Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Башенкообразный (или castellatus ) (от латинских башенкообразных , замка) является облаком , которое отображает по меньшей мере , в своих верхней части cumuliform выступов , имеющая форму башенки , которые дают зубчатый аспект. Некоторые из этих башен выше, чем ширина; они имеют общую основу и кажутся выстроенными в линию. [1] Характеристика castellanus особенно очевидна, когда облака наблюдаются сбоку (т. Е. С выгодной точки на линии, перпендикулярной линии ориентации).

Это облачный вид, прикрепленный к облачным родам перистых , перисто- кучевых , высококучевых и слоисто-кучевых . [1] [2] [3] Виды облаков включают перистый башенкообразный , кучевой башенкообразный , Высококучевой башенкообразный и слоисто башенкообразные . [1] Иногда упоминаются кучевые облака castellanus , но этот тип не признан национальной метеорологической службой Франции Météo-France , Американским метеорологическим обществом иВсемирная метеорологическая организация . [4] Те облака, которые некоторые классифицируют как кучевые облака castellanus, обычно не имеют общего основания и не расположены в линию, что в некоторой степени отличается от более общепризнанных типов castellanus. Некоторые ученые также считают, что castellanus должен быть полностью облачным родом , а не только облачным видом . Федеральное управление гражданской авиации неявно рассматривает башенкообразное как полное облако рода. [5]

Физика [ править ]

Рисунок 1: Одноклеточные кучево-дождевые облака, происходящие от кастеллануса.

Все облака Castellanus показывают, что существует нестабильный (или условно нестабильный [6] ) слой на их высоте, но не обязательно под облаком. Некоторые ученые (Скорер, [7] Корфиди [4] ) определяют кастеллан как облако, генерируемое выделением скрытого тепла во время восхождения насыщенного теплового столба в нестабильном (или условно нестабильном) слое на высоте. [4] Облако будет иметь вид «башни из индейки». [8] Этот нестабильный (или условно нестабильный) слой может быть создан разными способами: (1) крупномасштабный подъем ( синоптический масштаб), что при некоторых обстоятельствах делает воздух нестабильным, поскольку температура у основания слоя уменьшается медленнее, чем температура в верхней части облака из-за адиабатической декомпрессии , (2) охлаждение верхней части облака, которое вызывает такой же перепад, и (3) нестабильная (или условно нестабильная) адвекция воздушной массы над стабильной воздушной массой и т. Д.

Castellanus может возникать из облаков, образованных либо поверхностной конвекцией (например, кучевые облака), либо повышенной конвекцией (например, высококучевыми облаками). [4] Большая часть конвекции в башнях, однако, происходит из-за нестабильности (или условной нестабильности) на высоте облака, а не из-за конвекции под облаком. Воздух, окружающий облако, быстро увлекается в башни. Облако физика показывает , что , если облако не содержит достаточное количество влаги, [Примечание 1] водяной пар , содержащуюся внутри облака будет только конденсироваться на более высокий уровень, где температура восходящего участка достигает насыщенияточка. Это, следовательно, высушит облако от основания и, в конечном итоге, приведет к его исчезновению, если этот сухой воздух не конденсируется ниже вершины облака. [4] [10] И наоборот, если воздух, окружающий облако, почти насыщен и над исходным облаком существует толстый, нестабильный (или условно нестабильный) слой, конвекция может продолжаться. Затем вырастет башня, которая будет становиться все шире и шире, и в некоторых случаях превратится в кучево-дождевые облака .

Таким образом, эволюция кастеллануса зависит от количества влаги и характеристик нестабильного (или условно нестабильного) слоя. Рассеянные облака в небе обычно встречаются в относительно сухом воздухе с более влажным «карманом». Если они покажут такой высокий и узкий рост, окружающий их сухой воздух не будет поддерживать конвекцию, которая приведет к рассеиванию облаков. Однако более протяженный облачный слой показывает более высокую относительную влажность в этом слое; сценарий, скорее всего, будет связан с чрезмерной застройкой башен.

