Облако

Кучевой вид облаков над ручьем Свифтс , Австралия

Часть серии по
Погода
Умеренный и полярный сезон Зима Весна Летом Осень
Тропические сезоны Сухой сезон Харматтан Влажный сезон
Бури Облако Кучево-дождевое облако Облако Аркуса Downburst Микровзрыв Тепловой взрыв Деречо Молния Вулканическая молния Гроза Воздушно-массовая гроза Thundersnow Сухая гроза Мезоциклон Supercell Торнадо Антициклонический смерч Смерч Водяной смерч Пыльный дьявол Огненный вихрь Антициклон Циклон Полярный низкий Внетропический циклон Европейский ураган Nor'easter Субтропический циклон Тропический циклон Атлантический ураган Тайфун Штормовая волна Песчаная буря Simoom Хабуб Муссон Амихан Гейл Сирокко Огненная буря Зимняя буря Снежная буря Снежная буря Наземная метель Snowsquall
Осадки Морось Замораживание Graupel Град Мегакриометеор Ледяная крупа Алмазная пыль Дождь Замораживание Ливень Снег Дождь и снег смешанные Снежные зерна Снежный каток Слякоть
Темы Загрязнение воздуха Атмосфера Химия Конвекция Физика река Климат Облако Физика Туман Сезон тумана Холодная волна Тепловая волна Струйный поток Метеорология Суровая погода Список Экстремальный Терминология суровой погоды Канада Япония Соединенные Штаты Прогноз погоды Модификация погоды
Глоссарии Метеорология Изменение климата Условия торнадо Условия использования тропических циклонов
Портал погоды
v т е

В метеорологии , А облако представляет собой аэрозоль , состоящий из видимой массы мелких жидких капель , замороженных кристаллов , или других частиц , взвешенных в атмосфере в виде планетарного тела или же пространства. ^[1] Вода или другие химические вещества могут образовывать капли и кристаллы. На Земле облака образуются в результате насыщения воздуха, когда он охлаждается до точки росы или когда он набирает достаточное количество влаги (обычно в виде водяного пара.) от соседнего источника, чтобы поднять точку росы до температуры окружающей среды. Они видны в гомосфере Земли , которая включает тропосферу , стратосферу и мезосферу . Нефология - это наука об облаках, которая изучается в области физики облаков в метеорологии . Существует два метода наименования облаков в соответствующих слоях гомосферы: латинский и общий.

Типы родов в тропосфере, слое атмосферы, ближайшем к поверхности Земли, носят латинские названия из-за повсеместного принятия номенклатуры Люка Ховарда , которая была официально предложена в 1802 году. Она стала основой современной международной системы, которая делит облака на пять физических объектов. формы, которые можно далее разделить или классифицировать по высотным уровням, чтобы получить десять основных родов . Основными типичными типами облаков для каждой из этих форм являются слоистые , перистые , слоисто-кучевые , кучевые и кучево-дождевые . Низкий уровень у облаков нет префиксов, связанных с высотой. Однако стратиформным и слоисто- кучевым типам среднего уровня дается префикс alto-, тогда как варианты высокого уровня этих же двух форм имеют префикс cirro- . Типы рода с достаточной вертикальной протяженностью, чтобы занимать более одного уровня, не имеют никаких префиксов, связанных с высотой. Формально они классифицируются как низко- или среднеуровневые, в зависимости от высоты, на которой каждый из них изначально формируется, а также более неформально характеризуются как многоуровневые или вертикальные . Большинство из десяти родов, полученных с помощью этого метода классификации, можно подразделить на виды и далее подразделить на разновидности.. Очень низкие слоистые облака, простирающиеся до поверхности Земли, получили общие названия туман и туман , но не имеют латинских названий.

В стратосфере и мезосфере облака имеют общие названия для своих основных типов. Они могут иметь вид слоистой вуали или пластин, усиковидных пучков или слоисто-кучевых полос или ряби. Их можно увидеть нечасто, в основном в полярных регионах Земли. Облака наблюдались в атмосферах других планет и лун в Солнечной системе и за ее пределами. Однако из-за различных температурных характеристик они часто состоят из других веществ, таких как метан , аммиак и серная кислота , а также из воды.

