Как образуются облака? Типы облаков с описанием и фото. Из чего образуются облака и на какие типы делятся Слой атмосферы в котором образуются облака

Облака … мы встречаемся с ними каждый день.

Что такое облако

Каждый раз, подняв голову к небу, по количеству, форме и цвету облаков мы пытаемся или сделать прогноз погоды, или просто любуемся их красотой.

Приведем несколько точных определений.

Облака — это …

ОБЛАКА, видимая масса частиц воды или кристаллов льда, взвешенных в нижних слоях атмосферы. Облака образуются, когда вода, находящаяся на поверхности Земли, превращается в пар в процессе ИСПАРЕНИЯ. По мере подъема в атмосферу пар охлаждается и конденсируется вокруг микроскопических частиц солей и пыли, превращаясь в капли. Там, где температура атмосферы низкая (ниже температуры замерзания воды), капли превращаются в лед. Облака подразделяются на 10 видов.

Научно-технический энциклопедический словарь

География. Современная иллюстрированная энциклопедия

Облака — скопления взвешенных в атмосфере продуктов конденсации водяного пара – капель воды, ледяных кристаллов или их смеси; основной источник осадков, выпадающих на поверхность Земли при укрупнении облачных частиц. Содержание сконденсированных частиц в облаках составляет от нескольких сотых долей грамма до нескольких граммов на 1 м³ облачного воздуха. Облака играют важнейшую роль в климатической системе, отражая солнечную радиацию в космос и препятствуя тем самым прогреву приземных слоёв атмосферы.

География. Современная иллюстрированная энциклопедия. - М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006

Военно-морской Словарь

Облака (Clouds) - скопление мельчайших водяных капелек, ледяных кристалликов или снежинок, взвешенных в воздухе на большей или меньшей высоте. Мельчайшие капельки, из которых состоят облака, выделяются при охлаждении влажного воздуха, что происходит главным образом при поднятии воздушных масс снизу вверх в результате конвекции (кучевые и ливневые облака), при восхождении теплых потоков воздуха на теплых и холодных фронтах (слоисто-дождевые, ливневые и некоторые облака более высоких ярусов) и при смешении теплого влажного воздуха с холодным при ветрах (слоистые облака).

EdwART. Толковый Военно-морской Словарь, 2010

Облака — атмосферные, скопление в атмосфере продуктов конденсации водяного пара в виде огромного числа мельчайших капелек воды или кристалликов льда либо тех и других. Аналогичные скопления непосредственно у земной поверхности называется Туманом. Обл. - существенный погодообразующий фактор, определяющий формирование и режим осадков, влияющий на тепловой режим атмосферы и Земли и т.д. О. покрывают в среднем около половины небосвода Земли и содержат при этом во взвешенном состоянии до 109 тонн воды. О. являются важным звеном Влагооборота на Земле, они могут перемещаться на тысячи км, перенося и тем самым перераспределяя огромные массы воды.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978

Обл., как и многие другие, связанные с водой явления и формы, имеют романтическую ауру и мифологию … Они всегда были и будут неисчерпаемым источником вдохновения для многих художников, поэтов и просто мечтателей.

Тем не менее, в данном материале речь пойдет, в большей степени, про их физическую суть, о физических свойствах и видах.

В отличие от поэзии физика наука прозаичная, строгая:) и дает облакам определение в соответствии с установленными канонами академической науки, и определяет обл. как скопление «облачных элементов» — капелек воды и кристалликов льда, которые образовались в процессе конденсации.

Как облака образуются

Водяной пар , благодаря воздушным потокам, поднимающимся с поверхности Земли, попадает в верхние слои атмосферы, где и превращается в облако в результате процесса конденсации. Процесс восхождения пара является следствием различия температур в разных слоях атмосферы, температура атмосферы в верхних слоях существенно ниже, чем у поверхности земли. Для успешного образования обл., в самом начале процесса, требуются мельчайшие частицы пыли, которые обеспечивают молекулам воды базу и к которым они могли бы «прикрепиться». Эти мельчайшие частицы называют конденсационными зернами. При температуре выше -10 градусов по Цельсию обл. состоят из капельных элементов, при температуре от -10 до -15 смешанные (капельные и кристаллические), а при ниже -15 градусов состоят из кристаллических элементов.

