ВВЕДЕНИЕ
Облака принадлежат к числу важнейших атмосферных явлений. Из облаков выпадают осадки, облачный покров днем уменьшает приток солнечного тепла и света, а ночью резко ослабляет излучение и охлаждение земной поверхности. Тем самым облака сильно влияют на изменения температуры, в частности на ее суточный ход, препятствуют возникновению радиационных заморозков и туманов, ослабляют дневное нагревание и пр. Общеизвестно, что наличие облачности, в особенности плотной и сильно развитой по вертикали, может существенно затруднять работу авиации. Полеты, в особенности взлет и посадка, весьма затруднительны при очень низкой облачности, в капельных переохлажденных облаках происходит обледенение самолетов, в грозовых облаках наблюдаются опасные для самолета восходящие и нисходящие токи воздуха и пр.
Образование определенных форм облаков или их распад характеризуют многие типичные атмосферные процессы, происходящие в данном районе. Поэтому наблюдения над облачностью на метеорологических станциях имеют важнейшее значение для прогноза погоды.
Все это возлагает большую ответственность на наблюдателей над облачностью, т. е. над формой, количеством и высотой основания облаков.
Для изучения облаков и для прогноза погоды необходимы следующие сведения:
а) количество облаков и характер их расположения (сплошной массой, отдельными массами, волнами и т. д.);
б) формы облаков;
в) высота их нижней и верхней границ;
г) микрофизическое строение облаков (размеры и количество в единице объема капель воды, ледяных кристаллов, наличие снежинок, крупинок и пр.);
д) количество и вид осадков, выпадающих из облаков;
е) направление и скорость перемещения облаков;
ж) характер и скорость вертикальных и горизонтальных движений внутри облака и на его границах.
Для получения этих сведений ведутся наблюдения на обсерваториях, пунктах самолетного зондирования, гидрометеорологических станциях и т. д. Для некоторых видов наблюдений только еще разрабатываются необходимые методы и приборы.
Большинство гидрометеорологических станций наблюдения над облаками производят визуально, т. е. без приборов. Поэтому точность, а следовательно, и ценность наблюдений над облаками могут быть существенно улучшены путем повышения квалификации наблюдателей и такой организацией работы, при которой наблюдатели систематически следят за состоянием неба и его изменениями во времени.
С помощью визуальных наблюдений можно определить количество и форму облаков, оценить высоту их основания, а также скорость и направление движения. Можно также сделать некоторые заключения о микроструктуре облаков, в особенности при наблюдениях в полете. Правильное определение формы облаков имеет особенно большое значение, потому что их формы связаны с конкретными типами атмосферных процессов. Очень важно поэтому, чтобы наблюдатель понимал сущность процессов, происходящих в атмосфере и приводящих к образованию тех или иных форм облаков. При этих условиях он сможет правильнее производить наблюдения за облаками и в тех трудных случаях, когда облака несколько отличаются от изображенных в Атласе, когда одновременно наблюдается несколько их форм и т. д. Отметим, что в Атласе основное внимание уделено облакам, образующимся в тропосфере — в нижнем слое атмосферы толщиной около 9—10 км в умеренных и полярных широтах и до 16 км в субтропических. В вышележащем слое — стратосфере— температура низкая (порядка —45, —70°) и мало меняется с высотой, а влажность воздуха как относительная, так и удельная, очень мала. Облака в стратосфере образуются очень редко. На высотах 20—30 км изредка наблюдались так называемые перламутровые облака, состоящие из мелких капель или кристаллов, на высоте около 80 км иногда наблюдаются серебристые облака. Это тонкие прозрачные, волокнистые облака, наблюдающиеся в сумерки, когда они освещены лучами солнца из-под горизонта. Наблюдатель должен особо отмечать появление этих редких форм облаков, представляющих большой научный интерес.