Образование и свойства облаков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Облака

1.1 Образование облаков

1.2 Микроструктура и водность облаков

2. Формы облаков

2.1 Международная классификация

2.2 Высокие облака

2.3 Средние облака

2.4 Низкие облака

2.5 Необычные облака

Заключение

Список использованных источников

Введение

Значение облаков состоит в том, что они задерживают часть солнечной радиации и тем самым влияют на световой и тепловой режимы деятельной поверхности, препятствуют тепловому излучению Земли, из них выпадают осадки.

Несмотря на развитие современных технологий в метрологии и синоптике, по-прежнему немаловажным остается наблюдение за облаками, позволяющие получить существенные сведения о грядущей погоде. Поэтому важно уметь различать облака разных типов.

Трудно сказать, почему многим людям кажется, что различать облака - нелегкое дело, ведь, в сущности, это совсем не так. Хотя верны слова о том, что небо никогда не повторяет своего облика, все же существует всего десять основных типов облаков, и все они имеют вполне видимые различия. Но прежде, чем переходить к рассмотрению этих видов, полезно получить некоторое представление о том, как образуются облака и какими свойствами они обладают. Именно эти аспекты затронуты в данной работе.

1. Облака

Облака - это скопление взвешенных в атмосфере капель воды, или ледяных кристаллов, или смеси тех и других, возникших в результате конденсации водяного пара.

1.1 Образование облаков

В результате конденсации внутри атмосферы возникают скопления продуктов конденсации - капелек и кристаллов. Их называют облаками. Размеры облачных элементов настолько малы, что их вес уравновешивается силой трения еще тогда, когда они имеют очень малую скорость падения. Установившаяся скорость падения капелек получается равной лишь долям см в секунду. Скорость падения кристаллов еще меньше. Это относится к неподвижному воздуху. Но турбулентное движение воздуха приводит к тому, что столь малые капельки и кристаллы вовсе не выпадают, а длительное время остаются взвешенными в воздухе, смещаясь то вниз, то вверх вместе с элементами турбулентности. Облака переносятся воздушными течениями. Если относительная влажность в воздухе, содержащем облака, убывает, то облака испаряются. При определенных условиях часть облачных элементов укрупняется и утяжеляется настолько, что выпадает из облака в виде осадков. Таким путем вода возвращается из атмосферы на земную поверхность.

При конденсации непосредственно у земной поверхности скопления продуктов конденсации называют туманами.

При образовании туманов главной причиной охлаждения воздуха является уже не адиабатический подъем, а отдача тепла из воздуха к земной поверхности.

В зависимости от условий образования облака разделяют:

- на внутримассовые, возникающие внутри однородной воздушной массы. Подъем воздуха и его охлаждение до состояния насыщенности происходят в результате процессов тепловой конвекции и динамической турбулентности. Иногда облака этой группы появляются в связи с охлаждением воздуха от подстилающей поверхности или из-за волновых движений на поверхности слоя инверсии;

- фронтальные, образующиеся при восходящих движениях больших воздушных масс на атмосферных фронтах;

- орографические, возникающие на наветренной стороне при вынужденном подъеме воздушных масс по склонам гор.

1.2 Микроструктура и водность облаков

По фазовому состоянию облачных элементов облака делятся на три класса:

· Водяные (капельные) облака, состоящие только из капель воды. Они могут существовать не только при положительных температурах воздуха, но и при отрицательных (-10°С и ниже). В этом случае капли находятся в переохлажденном состоянии.

· Смешанные облака, состоящие из смеси переохлажденных капель воды и ледяных кристаллов. Они могут существовать, как правило, при температурах воздуха от -10 до -40°С.

· Ледяные (кристаллические) облака, состоящие только из ледяных кристаллов. Они преобладают, как правило, при температурах воздуха ниже -30°С.

Облака характеризуются водностью. Водностью облаков называют содержание в них воды в жидком или твердом виде. В водяных облаках в каждом кубическом метре облачного воздуха содержится от 0,2 до 5 г воды. В кристаллических облаках еще меньше - сотые и тысячные доли грамма в м куб. При большой водности и отрицательных температурах в облаках наблюдается интенсивное обледенение самолетов.