Тропосферные облака могут иметь прямое влияние на изменение климата на Земле. Они могут отражать падающие солнечные лучи, которые могут способствовать охлаждающему эффекту там, где и когда возникают эти облака, или улавливать более длинноволновое излучение, которое отражается от поверхности Земли, что может вызвать эффект потепления. Высота, форма и толщина облаков являются основными факторами, влияющими на локальное нагревание или охлаждение Земли и атмосферы. Облаков, которые образуются над тропосферой, слишком мало и они слишком тонкие, чтобы оказывать какое-либо влияние на изменение климата. Облака - главная причина неопределенности в чувствительности климата . ^[2]

Табличный обзор [ править ]

Следующая таблица очень обширна. Он основан на нескольких методах классификации облаков, как формальных, так и неформальных, используемых на разных уровнях гомосферы Земли рядом упомянутых авторитетов, особенно в отношении форм, ^[3] высотных уровней, ^[4] форм и уровней, ^{[5 ]} возвышающиеся вертикальные облака ^[6] и облака над тропосферой. ^[7]Несмотря на некоторые различия в номенклатуре, схемы классификации, представленные в этой статье, можно объединить, используя неформальную перекрестную классификацию физических форм и уровней высоты, чтобы получить 10 родов тропосферы, туман и туман, которые образуются на уровне поверхности, и несколько дополнительных основных типы выше тропосферы. Род кучевых облаков включает четыре вида, размер которых по вертикали может влиять на высоту над уровнем моря. Эту таблицу следует рассматривать не как строгую или единичную классификацию, а как иллюстрацию того, как различные основные типы облаков связаны друг с другом и определяются через весь диапазон высотных уровней от поверхности Земли до «края космоса».

Для другого табличного обзора, который также охватывает всю гомосферу, см. Облачные роды и отдельные виды, дополнительные функции и другие воздушные гидрометеоры (расположенные чуть ниже нижней части статьи).

Этимология и история облачной науки и номенклатуры [ править ]

Этимология [ править ]

Происхождение термина «облако» можно найти в старых английских слов clud или кома , что означает холм или массу камня. Примерно в начале 13 века это слово стало использоваться как метафора для дождевых облаков из-за сходства внешнего вида между каменной массой и кучевым облаком. Со временем метафорическое использование слова вытеснило древнеанглийское слово weolcan , которое было буквальным обозначением облаков в целом. ^{[8] [9]}

Аристотель [ править ]

Исследования древних облаков не проводились изолированно, а наблюдались в сочетании с другими погодными элементами и даже другими естественными науками. Около 340 г. до н.э. греческий философ Аристотель написал « Метеорологику» , труд, который представляет собой совокупность знаний того времени о естествознании, включая погоду и климат. Впервые осадки и облака, из которых выпадают осадки, были названы метеорами, что происходит от греческого слова « метеорос» , означающего «высоко в небе». От этого слова произошел современный термин метеорология , изучение облаков и погоды. Meteorologicaбыл основан на интуиции и простом наблюдении, а не на том, что сейчас считается научным методом. Тем не менее, это была первая известная работа, в которой была предпринята попытка систематического рассмотрения широкого круга метеорологических вопросов, особенно гидрологического цикла . ^[10]

Первая исчерпывающая классификация [ править ]

После столетий спекулятивных теорий о формировании и поведении облаков первые действительно научные исследования были предприняты Люком Ховардом в Англии и Жан-Батистом Ламарком во Франции. Ховард был методичным наблюдателем с сильным знанием латинского языка и использовал свои знания для классификации различных типов тропосферных облаков в 1802 году. Он считал, что изменение формы облаков в небе может открыть ключ к прогнозированию погоды. В том же году Ламарк независимо работал над классификацией облаков и придумал другую схему именования, которая не произвела впечатления даже в его родной стране, Франции.потому что в нем использовались необычные французские названия типов облаков. Его система номенклатуры включала 12 категорий облаков с такими названиями, как (в переводе с французского) туманные облака, пятнистые облака и облака, похожие на метлы. В отличие от этого, Говард использовал общепринятую латынь, которая быстро прижилась после того, как она была опубликована в 1803 году. ^[11] В знак популярности схемы именования немецкий драматург и поэт Иоганн Вольфганг фон Гете сочинил четыре стихотворения об облаках, посвящая их Говарду. Разработка системы Ховарда была официально принята Международной метеорологической конференцией в 1891 г. ^[11]Эта система охватывала только типы тропосферных облаков, но открытие облаков над тропосферой в конце 19 века в конечном итоге привело к созданию отдельных схем классификации с использованием общих имен для этих очень высоких облаков, которые все еще были в целом похожи на некоторые идентифицированные формы облаков. в тропосфере. ^[7]

