в какой части атмосферы образуются облака
Как образуются облака? Типы облаков с описанием и фото
Облака летают по небу, высоко над нашими головами. Они часто приковывают к себе взгляды взрослых и детей. Нет ничего удивительного в том, что у вас может возникнуть множество вопросов о том как появляются облака, из чего они состоят, как парят в небе, какие бывают и т.д. В этой статье вы получите ответы на все эти вопросы и сможете удовлетворить свое любопытство.
Из чего состоят облака?
Облака состоят из множества крошечных капелек воды или кристалликов льда, парящих в небе на разных высотах.
Как формируются облака?
Поскольку Солнце нагревает воду, она превращается в газ, называемый водяным паром. Этот процесс называется испарением. Когда водяной пар поднимается к небу, он охлаждается. Чем выше, тем прохладнее воздух. В конце концов, пар становится достаточно прохладным и конденсируется в капельки воды образовывая облака, которые мы наблюдаем на небе.
Как облака парят по небу?
Облака легче, чем окружающий воздух. Это означает, что они могут буквально плыть по небу. При этом потоки воздуха способны увеличивать их скорость.
Когда облака накапливают много влаги, и становятся тяжелыми, начинается дождь, град или снег.
Где встречаются облака?
Все основные типы облаков парят в тропосфере; это самая низкая часть атмосферы, наиболее близкая к Земле. Над тропосферой находится стратосфера, а выше – мезосфера, термосфера и экзосфера.
Почему облака разные?
Существует 10 основных видов облаков:
Кучевые облака
Они выглядят как пушистые шарики из ваты. Как правило, кучевые облака встречаются в спокойные ясные дни и указывают на хорошую погоду. Однако при определенных условиях они могут стать грозовыми.
Слоистые облака
Это плоские, серые, безликие слои, которые часто находятся близко к поверхности Земли, скрывая облака выше. Иногда они могут вызвать легкий дождь. Туман – это просто слоистое облако, которое опустилось до уровня поверхности земли. И когда вы идете в туманную погоду, вы фактически проходите через облака.
Слоисто-кучевые облака
Слоистые облака могут распадаться, образуя кучевые облака. Или несколько кучевых облаков способны соединяться вместе, образуя слои. Расстояние между ними характеризует этот тип, как слоисто-кучевые облака.
Высокослоистые облака
Высокослоистые облака находятся в середине тропосферы. Они обычно тоньше и легче, чем слоистые. Если внимательно посмотреть на небо, сквозь такое облако можно увидеть солнечные лучи.
Высококучевые облака
Подобно высокослоистым, высококучевые облака находятся в середине тропосферы. Однако есть разница, высококучевые облака значительно меньше кучевых и состоят как из кристаллов льда, так и капелек воды.
Перистые облака
Перистые облака – это облака самого высокого уровня, состоящие целиком из кристалликов льда. Это тонкие облака, которые выглядят как хвост лошади.
Перисто-кучевые облака
Это кучевые облака на высоте перистых. Перисто-кучевые облака состоят исключительно из кристалликов льда. Они похожи на маленькие рыбные чешуйки в небе.
Перисто-слоистые облака
Перисто-слоистые облака находятся высоко в небе. Они могут вызвать прекрасные оптические феномены, такие как Гало. Солнце по-прежнему сияет ярко сквозь эти слои, несмотря на то, что небо может быть полностью ими покрыто.
Слоисто-дождевые облака
Слоисто-дождевые облака производят длительный дождь или снег, который может быть легким, или умеренным. Эти высокие слоистые облака существуют на низких и средних уровнях тропосферы.
Кучево-дождевые облака
Также известные как «короли облаков», кучево-дождевые облака несут ответственность за очень сильный дождь и град. Осадки выпадают за короткий промежуток времени.
Это также единственные облака, которые могут генерировать молнию и гром. Кучево-дождевые облака очень высоки и часто распространяются на разных слоях неба.