Обл. покрывают порядка 40% поверхности Земли и содержат приблизительно 10 в десятой степени тонн чистейшей воды. Температура более трети, от всей воды содержащейся в облаках отрицательная.

Несмотря на кажущееся многообразие, обл. классифицируются на несколько видов и типов.

Виды облаков — кучевые облака, перистые , слоистые, дождевые …

Cirrus (Ci) — перистые; Cirrostratus (Cs) — перисто — слоистые; Cirrocumulus (Cс) — перисто — кучевые; Altostratus (As) — Высоко — слоистые; Altocumulus (Ac) — высоко — кучевые; Nimbostratus (Ns) — слоисто-дождевые; Stratocumulus (Sc) — слоисто — кучевые; Stratus (St) — слоистые; Cumulus (Cu) — кучевые; Cumulonimbus (Cb) — кучево — дождевые.

Морфологическая классификация, в зависимости от высоты расположения нижней границы облака и его внешнего вида:

• Обл. верхнего яруса — нижняя граница более 6 км:

  • Перистые, Cirrus (Ci);
  • Перисто — слоистые, Cirrostratus (Cs);
  • Перисто — кучевые, Cirrocumulus (Cс).

• Среднего яруса — нижняя граница от 2 до 6 км:

  • Высоко — слоистые, Altostratus (As);
  • Высоко — кучевые, Altocumulus (Ac);
  • Слоисто-дождевые, Nimbostratus (Ns).

• Нижнего яруса — нижняя граница менее 2 км:

  • Слоисто — дождевые, Nimbostratus (Ns);
  • Разорвано — дождевые, Fractonimbus (Fr nb);
  • Слоисто — кучевые, Stratocumulus (Sc);
  • Слоистые, Stratus (St);
  • Разорвано — слоистые, Fractostratus (Fr st) .

• Обл. вертикального развития (облака конвекции) — нижняя граница менее 2 км:

  • Кучевые, Cumulus (Cu);
  • Мощно — кучевые, Cumulus congestus (Cu cong);
  • Кучево — дождевые, Cumulonimbus (Cb).

Генетическая классификация, по условиям образования:

• Кучевообразные обл.:

  • Мощно — кучевые обл.;
  • Кучево-дождевые;
  • Высоко — кучевые хлопьевидные или башенкообразные;
  • Перисто — кучевые обл.

• Слоистообразные обл.:

  • Слоисто — дождевые обл.;
  • Разорванно — дождевые;
  • Высоко — слоистые;
  • Перисто — слоистые обл.

• Волнистообразные обл.:

  • Слоистые;
  • Слоисто-кучевые;
  • Высоко-кучевые и перисто-кучевые обл.

Так же встречаются более редкие виды обл. — перламутровые облака и серебристые, которые располагаются на высотах 20-25 км и 70-80 км соответственно.

Вероятно многим будет интересно узнать, что обл. оказывают прямое влияние не только на погоду. Облака влияют на такие отрасли как радиолокация, радио и мобильную связь, авиацию, агротехнику … и даже на политику.

Л. Тарасов

Как и туманы, облака возникают в результате конденсации водяного пара в жидкое и твёрдое состояния. Конденсация происходит или вследствие увеличения абсолютной влажности воздуха, или в результате понижения температуры воздуха. На практике в образовании облаков участвуют оба фактора.

Формирование облаков в результате конвекции.

Формирование облаков над тёплым атмосферным фронтом.

Формирование облаков над холодным атмосферным фронтом.

Понижение температуры воздуха обусловлено, во-первых, подъёмом (восходящим движением) воздушных масс и, во-вторых, адвекцией воздушных масс — их перемещением в горизонтальном направлении, благодаря чему тёплый воздух может оказаться над холодной земной поверхностью.