Образование в гомосфере: как воздух становится насыщенным [ править ]

Земные облака можно найти повсюду в большей части гомосферы, включая тропосферу, стратосферу и мезосферу. В этих слоях атмосферы воздух может стать насыщенным в результате охлаждения до точки росы или добавления влаги из соседнего источника. ^[12] В последнем случае насыщение происходит, когда точка росы повышается до температуры окружающего воздуха.

Адиабатическое охлаждение [ править ]

Адиабатическое охлаждение происходит, когда один или несколько из трех возможных подъемных агентов - конвективного, циклонического / фронтального или орографического - заставляют воздушный поток, содержащий невидимый водяной пар, подниматься и охлаждаться до точки росы, температуры, при которой воздух становится насыщенным. Основным механизмом этого процесса является адиабатическое охлаждение. ^[13] Когда воздух охлаждается до точки росы и становится насыщенным, водяной пар обычно конденсируется с образованием облачных капель. Эта конденсация обычно происходит на облачных ядрах конденсации, таких как частицы соли или пыли, которые достаточно малы, чтобы удерживаться в воздухе при нормальной циркуляции воздуха. ^{[14] [15]}

Одним из факторов является конвективное восходящее движение воздуха, вызванное дневным солнечным нагревом на уровне поверхности. ^[14] Нестабильность воздушной массы допускает образование кучевых облаков, которые могут вызывать ливни, если воздух достаточно влажный. ^[16] В умеренно редких случаях конвективный подъем может быть достаточно мощным, чтобы проникнуть через тропопаузу и вытолкнуть верхушку облака в стратосферу. ^[17]

Фронтальный и циклонический подъем возникают, когда стабильный воздух поднимается вверх на фронтах погоды и вокруг центров низкого давления в результате процесса, называемого конвергенцией . ^[18] Теплые фронты, связанные с внетропическими циклонами, имеют тенденцию генерировать в основном усовидные и слоистые облака на обширной территории, если только приближающаяся теплая воздушная масса не является нестабильной. В этом случае кучевые скопления или кучево-дождевые облака обычно встраиваются в основной слой осаждающих облаков. ^[19] Холодные фронтыобычно движутся быстрее и образуют более узкую линию облаков, которые в основном слоисто-кучевые, кучево-дымчатые или кучево-дождевые, в зависимости от стабильности теплой воздушной массы прямо перед фронтом. ^[20]

Третий источник подъемной силы - это циркуляция ветра, заставляющая воздух преодолевать физический барьер, такой как гора ( орографический подъемник ). ^[14] Если воздух в целом стабильный, образуются только линзовидные шапки облаков. Однако, если воздух станет достаточно влажным и нестабильным, могут появиться орографические дожди или грозы . ^[21]

Неадиабатическое охлаждение [ править ]

Наряду с адиабатическим охлаждением, для которого требуется подъемный агент, существуют три основных неадиабатических механизма понижения температуры воздуха до точки росы. Кондуктивное, радиационное и испарительное охлаждение не требует подъемного механизма и может вызвать конденсацию на уровне поверхности, что приведет к образованию тумана . ^{[22] [23] [24]}

Добавление влаги в воздух [ править ]

Несколько основных источников водяного пара могут быть добавлены к воздуху для достижения насыщения без какого-либо процесса охлаждения: вода или влажная почва, ^{[25] [26] [27]} осадки или вирга , ^[28] и транспирация с растений ^{[29] ]}

Классификация: как облака идентифицируются в тропосфере [ править ]

Классификация тропосферы основана на иерархии категорий с физическими формами и высотными уровнями наверху. ^{[3] [4]} Они подразделяются на десять типов родов, большинство из которых можно разделить на виды и далее подразделить на разновидности, которые находятся в нижней части иерархии. ^[30]

Физические формы [ править ]

Облака в тропосфере принимают пять физических форм в зависимости от структуры и процесса формирования. Эти формы обычно используются для спутникового анализа. ^[3] Они приведены ниже в приблизительном порядке возрастания нестабильности или конвективной активности. ^[31]

