Облачный атлас: облака вертикального развития

К облакам вертикального развития относят две основные формы:

• кучевые
• кучево-дождевые

Кучевые облака (Cumulus – Сu)

Высота нижней границы кучевых облаков в значительной мере зависит от влажности воздуха (от дефицита насыщения). В умеренных широтах высота нижней границы кучевых облаков обычно составляет 0,6—1,2 км, вертикальная протяженность – от сотни метров до нескольких километров. Кучевые облака состоят из капель воды, более крупных в верхней части облака (преобладающий радиус капель около 20 мкм) и более мелких у его основания (преобладают капли радиусом около 10 мкм). При отрицательных температурах капли находятся в переохлажденном состоянии.

Если кучевые облака находятся в стороне от наблюдателя, то он видит их от основания до ослепительно белых клубящихся вершин. В этом случае правильно определить форму облака не представляет никаких затруднений. Если же облака располагаются у зенита или ими покрыта большая часть неба, то наблюдается только их нижняя поверхность, которая всегда имеет некоторые неровности, а иногда и рваные края. В этом случае их легко спутать со слоисто-кучевыми или кучево-дождевыми облаками.

Кучевые облака, в отличие от слоисто-кучевых, не образуют непрерывного слоя. Покров Сu всегда разделяется на отдельные облака, в промежутках между которыми видны их бугристые, резко очерченные края, уходящие в высоту. Центральные части отдельных облаков могут быть темными (серыми или темно-серыми в зависимости от их мощности), а освещенные края – ярко-белыми, в виде светлой или блестящей каймы в зависимости от расположения облаков относительно солнца.

В сплошных длинных валах вершины Сu сохраняют разную высоту.

Иногда трудно отличить Сu cong. от Cb, имеющих не только внешнее сходство, но и сходство процесса образования. Условно принято считать облака кучево-дождевыми, когда их вершина приобретает отчетливое волокнистое строение («обледеневает»), а также когда начинается выпадение ливневых осадков или заметны полосы падения осадков (хотя бы и не доходящих до поверхности земли). Основной процесс, приводящий к образованию кучевых облаков, – это мощные восходящие движения воздуха, обусловленные неравномерным нагревом подстилающей поверхности (термическая конвекция). Из многообразия кучевых облаков выделяют 3 вида:

• кучевые плоские
• кучевые средние
• мощные кучевые

Кучево-дождевые облака (Cumulonimbus – Cb)

Высота нижней границы Cb обычно находится в пределах от 0,6 до 1,2 км. Верхняя граница кучево-дождевого облака достигает 4–5 км, в отдельных случаях – высоты тропопаузы (8–9 км). Микрофизическая структура представлена набором капель разного размера (радиусом от нескольких мкм до 1 см), а также ледяных кристаллов, снежных зерен и града (до нескольких см).

Определить Cb обычно нетрудно. Их можно спутать только с Ns и Сu cong.

Если Cb сильно распространились по горизонтали, их основания слились и с пункта наблюдений ни в один из просветов не видно резко очерченных бугристых боковых сторон облаков, то их можно спутать с Ns. Основное различие заключается в том, что Cb имеют свинцово-темную окраску и дают ливневые осадки. При определении также нужно учитывать предшествующее состояние неба.

Облака Cb отличают от облаков Сu cong. по следующим признакам:

– темная окраска основания облака; если Cb находится близко к зениту, то его окраска становится свинцово-темной, освещенность при этом резко уменьшается;

– выпадение ливневых осадков;

если осадки не достигают поверхности земли, то они (в удаленных облаках) заметны в виде полос падения (virga);

– волокнистое строение части облака или перистовидная форма его вершины.

Если хотя бы один из этих признаков имеется, облако следует считать кучево-дождевым.

Основным процессом образования кучево-дождевых облаков является процесс охлаждения воздуха при восходящем движении в условиях сильно развитой динамической или термической конвекции. Поэтому толщина их достигает 3–5 км.

В холодное время года, когда отрицательные температуры воздуха, при которых замерзают облачные капли и растут ледяные кристаллы, наблюдаются уже на сравнительно небольшой высоте, при наличии конвекции образуются плоские кучево-дождевые облака (Cb hum.), дающие, однако, достаточно интенсивные осадки. Особенно типичны Cb hum. для районов Крайнего Севера и приморских районов.

В кучево-дождевых облаках выделяют 2 вида:

• кучево-дождевые лысые
• кучево-дождевые волосатые

В следующий раз поговорим о 3-ех системах облаков, их эволюции и связанных с ними признаках погоды.