Номенклатура [ править ]

Вид castellanus определен в Международном атласе облаков , последний официальный выпуск которого состоялся в 1975 году. [11] Он основан на наземных визуальных наблюдениях за формой облаков. На практике форма кастеллануса связана с физическим процессом, вызывающим его: локальная нестабильность (или условная нестабильность) в верхней части облака, которая нарушает температурную инверсию и является причиной образования башен, что подтверждается вертикальными зондирования .

Однако, хотя вид castellanus относится к разным родам конвективных облаков на разных уровнях, наиболее распространенным типом облаков являются высококучевые castellanus , основание которых находится на среднем уровне. Это подкрепляется тем фактом, что в руководствах пилотов взаимозаменяемо говорится о castellanus или altocumulus castellanus , что ограничивает значение слова catellanus . [5]

Чтобы облегчить эту путаницу, ученые Ричард С. Скорер [7] и Корфиди [12] предлагают классификацию облаков, основанную только на физических критериях, полученных в результате вертикального зондирования и наблюдений с метеорологических спутников, чтобы реклассифицировать кастеллан как род облаков на том же уровне, что и облака. кучевые или перистые . Корфиди уже давно критикует сопротивление официальных органов этому изменению. Однако версия Международного облачного атласа 2016 года не изменит статуса кастеллануса. [12] [13] Те же ученые придерживаются аналогичного мнения о линзовидных облаках. которые могут существовать на разных уровнях, которые не признаются как полный род облаков, а только как вид.

Особенности критики [ править ]

Рисунок 2: Конвективные облака над слоем облаков, образованные расширяющимся потоком нисходящей волны . Вид на юг.

Ученые отмечают распространенную путаницу между конвективными облаками, создаваемыми исключительно (или, по крайней мере, в основном) за счет суточного нагрева земли, и кастелланусом , который в первую очередь является продуктом нестабильности (или условной нестабильности) в верхней части облака, такого как кучевые облака, слоисто-кучевые облака. , или высококучевые, причем два последних рода легко спутать.

Более того, Международный атлас облаков (ICA) не совсем точен относительно того, как определить род конвективного облака. Согласно ICA (1975, стр. 15–16), основание кучевого облака обычно находится между поверхностью и 2 км (6600 футов). Этот предел высоты основан на наблюдениях в умеренном климате, где температура и влажность поверхности являются примерно средними. При этом не учитывается, как образуется облако. На американском Западе основание кучевых облаков может достигать 4000 метров (13000 футов), поскольку это сочетание низкой точки росы (10 ° C (50 ° F)) и высокой температуры (до 45 ° C (113 ° F)). )) приведет к очень высокому уровню конвективной конденсации . [14]Хотя ICA допускает, что кучевое облако может иметь основание более 2 километров (6600 футов) (говоря, что кучевые облака обычно имеют основания на этой высоте или ниже), руководство, приведенное на странице 16 ICA, может привести к неправильной классификации высокое кучевое облако. В этом руководстве говорится, что род облака может быть определен «путем выбора из родов, обычно встречающихся на уровне (диапазон высот).соответствует его высоте ». Это может привести к тому, что наблюдатель исключит кучевые облака как возможный род облака, которое имеет все описанные ICA характеристики кучевых облаков, за исключением того, что его основание находится выше« низкого »уровня (поверхность до 2 км ( 6600 футов)). Наблюдатель, добросовестно пытающийся соответствовать руководящим принципам классификации ICA, может затем ошибочно идентифицировать это облако как высококучевые облака (возможно, высококучевые хлопья ), хотя создающая его нестабильность находится на другом уровне по сравнению с высококучевыми облаками [11].