Стратиформ [ править ]

Неконвективных стратиформные облака появляются в стабильных условиях и воздушной массы, в общем, имеют плоское, листовое-подобные структуры , которые могут образовывать на любой высоте в тропосфере. ^[32] Стратиформная группа делится по диапазону высот на роды cirrostratus (высокий уровень), altostratus (средний уровень), stratus (низкий уровень) и nimbostratus (многоуровневый). ^[4] Туман обычно считается приземным слоем облаков. ^[21] Туман может образовываться на уровне поверхности при ясном воздухе или может быть результатом опускания очень низкого слоистого облака до уровня земли или моря. И наоборот, при адвективном тумане возникают низкие слоистые облака. поднимается над уровнем поверхности в ветреную погоду.

Cirriform [ править ]

Круговидные облака в тропосфере принадлежат к роду перистых облаков и имеют вид оторванных или полуизломанных нитей. Они образуются на больших высотах тропосферы в воздухе, который в основном стабилен с небольшой конвективной активностью или без нее, хотя на более плотных участках могут иногда появляться наросты, вызванные ограниченной конвекцией высокого уровня, когда воздух частично нестабилен . ^[33] Облака, напоминающие перистые облака, можно найти над тропосферой, но они классифицируются отдельно по общим названиям.

Слоисто-кучевые [ править ]

Облака этой структуры имеют как кучевые, так и слоистые характеристики в виде рулонов, ряби или элементов. ^[5] Они обычно образуются в результате ограниченной конвекции в большей части стабильной воздушной массы, покрытой инверсионным слоем. ^[34] Если инверсионный слой отсутствует или находится выше в тропосфере, повышенная нестабильность воздушной массы может вызвать образование вершин в слоях облаков в виде турелей, состоящих из внедренных кумулиформных наростов. ^[35] Слоисто-кучевые облака подразделяются на перисто-кучевые (высокоуровневые), высококучевые (средние) и слоисто-кучевые (низкоуровневые). ^[5]

Cumuliform [ править ]

Кучевые облака обычно образуются изолированными кучами или пучками. ^{[36] [37]} Они являются продуктом локализованной, но обычно свободноконвективной подъемной силы, когда в тропосфере нет инверсионных слоев, ограничивающих вертикальный рост. Обычно небольшие кучевые облака указывают на сравнительно слабую нестабильность. Более крупные кучевые типы являются признаком большей атмосферной нестабильности и конвективной активности. ^[38] В зависимости от своего вертикального размера облака типа кучевых облаков могут быть низкоуровневыми или многоуровневыми с умеренной или высокой вертикальной протяженностью. ^[4]

Кучево-дождевые [ править ]

Самые большие свободно-конвективные облака составляют кучево-дождевые облака , которые имеют большую вертикальную протяженность. Они встречаются в крайне нестабильном воздухе ^[14] и часто имеют нечеткие очертания в верхних частях облаков, иногда включая вершины наковальни. ^[5] Эти облака являются продуктом очень сильной конвекции, которая может проникать в нижнюю стратосферу.

Уровни и роды [ править ]

Тропосферные облака образуются на любом из трех уровней (ранее называвшихся étages ) в зависимости от диапазона высот над поверхностью Земли. Группировка облаков на уровни обычно делаются для целей облачных атласов , поверхность метеорологических наблюдений , ^[4] и карты погоды . ^[39] Диапазон базовой высоты для каждого уровня варьируется в зависимости от широтной географической зоны . ^[4] Каждый высотный уровень включает два или три родовых типа, различающихся в основном по физической форме. ^{[40] [5]}

Стандартные уровни и родовые типы суммированы ниже в приблизительном порядке убывания высоты, на которой каждый обычно базируется. ^[41] Многоуровневые облака со значительной вертикальной протяженностью перечислены отдельно и суммированы в приблизительном порядке возрастания нестабильности или конвективной активности. ^[31]

Высокий уровень [ править ]