Как различить в небе кучевые, высококучевые и перисто-кучевые облака?
Различить эти типы облаков можно с помощью руки. Протяните руку в сторону облака и сожмите пальцы в кулак. Если облако будет больше, чем кулак – это кучевое облако.
Если облако меньше, чем кулак, отведите в сторону большой палец. Когда облако больше пальца – это высококучевое, а если оно меньше – это, скорее всего, перисто-кучевое облако.
Почему облака белые?
Облака белые, потому что капли внутри них больше, чем частицы в синем небе вокруг. Это делает капельки облаков способными рассеивать и разбивать свет на различные цвета, которые затем объединяются в белый цвет.
Облака выглядят серыми, когда становятся достаточно плотными, чтобы не пропускать солнечные свет.
Что такое конденсационный след от самолета?
Конденсационный след образуется, когда самолеты проходят через прохладный воздух. Выброс теплого, влажного воздуха из выхлопной трубы самолета вызывает на своем пути облачную тропу.
Как определить погоду по облакам?
Сложно точно предсказать погоду с помощью облаков, однако по некоторым признакам это можно сделать! Если облака высокие, темные и покрывают все небо, дождь будет продолжительный. В случае, когда большая часть неба голубая, можно ожидать небольшой дождь.
Если кучевые облака становятся все выше и выше, вы можете наблюдать резкие ливни вечером или даже гром и молнию. Однако это зачастую происходит в жаркие и влажные дни.
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.
Облака
Создав воздушный шар, человек смог дотронуться до облаков и увидеть их совсем не такими, какими они кажутся с земли. Перьевые, кучевые, грозовые, в виде слоников, котов, лошадок, других фигурок. Они проплывают по небу, проливаются дождиком на поля и засыпают города снегом, и кажутся невесомыми. Как появляются эти удивительные атмосферные образования, без которых небо было бы скучным?
Что такое облака
Половина приземного слоя атмосферы покрыта облачной массой. Аналогичное явление – туман, который наблюдается очень низко. Облака же находятся выше и являются результатом конденсации водяного пара. Масса состоит из микроскопических каплей воды и кристаллов льда, которые скапливаются в атмосфере и двигаются под воздействием силы ветра на сотни километров. Изучая атмосферное явление, ученые выяснили, что это атмосферное явление несет в себе более 100 тонн воды.
Кучевые
Глядя в небо, мы видим облака разного оттенка. Иногда они чисто белые, а могут быть сероватыми. Цвет водяной взвеси зависит от плотности водных пузырьков. Чем она выше, тем хуже пропускает солнечные лучи, которые, преломляясь, собираются в световой пучок. Высокая влажность способствует уплотнению взвеси, и тогда облака проливаются на землю дождем. Если влажность невысокая, они рассеиваются, испаряются.
Как образуются облака
Облачная масса формируется за счет испарения воды, капли которой поднимаются с поверхности суши, движимые воздушными потоками. Над морями и океанами процесс происходит активнее. На высоте испарение конденсируются, возникают мельчайшие водные пузырьки и кристаллы льда.
В зависимости от агрегатного состояния воды, определяется характеристика облака. Это плотность, тип, обильность атмосферных осадков, длительность существования, форма. При этом к массе примешиваются разные конденсационные частицы солей, дыма, пыли.
Классификация атмосферного явления определена исследователями еще в XVIII веке. Еще тогда ученые разделили их на разные виды с учетом высоты, распределили по разным ярусам, систематизировали по многообразию форм.
Верхний ярус – самые высокие облака, формирующиеся на высоте 6-18 километров от поверхности земли, из них не выпадают атмосферные осадки:
Средний ярус – располагаются на высоте 3-6 километров, характеризуются смешанным типом состава (водяные пузырьки и ледяные кристаллы). Когда они появляются, в небе обычно пасмурно, выпадающие осадки не достигают поверхности земли:
Нижний ярус – плотная масса сероватого оттенка, из которой появляется мелкий дождик:
Вертикального развития – самый низкий вид, характеризующийся вертикальным, вытянутым относительно земли расположением. Способны приносить ливни, град:
Ниже всех нависают над земной поверхностью кучевые (800 метров). Виды облаков определить очень легко. Если вытянуть руку, сжатую в кулак по направлению облака, и оно будет больше по размеру, значит, это кучевое.