Еще больше усложняет ситуацию то, что конвективные облака типа castellanus могут создаваться восходящими потоками, возникающими на промежуточных высотах по отношению к уровням, определенным в Атласе; он составляет континуум возможных высот. [12] Эти конвективные облака на средней высоте будут иметь плоское основание, за исключением случаев, когда образуются осадки. Причем высота их оснований может быть выше уровня конденсации за счет конвекции или даже выше уровня свободной конвекции ; это зависит от высоты, на которой происходит форсирование. Это явление может возникнуть, когда поблизости находятся кучево-дождевые облака. Последний вызовет отток ниже кучево-дождевых облаков. Граница истечения ведет себя как псевдохолодный фронт.который создает механическое усилие там, где выходящий поток встречает окружающий воздух. Подъем позволяет образовывать конвективные башни на уровне вершины оттока в уже существующих облаках, если воздух условно нестабилен.

Пример этого явления показан на рисунке рядом и соответствует рисунку 2 статьи, написанной Корфиди; [15] гроза расположена к востоку от изображения. Подпись к изображению в статье Корфиди относится к облаку как к castellanus [15], а не как к кучевым облакам mediocris altocumulogenitus, как предполагалось в проекте Международного атласа облаков. [16]

Парящий [ править ]

Рисунок 3: Cumulus castellanus. Эти облака иногда могут использоваться пилотами планеров.

Кастеллан (облака, состоящие из очень узких столбов) известны [17] как непригодные для использования пилотами планеров . Чтобы облако имело пригодный для использования термик, столбец восходящего потока должен существовать под облаком, и в этом случае облако будет иметь плоское основание. Однако высококучевые castellanus можно идентифицировать по отсутствию четко выраженного основания. Как было сказано выше, пилот планера может использовать гибридное облако между кучевыми облаками и кастелланом.

Кастеллан, которые не подходят для парения, можно легко идентифицировать и прозвали « ракетными облаками» . [18] Визуальное различие между кучевыми облаками и кастелланусом заключается в том, что первый имеет плоское основание, а второй обычно не имеет четко определенного основания. Однако визуального наблюдения за облаком может быть недостаточно, поскольку в некоторых случаях гибрид castellanus (псевдокучевые облака) может иметь плоское основание. Единственный надежный способ отличить эти два типа облаков - это зондирование атмосферы перед полетом. Если основание этих ложных кучевых облаков выше уровня конвективной конденсации , пилот, вероятно, близок к нежелательным кучево-дождевым облакам.. Более того, когда кучевое облако разрушается, под основанием облака все еще может существовать столб восходящего потока, который не исходит от земли. В частности, в конце дня воздушная масса может быть стабильной на высоте до 2000 футов и нестабильной над этим стабильным слоем. Кучевые облака переходят в слоисто-кучевые или высококучевые в зависимости от их высоты. До версии Международного атласа облаков 1956 года эти облака назывались слоисто-кучевыми или высококучевыми "vesperalis". Непосредственно под этими облаками все еще присутствуют восходящие потоки . Метеоролог Корфиди [19] объясняет, что эти, казалось бы, безобидные облака, которые быстро разрушаются, могут быть предвестниками ночных гроз.

Для определения конвекции, не связанной с землей, можно сравнить высоту основания «кучевого облака» c с уровнем конвективной конденсации h . Эта высота h определяется следующей формулой: [20]

где a = 0,125 км / ⁰C;

T - температура поверхности, D - точка росы. К переменным c , T и D можно легко получить доступ из соседнего METAR .

Вычисления этой высоты часов основан на первых принципах и поэтому является весьма точным. Следовательно, если наблюдаемые кучевые облака почти наверняка являются кастелланусом в понимании Корфиди. Тогда будет разумно опасаться присутствия линии фланга или нисходящих прорывов в непосредственной близости. На рисунке 2 показана такая картина.