Ограничимся обсуждением образования облаков, вызванного понижением температуры воздуха при восходящем движении. Очевидно, что такой процесс существенно отличается от образования тумана - ведь туман практически не поднимается вверх, он остаётся непосредственно у земной поверхности.

Что заставляет воздух подниматься вверх? Отметим четыре причины восходящего движения воздушных масс. Первая причина - конвекция воздуха в атмосфере. В жаркий день солнечные лучи сильно прогревают земную поверхность, она передаёт тепло приземным массам воздуха - и начинается их подъём. Кучевые и кучево-дождевые облака имеют чаще всего именно конвективное происхождение.

Процесс образования облака начинается с того, что некоторая воздушная масса поднимается вверх. По мере подъёма будет происходить расширение воздуха. Это расширение можно считать адиабатным, так как воздух поднимается относительно быстро, и поэтому при достаточно большом его объёме (а в образовании облака участвует действительно большой объём воздуха) теплообмен между поднимающимся воздухом и окружающей средой просто не успевает произойти за время подъёма. При адиабатном расширении воздух, не получая теплоты извне, совершает работу только за счёт собственной внутренней энергии, а потом охлаждается. Итак, поднимающийся вверх воздух будет охлаждаться.

Когда начальная температура Т 0 поднимающегося воздуха понизится до точки росы Т р, соответствующей упругости содержащегося в нём пара, станет возможным процесс конденсации этого пара. При наличии в атмосфере ядер конденсации (а они практически всегда присутствуют) этот процесс действительно начинается. Высота Н, на которой начинается конденсация пара, определяет нижнюю границу формирующегося облака. Её называют уровнем конденсации. В метеорологии применяют приближённую формулу для высоты Н (так называемую формулу Ферреля):

Н = 120(Т 0 -Т р),

где Н измеряется в метрах.

Продолжающий поступать снизу воздух пересекает уровень конденсации, и процесс конденсации пара происходит уже выше этого уровня - облако начинает развиваться в высоту. Вертикальное развитие облака прекратится тогда, когда воздух, охладившись, перестанет подниматься. При этом сформируется нечётко выраженная верхняя граница облака. Её называют уровнем свободной конвекции. Он располагается несколько выше уровня, на котором температура поднимающегося воздуха становится равной температуре окружающего воздуха.

Вторая причина подъёма воздушных масс обусловлена рельефом местности. Ветер, дующий вдоль земной поверхности, может встретить на своём пути горы или иные природные возвышения. Преодолевая их, воздушные массы вынуждены подниматься вверх. Образующиеся в данном случае облака называют облаками орографического происхождения (от греческого слова oros, означающего «гора»). Понятно, что такие облака не получают существенного развития в высоту (она ограничена высотой преодолеваемого воздухом возвышения); в этом случае возникают слоистые и слоисто-дождевые облака.

Третья причина подъёма воздушных масс - возникновение тёплых и холодных атмосферных фронтов. Образование облака происходит особенно интенсивно над тёплым фронтом - когда тёплая воздушная масса, надвигаясь на холодную массу воздуха, вынуждена скользить вверх по клину отступающего холодного воздуха. Фронтальная поверхность (поверхность холодного клина) очень пологая - тангенс угла её наклона к горизонтальной поверхности составляет всего 0,005-0,01. Поэтому восходящее движение тёплого воздуха мало отличается от горизонтального движения; как следствие облачность, возникающая над холодным клином, слабо развивается в высоту, но имеет значительную горизонтальную протяжённость. Такие облака называют облаками восходящего скольжения. В нижнем и среднем ярусах это слоисто-дождевые и высокослоистые облака, а в верхнем ярусе - перисто-слоистые и перистые (понятно, что облака верхнего яруса образуются уже далеко за линией атмосферного фронта). Горизонтальная протяжённость облаков восходящего скольжения может измеряться сотнями километров.

Образование облаков происходит также и над холодным атмосферным фронтом - когда наступающая холодная воздушная масса подвигается под массу тёплого воздуха и тем самым поднимает её. В этом случае наряду с облаками восходящего скольжения могут возникать также кучевые облака.