Изучение атмосферного явления позволило ученым выделить из основных типов другие. Так, при вулканических извержениях над вулканом поверх кучевых собираются облака-шапки, к составу которых примешивается пепел и дымовой выброс. А до восхода или заката можно увидеть другой редкий тип, названный «серебристым». Удивительное зрелище представляют линзовидные образования, возникающие над вершинами гор. Их характерная черта – неподвижность даже при сильном ветре.
Чем отличается облако от тучи
Учитывая, что облака состоят из воды и являются аналогом тумана, только располагаются выше, можно с высокой долей вероятности предсказывать погоду. Каждый знает, туча – главная причина проливного дождя или даже грозы. Но ученые этот термин не используют. Разница между тучей и описанными выше атмосферными формированиями в высокой концентрации водяного пара, пузырьков и кристаллов льда. Когда концентрация влаги становится слишком большой, масса уже не может поддерживаться в атмосфере частицами и происходит дождь. Из-за высокой концентрации тучи всегда очень темные, иногда почти черные, через них плохо проходят солнечные лучи.
Облако – это не просто красивый объект в небе, вдохновляющий поэтов на написание романтических произведений. Они играют важную роль в процессе распределения влаги на планете, влияют на формирование погодных условий, спасают население и землю от засухи, лесных пожаров, неурожая. Они переносят влагу в сухие регионы, смягчают переходы между климатическими зонами.
Облака
Белоснежные, пушистые, плавно плывущие по небу облака красивы и необычны. Неотрывно любуешься ими, выискивая причудливые образы и формы. Атмосферные образования бывают разными по форме, величине, цветовой гамме, располагаются на разном расстоянии от планетарной поверхности. Воспринимаются как привычное явление, хотя не все знают причины их образования и виды. Ученые активно изучают атмосферное явление, с очередным исследованием получают новые интересные факты.
Что такое облака?
Облака – скопившиеся в атмосфере мельчайшие капли воды и ледяные кристаллы, являющиеся результатом конденсации водяного пара. Аналогичные образования, прилегающие к земной поверхности, называются туманом.
Облаками покрыта почти половина приземного атмосферного слоя. Окружающая планету облачная масса несет более 100 тонн воды, является существенной частью планетарного водного круговорота. Водяная взвесь перемещается в воздушном пространстве на сотни километров, обеспечивая распределение влаги на Земле.
Облако весит меньше окружающего воздуха, благодаря чему плывет по небу. Скорость перемещения обуславливается активностью ветра.
Белизна атмосферного объекта объясняется тем, что составляющие его структуру водяные капли крупнее окружающих атмосферных частиц. Капля, формой приближаясь к треугольнику, способна разделять проходящий сквозь нее световой луч на основные цвета, объединяющиеся в белый поток. Белый цвет превращается в серый, когда скопление капель уплотняется настолько, что прекращает пропускать световые лучи.
Продолжительность существования облаков определяется степенью влажности воздуха. При невысокой влажности испарение протекает интенсивно, облачная масса быстро иссякает (за 10 – 20 минут). Воздух с достаточной влажностью обеспечивает длительное существование водяной взвеси. Достигнув определенной плотности скопления, капли воды выпадают осадками.
Как образуются облака?
Достигнув верхних, более холодных атмосферных слоев, воздух остужается, находящийся в нем пар конденсируется: формируются микроскопические капли воды и частицы льда, становящиеся основой облака. Вода в атмосферном образовании пребывает в 3 агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном. Агрегатное состояние – определяющий фактор вида объекта, его характеристик: длительности формирования и существования, внешнего вида, типа и обильности осадков.