2. Формы облаков

2.1 Международная классификация

2.2 Высокие облака

Самые высокие облака тропосферы. Они образуются при наиболее низких температурах и состоят из ледяных кристаллов. На вид облака всех трех родов белые, полупрозрач­ные, мало затеняющие солнечный свет.

Перистые облака выглядят как отдельные нити, гряды или полосы волокнистой структуры. Перисто-кучевые облака представляют собой гряды или пласты, имеющие ясно выраженную структуру из очень мелких хлопьев, шариков, завитков (барашков). Часто они похожи на рябь на поверхности воды или песка.

Перисто-слоистые облака представляют собой тонкую прозрачную белесоватую вуаль, частично или полностью закрывающую небосвод. В них часто возникают оптические явления, называемые гало или различные комбинации светлых дуг.

2.3 Средние облака

Высококучевые облака представляют собой облачные пласты или гряды белого или серого цвета (или одновременно обоих). Это достаточно тонкие облака, более или менее затеняют солнце. Пласты или гряды состоят из плоских валов, дисков, пластин, часто расположенных рядами. Кажущаяся ширина этих элементов в облаках на небесном своде 1-5°. Характерное оптическое явление - венцы, т.е. окрашенные круги небольшого (в несколько градусов) радиуса вокруг дисков светил. Они связаны с дифракцией света водяными капельками облаков. В высококучевых облаках наблюдается также иризация: края облаков, находящихся перед солнцем, получают радужную окраску. Иризация также указывает на строение высококучевых облаков из очень мелких однородных капель, как правило, переохлажденных.

Высокослоистые облака - светлый, молочно-серый облачный покров, застилающий небосвод целиком или частично. Через менее плотные участки могут просвечивать солнце и луна, однако, в виде размытых пятен. Высокослоистые облака являются типичными смешанными облаками: наряду с мельчайшими капельками в них содержатся и мелкие снежинки. Такие облака дают слабые осадки, которые в теплое время года, как правило, испаряются по пути к земной поверхности. Зимой из высокослоистых облаков часто выпадает мелкий снег.

Слоисто-дождевые облака имеют такое же происхождение, как и высокослоистыми. Однако слой их более мощный слой (несколько километров). Эти облака находятся в нижнем, среднем и часто верхнем ярусах. облако небо атмосфера конденсация

В верхней части они состоят из мельчайших капель и снежинок, а в нижней могут содержать также крупные капли и снежинки. Поэтому слой этих облаков представляется более серым; Солнце и луна сквозь него не просвечивают. Из этих облаков, как правило, выпадает обложной дождь или снег, достигающий земной поверхности.

Под покровом таких облаков часто существуют бесформенные скопления низких разорванных облаков, особенно мрачные на фоне слоисто-дождевых.

2.4 Низкие облака

Кучевые облака - это отдельные облака в нижнем и сред­нем ярусах, как правило, плотные и с резко очерченными контурами, развивающиеся вверх в виде холмов, куполов, башен. Они имеют клубообразный характер (похожи на кочаны цветной капусты) и на солнце кажутся ярко-белыми. Основания облаков сравнительно темные, более или менее горизонтальные. Против солнца облака кажутся темными со светлой каймой по краям. Облака часто настолько многочисленны, что образуют гряды. Иногда они имеют разорванные края и называются разорванно-кучевыми. Кучевые облака состоят только из водяных капель (без кристаллов) и осадков, как правило, не дают. Однако в тропиках, где водность облаков велика, из них вследствие взаимного слияния капель могут выпадать небольшие дожди.

Слоистые облака также находятся в нижнем ярусе. Это самые близкие к земной поверхности облака: в равнинной местности их высота может быть всего несколько десятков метров над землей. Это однородный на вид серый слой капельного строения, из которого может выпадать морось. Но при достаточно низких отрицательных температурах в облаках появляются и твердые элементы; тогда из облаков могут выпадать ледяные иглы, мелкий снег, снежные зерна. Явлений гало эти облака не дают; солнечный диск, если он просвечивает сквозь облака, имеет четкие очертания. Временами слоистые облака представляются в виде разорванных клочьев; тогда их называют разорванно-слоистыми.