Четвёртая причина подъёма воздушных масс - циклоны. Воздушные массы, двигаясь вдоль поверхности земли, закручиваются к центру депрессии в циклоне. Накапливаясь там, они создают перепад давления по вертикали и устремляются вверх. Интенсивный подъём воздуха вплоть до границы тропосферы приводит к мощному облако-образованию - возникают облака циклонического происхождения. Это могут быть слоисто-дождевые, высокослоистые, кучево-дождевые облака. Из всех таких облаков выпадают осадки, создавая дождливую погоду, характерную для циклона.

По книге Л. В. Тарасова «Ветры и грозы в атмосфере Земли». - Долгопрудный: ИД «Интеллект» , 2011.
Информация о книгах издательского дома «Интеллект» - на сайте

Всем доводилось видеть облака. Они бывают большими и маленькими, почти прозрачными и совсем густыми, белыми или темными, предгрозовыми. Принимая различную форму, они напоминают животных и предметы. Но и почему они так выглядят? Об этом расскажем ниже.

Что такое облако

Тот, кто летал на самолете, наверняка "проходил" сквозь облако и заметил, что оно похоже на туман, только находится он не прямо над землей, а высоко в небе. Сравнение вполне логичное, ведь и то, и другое представляет собой обычный пар. А он, в свою очередь, состоит из микроскопических капелек воды. Откуда же они берутся?

Эта вода поднимается в воздух в результате испарения с поверхности земли и водоемов. Поэтому наибольшее скопление облаков наблюдается над морями. За год с их поверхности испаряется около 400 тысяч кубических километров, что в 4 раза превышает аналогичный показатель суши.

Какие бывают? Все зависит от состояния воды, которая их образует. Она может быть газообразной, жидкой или твердой. Может показаться удивительным, но некоторые облака действительно состоят из льдинок.

Мы уже выяснили, что облака образуются в результате скопления большого количества частичек воды. Но для завершения процесса необходимо связующее звено, к которому будут "липнуть" капли и собираться вместе. Зачастую эту роль выполняет пыль, дым или соль.

Классификация

От высоты расположения во многом зависит, из чего образуются облака и как они будут выглядеть. Как правило, белые массы, которые мы привыкли видеть на небе, появляются в тропосфере. Ее верхняя граница варьируется в зависимости от географического положения. Чем ближе территория к экватору, тем выше могут формироваться стандартные облака. Например, над местностью с тропическим климатом граница тропосферы располагается на высоте примерно 18 км, а за Полярным кругом - 10 км.

Образование облаков возможно и на больших высотах, но они в настоящее время мало изучены. Например, перламутровые появляются в стратосфере, а серебристые - в мезосфере.

Облака тропосферы условно делятся на типы в зависимости от того, на какой высоте они расположены - в верхнем, среднем или нижнем ярусе тропосферы. Движение воздуха также оказывает большое влияние на формирование облака. В спокойной среде образуются перистые и слоистые облака, но если тропосферы движутся неравномерно, повышается вероятность появления кучевых.

Верхний ярус

Этот промежуток охватывает участок неба на высоте более 6 км и до края тропосферы. Учитывая, что температура воздуха здесь не поднимается выше 0 градусов, несложно догадаться, из чего образуются облака в верхнем ярусе. Это может быть только лед.

По внешнему виду облака, расположенные здесь, подразделяются на 3 рода:

1. Перистые . Имеют волнистую структуру и могут выглядеть как отдельные нити, полосы или целые гряды.
2. Перисто-кучевые состоят из мелких шариков, завитков или хлопьев.
3. Перисто-слоистые представляют собой полупрозрачное подобие ткани, "накрывающей" небо. Облака такого типа могут растягиваться на все небо или занимать только небольшой участок.

Высота облака, находящегося в верхнем ярусе, может сильно варьироваться в зависимости от различных факторов. Это могут быть и несколько сотен метров, и десятки километров.

