Облака — взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе невооружённым глазом с поверхности Земли и околоземного космического пространства. Облака играют важную роль в климатической системе Земли, оказывая значительное влияние на погоду и выпадение осадков. Они также отражают солнечное излучение, помогая регулировать температуру на планете. Общественная служба новостей расскажет, как образуются облака.
Облака — это видимые скопления капель воды или кристаллов льда в атмосфере Земли. Их образование связано с целым комплексом физических процессов, происходящих в атмосфере нашей планеты.
· Вода непрерывно испаряется с поверхности океанов, озер и рек. Молекулы воды переходят в газообразное состояние, увеличивая влажность воздуха. Насыщение происходит, когда воздух содержит максимальное количество водяного пара при данной температуре. Относительная влажность достигает 100%, после чего избыток пара начинает конденсироваться.
· При подъеме воздушных масс в атмосфере давление снижается, что приводит к их расширению и охлаждению без теплообмена с окружающей средой. Этот процесс называется адиабатическим охлаждением. Температура падает примерно на 1°C на каждые 100 метров подъема. Охлаждение вызывает достижение точки росы — температуры, при которой пар конденсируется в капли.
· Конденсация пара происходит на микроскопических частицах — конденсационных ядрах. Это могут быть частицы пыли, соли, сажи или вулканического пепла. Без этих ядер образование капель затруднено, так как чистая вода остается в газообразном состоянии даже ниже точки росы. Конденсационные ядра снижают энергию, необходимую для перехода пара в жидкость.
· При температуре выше -10°C капли состоят из переохлажденной воды. При более низких температурах образуются ледяные кристаллы. Размер капель варьируется от 1 до 100 микрометров. Их размер зависит от условий окружающей среды: при высокой влажности капли сливаются, увеличиваясь в размерах. В облаках смешанного типа капли воды и кристаллы льда совместно сосуществуют.
Облака условно можно разделить на несколько основных разновидностей.
Высокие облака формируются на высоте 6–18 км в полярных, 5–13 км в умеренных и 6–8 км в тропических широтах. Они состоят преимущественно из ледяных кристаллов. Перистые облака имеют волокнистую структуру. Перистослоистые образуют полупрозрачную пелену, вызывающую гало-эффекты. Перистокучевые напоминают рябь на поверхности воды.
Средние облака располагаются на высоте 2–7 км. Высокослоистые представляют собой серый или голубоватый слой, сквозь который солнце просвечивает довольно слабо. Высококучевые — белые или серые облака с волнообразной структурой. Они часто предвещают грозы или длительные осадки. В их составе преобладают капли воды, но при низких температурах могут присутствовать и кристаллы льда.
Слоистые облака образуют однородный серый слой на высоте до 2 км, вызывающий моросящие осадки. Слоисто-кучевые — крупные гряды или валы с просветами. Слоисто-дождевые — плотные темные облака, связанные с обложными дождями или снегопадами. Они формируются в результате крупномасштабного подъема воздушных масс.
Кучевые облака имеют куполообразную форму с плоским основанием. Они образуются из-за конвекции и редко дают осадки. Кучево-дождевые достигают высоты до 15 км. Их верхняя часть состоит из льда, а нижняя — из капель воды.
Есть также особые типы облаков: орографические облака, формирующиеся при обтекании горных хребтов; лентикулярные облака, которые имеют форму линз и образуются на подветренной стороне гор; вымеобразные облака, возникающие при турбулентности в зоне грозовых облаков и пирокумулятивные облака, которые формируются над источниками очень интенсивного тепла, такими, например как лесные пожары или извержения вулканов.
Облака — это динамические системы, которые постоянно изменяются под влиянием атмосферных процессов.
· Сначала нагретый у поверхности воздух поднимается вверх. При достижении уровня конденсации формируются кучевые облака. Интенсивность конвекции зависит от разницы температур между землей и атмосферой. В тропиках конвекция активна круглый год, в умеренных широтах — преимущественно летом.
· Теплые фронты возникают при продвижении теплой воздушной массы на холодную. Облака формируются постепенно: высокие перисто-слоистые сменяются слоистодождевыми с продолжительными осадками. Холодные фронты движутся быстрее, вызывая резкое поднятие теплого воздуха. Это приводит к образованию кучево-дождевых облаков с кратковременными ливнями и грозами.
· При движении воздуха вверх по склону горы происходит адиабатическое охлаждение и конденсация. На наветренной стороне формируются слоисто-дождевые облака с обильными осадками. На подветренной стороне воздух опускается, нагревается и осушается, создавая «дождевую тень». Кстати, именно этот эффект объясняет причину образования пустынь вблизи горных систем Анд и Гималаев.
· Облака существуют от нескольких минут до нескольких суток. Их распад начинается при изменении условий: опускании воздушных масс, повышении температуры или снижении влажности. Испарение капель происходит как за счет смешения с сухим воздухом, так и под воздействием солнечного излучения. В грозовых облаках нисходящие потоки ускоряют испарение, приводя к разрушению структуры.
Облака влияют на радиационный баланс Земли, участвуют в круговороте воды и взаимодействуют с крупными климатическими системами нашей планеты.
· Облака отражают до 30% солнечной радиации обратно в космос, снижая нагрев поверхности. Высокие облака усиливают парниковый эффект, низкие — охлаждают планету.
· Именно облака переносят влагу из регионов испарения в районы выпадения осадков. Тропические облака перераспределяют до 90% испаряемой океаном воды. В умеренных широтах облачность обеспечивает более равномерное увлажнение поверхности.
· Облака регулируют температуру поверхности океана, предотвращая перегрев воды.
Читайте также по теме:
Лука Модрич превзошел рекорд Диего Марадоны по количеству игр на чемпионатах мира Хорватский полузащитник Лука Модрич превзошел достижение чемпиона мира 1986 года, экс-нападающего сборной Аргентины Диего Марадоны, по числу матчей…
Столкнувшись с серьёзным заболеванием, человек часто теряет опору, однако вернуть контроль над ситуацией помогают простые, но последовательные действия. О том, как справиться с психологической нагрузкой, в беседе с «Известиями» рассказала…
Самолёт американской авиакомпании United Airlines едва избежал столкновения с беспилотником во время захода на посадку в международном аэропорту Ньюарк в штате Нью-Джерси. Об этом 28 июня рассказал телеканал CNN со…
Землетрясение магнитудой 6,1 зафиксировали у побережья японского острова Хонсю. Информацию об этом распространил Европейско-средиземноморский сейсмологический центр (EMSC). Подземные толчки были зарегистрированы в акватории Тихого океана, неподалеку от северо-восточной части острова.…
Власти Берлина задействовали полицейские водометы, чтобы охлаждать людей во время аномальной жары. Сначала техника работала возле Рейхстага и Бранденбургских ворот, затем переместилась на Потсдамскую площадь, к Красной ратуше и в…
Немецкие автоконцерны начали масштабно сокращать персонал на фоне усиливающейся конкуренции со стороны китайских производителей, сообщает Financial Times. По данным издания, к 2030 году Volkswagen может сократить до 100 тысяч сотрудников.…