Слоисто-кучевые облака в нижнем ярусе представляют собой гряды или слои серых или беловатых облаков, почти всегда имеющие более темные части. Облака эти построены из таких же элементов, что и высококучевые (из дисков, плит, валов), однако на вид более крупных, с кажущимися размерами более 5°. Расположены эти структурные элементы по большей части регулярно, рядами. В большинстве случаев слоисто-кучевые облака состоят из мелких и однородных капелек, при отрицательных температурах - переохлажденных, и не дают осадков. Случается, что из них выпадает слабая морось или (при низких температурах) очень слабый снег.

Кучево-дождевые облака являются дальнейшей стадией развития кучевых. Они представляют собой мощные кучевообразные массы, очень сильно развитые по вертикали в виде гор и башен, часто от нижнего и до верхнего яруса. Закрывая солнце, они имеют мрачный вид и сильно уменьшают освещенность. Вершины их приплюснуты и имеют волокнистую перисто-образную структуру, нередко характерную форму наковален. Кучево-дождевые облака состоят в верхних частях из ледяных кристаллов, а в нижних - из кристаллов и капелек различной величины, вплоть до самых крупных. Они дают осадки ливневого характера: это интенсивные дожди, иногда с градом, зимою сильный густой снег, крупа. С ними часто связаны грозовые явления, которые будут подробнее рассмотрены в последующем. Поэтому такие облака называют еще грозовыми (а также ливневыми). На их фоне нередко наблюдается радуга. Под основаниями этих облаков, так же как и под слоисто-дождевыми, часто наблюдаются скопления разорванных облаков (типа разорванно-слоистых или разорванно-кучевых).

2.5 Необычные облака

Перламутровые облака практически не оказывают влияния на погоду. Они формируются на высотах в 15-30 км и состоят из кристалликов льда, на которых происходит дифракция света, проявляющаяся сильной иризацией облака. Такие облака бывают белого цвета, чаще всего в Антарктике, но наиболее впечатляюще они выглядят, когда окрашены в нежные, пастельные тона. Перламутровые облака видны только в высоких широтах (свыше приблизительно 50° северной или южной широты), когда солнце уже опустилось ниже видимой линии горизонта, но облака еще подсвечиваются, то есть сразу после заката и непосредственно перед восходом солнца. Впрочем, по статистике наблюдений, увидеть перламутровые облака утром менее вероятно, чем вечером. Эти облака относятся к волнистым облакам, образующимся на больших высотах в присутствии сильных ветров в верхних слоях атмосферы и при близком расположении зоны низкого давления.

Серебристые облака еще более редки, чем перламутровые: их можно наблюдать в середине ночи, летом и на широтах приблизительно от 45 до 60° по обе стороны от экватора. В это время солнце садится за горизонт практически на север и продолжает подсвечивать облака, располагающиеся в атмосфере на самой большой высоте: примерно 80-85 км. Серебристые облака залегают непосредственно под плоскостью мезопаузы - самой холодной области атмосферы. Эти облака имеют характерный серебристо-белый цвет и видны приблизительно в течение часа около полуночи. Серебристые облака состоят из кристалликов льда, упорядоченных в очень тонкие слои, в которых различимы складки и волны, складывающиеся затем в целостную структуру облака.

Заключение

Рассмотрев, как образовываются облака, узнав их свойства и самое главное виды, можно прийти к выводу, что облака могут много рассказать нам о процессах, протекающих в небе. Они изменяют характер окружающего их воздуха.

Многие люди, а особенно метеорологи, имеют неподдельный интерес к облакам, потому что знание их может помощь без проблем и практически безошибочно предсказать погоду на ближайшее время.

Список использованных источников

1. Атлас погоды: Атмосферные явления и прогнозы / Сторм Данлоп; [пер. с англ. Д. Курдыбайло]. - Спб.: Амфора. ТИД Амфора, 2010. - 191 с.: ил. - (Серия "Амфора - Атлас").

2. Метеорология и климатология: учебник. - 7-е изд. / С.П. Хромов, М.А. Петросянц. - М.: Изд-во Моск. Ун-та: Наука, 2006. - 582 с.: илл. - (Классический университетский учебник).

3. Полякова Л.С., Кашарин Д.В. Метеорология и климатология Издательство: Новочеркасск: НГМА, 2004, 107 с.

4. Авиационная метеорология // Облака. Влияние облачности на производство полетов. - Режим доступа: http://aviaspec.com/aviatsionnaya-meteorologiya/oblaka.html

Размещено на Allbest.ru