Средний и нижний ярус

Средний ярус - это часть тропосферы, расположенная обычно в промежутке между 2 и 6 км. Здесь встречаются высококучевые облака, представляющие собой объемные серые или белые массы. Состоят они из воды в теплое время года и, соответственно, изо льда в холодное. Второй тип облаков - высокослоистые. Они имеют и зачастую полностью накрывают небо. Такие облака несут осадки в виде моросящего дождя или мелкого снега, но они редко долетают до поверхности земли.

Нижний ярус представляет собой непосредственно находящееся над нами небо. Облака здесь могут быть 4 типов:

1. Слоисто-кучевые в виде глыб или валов серого цвета. Могут нести осадки, кроме тех случаев, когда температура слишком низкая.
2. Слоистые . Располагаются ниже всех остальных, имеют серый цвет.
3. Слоисто-дождевые. Как можно понять по названию, несут осадки, причем, как правил, они имеют обложной характер. Это серые облака, не имеющие определенной формы.
4. Кучевые . Одни из самых узнаваемых облаков. Выглядят, как мощные кучи и клубы с практически плоским основанием. Осадков такие облака не приносят.

Существует еще один вид, не входящий в общий список. Это кучево-дождевые облака. Они развиваются вертикально и присутствуют в каждом из трех ярусов. Такие облака приносят ливни, грозы и град, поэтому зачастую их называют грозовыми, или ливневыми.

Продолжительность жизни облака

Для тех, кто знает, из чего образуются облака, интересным может быть и вопрос о сроке их жизни. Здесь большое значение играет уровень влажности. Она является своеобразным источником жизненных сил для облаков. Если воздух в тропосфере достаточно сухой, то облако не сможет просуществовать долго. Если же влажность высока, оно может дольше парить в небе, пока не станет более мощным для того, чтобы произвести осадки.

Что касается формы облака, то срок ее жизни совсем мал. Частицы воды имеют свойство постоянно перемещаться, испаряться и появляться снова. Поэтому одна и та же форма облака не может сохраниться даже на 5 минут.

Капелек воды или кристалликов льда, находящихся на значительной высоте над земной поверхностью. Образование облаков происходит следующим образом: воздух, нагретый от Земли, расширяется, становится легким и поднимается вверх. Известно, что с высотой понижается, поэтому поднимающийся воздух постепенно охлаждается, и вода из парообразного состояния переходит в жидкое, образуя скопление водяных капель. Причиной облакообразования является и вынужденный подъем во донасыщенного на горные преграды, при этом воздух, поднимающийся по горному склону, встречается с все более холодными слоями атмосферы. Водяной пар превращается в водяные капли, и образуются облака. Чаще всего образование облаков связано с наступлением теплого или холодного .

В зависимости от преобладания тех или других элементов облака делятся на водяные, ледяные, смешанные. Водяные облака состоят из очень мелких капелек диаметром 0,01 мм - 0,001 мм. В 1 см3 водяного облака их находится несколько сотен. Ледяные облака состоят из кристалликов льда. Такие облака обычно образуются на очень большой высоте, где воздух имеет температуру ниже 0°С. Смешанные облака содержат одновременно переохлажденные капельки воды разных размеров и кристаллики льда. Резкой границы между расположением жидких и твердых элементов в облаке нет, так как существуют мощные переходные слои.

Облака имеют различную форму, которая зависит от условий их образования, высоты, . По международному соглашению облака по форме скопления разделяются на 10 родов.

Это степень покрытия неба облаками. Оценивают ее по 10-балльной шкале или в%. Высота и скорость движения облаков измеряются специальным прибором - нефоскопом. На основании анализа облаков можно определить предстоящую : появление на небе перистых, а затем слоистых облаков предвещает дождь; когда облака увеличиваются, плотнеют, опускаются, быстро движутся, тяжелея и снижаясь, надо ожидать пасмурной, ненастной погоды.

Зимой и ночью облака препятствуют понижению температуры земной поверхности и приземного слоя воздуха, так как предупреждают отток тепла из нижних слоев атмосферы, а летом и днем облака ослабляют нагревание земной поверхности, поскольку водяные капли в них, как линзы, отражают часть солнечных лучей. Облака смягчают