не выглядят плоскими, а похожи как бы на глыбы. Края глыб и плит всегда размытые, иногда округлые, иногда рваные. Таков может быть вид сверху и поля слабо развитых кучевых облаков, причем в самой начальной стадии их развития сверху видны как бы беспорядочные хлопья.

3.  Вершины кучевых и мощных кучевых облаков. Это   могут   быть   отдельные   вершины   или   их   нагромождения. Сверху и с боков они более или менее клубятся; при бурном развитии кучевых облаков их вершины особенно неспокойны и быстро изменяют очертания.

4.  Вершины кучево-дождевых облаков. С самолета-зондировщика их чаще всего наблюдают со стороны и в удалении, при этом вид облаков подобен наблюдаемому с земли. В непосредственной   близости   вершины   кучево-дождевых   облаков рваные, беспорядочные; в начальной стадии они местами как бы «курятся»  или «дымятся»; после растекания вершины и образования наковальни вид ее становится более упорядоченным и спокойным. Грозной и неспокойной остается нижняя часть облаков. Наковальня   кучево-дождевого   облака  вблизи напоминает  высоко-слоистое или даже перисто-слоистое облако.

в) Облачный слой в сочетании с облаками вертикального развития. Облачный слой, поверхность которого ровная или волнистая, пробивается иногда мощными кучевыми облаками. При этом сверху видны выступающие более или менее клубящиеся вершины, иногда мощные башни. При интенсивной конвекции отдельные башни кучевых облаков вырастают до значительной высоты и могут перейти в кучево-дождевые облака, приобретая типичный для них вид.

Предлагаемая классификация вида облаков сверху является первым опытом, в дальнейшем с накоплением наблюдений она должна быть доработана и уточнена. Особенно необходимо будет ближе увязать ее с процессами образования облаков и с основными формами облаков, определяемыми при наблюдении снизу.

<< вернуться обратно