При насыщенном влагой воздухе облако не способно образоваться без присутствия конденсационных частиц (пылевых, дымовых, солевых). Водяные капли прилипают к частицам, посредством их удерживаются в воздухе во взвешенном состоянии.
Агрегатное состояние, принимаемое каплями, определяется температурой в верхних атмосферных слоях:
Какие бывают облака?
Образуются облака в тропосфере – нижнем слое атмосферы, занимающем пространство в 10 км от земной поверхности в полярных широтах, 12 км – в умеренных, 18 км – в тропиках. Редкие виды существуют выше тропосферы (на расстоянии от 20 до 80 км от планетарной поверхности).
Классификация облаков включает 4 вида:
Структуры верхнего яруса формируются на высоте 6 – 18 км, из них не выпадают атмосферные осадки:
Скорость перемещения объектов верхнего слоя обуславливается преимущественно активностью ветра, составляет от 10 до 200 км/ч.
Виды облаков среднего яруса характеризуются смешанным составом: водяные капли (преобладают в теплые месяцы) и ледяные кристаллы (в холодные месяцы). Образуются на высоте 3 – 6 км, в тропиках поднимаются до 8 км:
Объекты среднего слоя способны образовывать осадки, но из-за значительного расстояния выпадающая влага не достигает земной поверхности, испаряется при падении (вирга). Описанный вид облачности всегда предвещает пасмурную погоду.
Образования нижнего яруса занимают высоту до 2 км. В теплые месяцы включают капли воды, в холодные – льдинки и снежинки. Выглядят плотной, низко висящей массой преимущественно серого цвета:
К облакам вертикального развития, устремленным преимущественно вертикально, захватывающим высокие и низкие тропосферные слои, относятся:
Помимо основных типов облаков, существуют редкие и необычные разновидности:
Отдельным техническим видом следует назвать конденсационный самолетный след. Белая полоса появляется в небе, когда летательный аппарат пересекает область холодного воздуха. Теплая воздушная струя, выбрасываемая из выхлопной системы, оставляет тонкую облачную дорожку.
Чем отличается облако от тучи?
Термин «туча» в науке отсутствует. Это обывательское понятие, употребляемое при описании крупного темного облака, грозящего осадками.
Разницу между тучей и облаком установить несложно:
Значение облаков для планеты огромно. Их главная задача – распределение влаги, перенос ее из влажных областей в сухие. Благодаря этому формируются погодные условия, смягчаются переходы между климатическими зонами, жизнь существует во всех уголках планеты.
Как образуются облака: процесс испарения влаги
Не последнюю роль в формировании погоды играют водяные пары, содержащиеся в атмосфере. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. В это состояние она переходит не только при кипении, но и находясь в состоянии льда. В атмосферу пары поступают при испарении с водных поверхностей, почвы, при транспирации растений. В воздухе пары находятся при любых, даже при отрицательных температурах. При испарении пары поднимаются вверх, насыщают атмосферу, а после того, как образуются облака и насытятся капельками воды или льда, начинаются дожди. Все эти процессы происходят только при определенных условиях.
Пары в атмосфере
Как известно, примерно половина земной поверхности закрыта облаками. Это переносимые по воздуху ветрами водяные пары. Сами облака являются частью круговорота воды в природе, процесса, который обеспечивает пресной водой Землю. Ведь на ней почти не образуется новых запасов воды, а постоянно «перекачиваются» старые запасы. Так, тот дождь, который шел миллионы лет тому назад, идет сегодня.
При испарении с поверхности земли, воды поднимается водный пар. Во время подъема он охлаждается. После того, как образуются тучи, и они перенасытятся влагой, начинает идти дождь или снег.