Примечания и ссылки [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ^ Относительная влажность внутри облака не строго равна 100%. Фактически он может варьироваться от 70% (сбоку) до 107% (в центре) внутри конвективных облаков. [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Кастеллан" . Глоссарий. Eumetcal . Архивировано из оригинала 5 февраля 2008 года . Проверено 31 июля 2016 года .
  2. ^ "Espèces (nuage)" . Comprendre la météorologie (на французском языке). Метео-Франс . 2010 . Проверено 20 июня 2010 .
  3. ^ "Кастеллан" . Глоссарий метеорологии. Американское метеорологическое общество . Проверено 20 июня 2010 .
  4. ^ a b c d e Корфиди, 2008 г.
  5. ^ a b Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям (PDF) , Федеральное управление гражданской авиации , 2016 г., стр. 12–17, заархивировано из оригинала (PDF) 20 августа 2016 г. , получено 8 августа 2016 г.
  6. ^ «Условная нестабильность - Глоссарий AMS» . glossary.ametsoc.org . Американское метеорологическое общество . Проверено 16 августа 2016 .
  7. ^ а б Ричард С. Скорер (1972). Облака мира; полная цветная энциклопедия . Книги со стеклопакетами. 31–33. ISBN 978-0-8117-1961-2.
  8. ^ Doswell, CA, III (2001). Сильные конвективные бури - обзор. (Глава 1 о сильных конвективных штормах) . Американское метеорологическое общество, 1–26 . Проверено 26 июня 2010 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Пруппахер, Ганс; Клетт, Джеймс Д. (1997). Микрофизика облаков и осадков . Библиотека атмосферных и океанографических наук. 18 . Kluwer . п. 10. ISBN 978-0-7923-4211-3.
  10. ^ Малкус Иоганн Starr; Скорее всего, Ричард Сигал (1955). «Эрозия кучевых башен» . Журнал метеорологии . 12 : 43–57. DOI : 10.1175 / 1520-0469 (1955) 012 <0000: TEOCT> 2.0.CO; 2 .
  11. ^ а б Атлас I 1975 г. , стр. 17
  12. ^ a b c Корфиди 2008 , стр. 1283
  13. ^ «Проект текста нового издания Международного атласа облаков (доступен только на английском языке)» . Всемирная метеорологическая организация . Проверено 9 июля 2016 .
  14. ^ Марковский, Пол; Ричардсон, Иветт (2010). Мезомасштабная метеорология в средних широтах . Джон Вили и сыновья . п. 198 . ISBN 978-0-470-74213-6.
  15. ^ a b Стефен Ф. Корфиди; и другие. «К лучшему пониманию повышенной конвекции» (PDF) . NOAA . Проверено 27 июля 2011 .
  16. ^ «Международный атлас облаков (проект)» (PDF) . Всемирная метеорологическая организация . 2016. с. 57 . Проверено 2 августа 2016 .
  17. ^ Брэдбери (2007). Метеорология и полет: Руководство пилота по погоде (полет и планирование) (3-е изд.). Лондон : A&C Black Publishers Limited. п. 64. ISBN 978-0-7136-6831-5.[ постоянная мертвая ссылка ]
  18. ↑ Том Брэдбери (1993). «Ищите лифт» . п. 5.[ постоянная мертвая ссылка ]
  19. ^ Corfidi 2008 , стр. 1288
  20. ^ Роланд Б. Стулл (2000). Метеорология для ученых и инженеров, второе издание . Брукс / Коул. п. 101. ISBN 978-0-534-37214-9.

См. Также [ править ]

  • Кастеллан высококучевые

Библиография [ править ]

  • Коттон, Уильям; Брайан, Джордж; ван ден Хеевер, Сьюзан (2011). Вторая редакция Storm and Cloud Dynamics . Международная серия по геофизике. 99 . Академическая пресса . ISBN 978-0-12-088542-8.
  • Международный облачный атлас, том I (PDF) . 1 . Всемирная метеорологическая организация . 1975. Архивировано из оригинального (PDF) 25 июля 2016 года . Проверено 20 июля 2016 .
  • Международный атлас облаков, том II (PDF) . 2 . Всемирная метеорологическая организация . 1975 . Проверено 21 октября 2013 .
  • Корфиди, Стивен Ф. (2008). «Повышенная конвекция и Кастеллан: двусмысленность, значение и вопросы» (PDF) . Погода и прогнозирование . 23 (6): 1280–1303. DOI : 10.1175 / 2008WAF2222118.1 . Проверено 27 июля 2016 .