Процесс испарения
Водяные пары присутствуют в атмосфере постоянно. Это происходит из-за того, что вода всегда испаряется с поверхностей даже при минусовой температуре. Время испарения зависит от температуры воздуха: летом оно происходит быстрее, чем зимой. Из-за этой особенности видно, как быстро испаряется вода при кипении, а вот снег и лед испаряются очень медленно, практически незаметно для глаз. Сами пары тоже незаметны, так как состоят из очень маленьких водяных молекул. Но когда этих частиц становится много, то мы видим капельки воды или льдинки, снежинки. Сами же молекулы воды постоянно находятся в движении, скорость которого зависит от температуры окружающей среды. При высокой температуре молекулы двигаются очень быстро, активнее происходит испарение.
Невидимые облака
Все облака образуются в результате испарений, но не все они видны глазу. Когда пары поднимаются в атмосферу, насыщая ее, и до момента, пока их не видно, можно говорить о том, что облако невидимое. Но когда создадутся определенные температурные условия, эти пары станут видны глазу. После того, как образуются облака, они приобретают причудливую форму. Это связано со скоростью подъема паров в верхние слои атмосферы, температуры, при которой происходит этот процесс, наличия ветра и других факторов. К примеру, водяной пар в жаркую погоду очень быстро поднимается в верхние слои атмосферы, где происходит накапливание влаги. Во время подъема пар охлаждается, но молекулы воды удерживаются воздушными массами. После того, как образуются облака, и количество влаги в них достигнет критического уровня, капельки воды вновь падают на землю в виде осадков.
Чтобы лучше понять процесс, можно провести опыт. В зимний день открыть окно комнаты. В этот момент снаружи сразу же появится облачко, но как только окно закроется, оно пропадет. Это происходит в тот момент, когда теплый воздух сталкивается с холодным и начинает охлаждаться. Исходя из этого, можно сделать вывод, как образуются облака: они появляются в результате конденсирования или при охлаждении пара, который соединяется в капельки воды.
Появление облака
Водяной пар, находящийся в воздухе, при определенных температурах невидим. А как образуются облака, видимые глазу, что для этого нужно? Как только атмосфера насытится парами, а температура начнет понижаться, достигая определенного предела, пар начнет конденсироваться и становится видимым.
В разное время суток и при разной погоде формируются различные виды облаков. В полуденные летние дни появляются кучевые облака. Утром и вечером этот вид не формируется.
Кучевые облака
Зная, как появляются облака, напрашивается вывод, что воздух высоко в атмосфере прогревает неравномерно. Из-за этого на небе видны «клочки» облаков. И это действительно так. Высоко в небе отдельные участки воздуха сильно охлаждены. Попадая в такие карманы, сильно нагретые пары резко проявляются, становятся видимыми. В этих белых тучках содержится весь тот пар, который поднялся с поверхности. При сильном насыщении парами, мелкие частички начинают собираться в более крупные капли воды. Когда их атмосфера не сможет удерживать, начинает идти дождь.
Зная, откуда появляются облака, ученые могут прогнозировать образование кучевых, кучево-дождевых видов. При неравномерном нагревании Солнцем земной поверхности, происходит испарение различной интенсивности. В результате такого явления на небе видны красивые, забавной формы облака. С ветрами они передвигаются по небу, насыщаясь влагой. И, достигнув пика насыщения, лишнюю влагу тучки «сбрасывают» на землю в виде дождя. Затем вся вода опять испарится, появятся облака и процесс начнется сначала.
Образование других облаков
На месте встречи холодного и теплого воздуха, на фронте, появляются не отдельные облака, а сплошной слой. Сначала он рыхлый, затем, после снижения облачной массы, толщина и плотность начинает увеличиваться. Как только такие образования дойдут до места, где их плотность и опущение достигнут максимума, начинает идти ровный небольшой дождь или снег. Выпадение осадков длится долго. В народе при таких тучках говорят «дождь обложился».
Помимо дождевых и кучевых облаков, в атмосфере формируются слоистые, волнистые виды. Все они появляются при охлаждении воздуха, когда создаются условия конденсации.