Высокие облака образуются на высоте от 3000 до 7600 м (от 10000 до 25000 футов) в полярных регионах , от 5000 до 12 200 м (от 16 500 до 40000 футов) в регионах с умеренным климатом и от 6 100 до 18 300 м (от 20000 до 60000 футов) в тропиках. . ^[4] Все усиковидные облака классифицируются как высокие, поэтому составляют единый род перистых (Ci). Слоисто-кучевые и слоистые облака на больших высотах имеют приставку cirro- , что дает соответствующие названия родов cirrocumulus (Cc) и cirrostratus.(Cs). Если спутниковые изображения высоких облаков с ограниченным разрешением анализируются без подтверждающих данных прямых наблюдений человека, различение отдельных форм или типов родов становится невозможным, и они все вместе идентифицируются как высокотипные (или неофициально как перистые , хотя и не все высокие). облака имеют форму или род перистых облаков). ^[42]

• Род cirrus (Ci):

В основном это волокнистые пучки нежных, белых, усиковидных, ледяных облаков, которые отчетливо видны на фоне голубого неба. ^[33] Перистые оболочки обычно неконвективны, за исключением подтипов castellanus и floccus, которые демонстрируют ограниченную конвекцию. Они часто образуются вдоль высотного струйного течения ^[43] и на самом переднем крае фронтального возмущения или возмущения низкого давления, где они могут сливаться с перисто- слоистым слоем . Этот род высокоразвитых облаков не вызывает осадков. ^[41]

• Род cirrocumulus (Cc):

Это чисто-белый высокослоисто-кучевой слой ограниченной конвекции. Он состоит из кристаллов льда или капель переохлажденной воды, представляющих собой небольшие незатененные круглые массы или хлопья в группах или линиях с рябью, как песок на пляже. ^{[44] [45]} Перисто-кучевые облака иногда образуются вместе с перистыми облаками и могут сопровождаться или заменяться перисто-слоистыми облаками около переднего края активной погодной системы. Этот тип рода иногда дает виргу, осадки, которые испаряются ниже основания облака. ^[19]

• Род cirrostratus (Cs):

Cirrostratus - это тонкая неконвективная слоистая пелена из кристаллов льда, которая обычно дает ореолы, вызванные преломлением солнечных лучей . Солнце и луна видны четкими контурами. ^[46] Cirrostratus не производит осадков, но часто утолщается в высокослоистые слои перед теплым фронтом или областью низкого давления, что иногда и происходит. ^[47]

Средний уровень [ править ]

К невертикальным облакам на среднем уровне добавляется префикс alto- , что дает названия рода altocumulus (Ac) для слоисто-кучевых типов и altostratus (As) для слоистых типов. Эти облака могут образовываться на высоте до 2000 м (6500 футов) над поверхностью на любой широте, но могут располагаться на высоте до 4000 м (13000 футов) у полюсов, 7000 м (23000 футов) в средних широтах и ​​7600 м (25000 футов). ft) в тропиках. ^[4] Как и в случае с высокими облаками, основные типы родов легко идентифицируются человеческим глазом, но различить их с помощью одной только спутниковой фотографии невозможно. Когда подтверждающие данные человеческих наблюдений недоступны, эти облака обычно в совокупности идентифицируются как средний тип на спутниковых изображениях.^[42]

• Род высококучевых (Ac):

Это средний слой облаков с ограниченной конвекцией, который обычно проявляется в виде пятен неправильной формы или более обширных слоев, расположенных группами, линиями или волнами. ^[48] Высококучевые облака иногда могут напоминать перисто-кучевые облака, но обычно они толще и состоят из смеси капель воды и кристаллов льда, поэтому у основания есть по крайней мере некоторое светло-серое затенение. ^[49] Высококучевые облака могут производить чистые, очень легкие осадки, которые испаряются, не достигнув земли. ^[50]

• Род altostratus (As):

Альтослоистые слои - это непрозрачная или полупрозрачная неконвективная вуаль на среднем уровне из серых / сине-серых облаков, которые часто образуются вдоль теплых фронтов и вокруг областей низкого давления. Altostratus обычно состоит из капель воды, но может смешиваться с кристаллами льда на больших высотах. Широко распространенные непрозрачные альтослоистые породы могут давать легкие непрерывные или периодические осадки. ^[51]

Низкий уровень [ править ]

Низкие облака наблюдаются у поверхности до 2000 м (6500 футов). ^[4] Типы рода на этом уровне либо не имеют префикса, либо несут префикс, который относится к характеристике, отличной от высоты. Облака, которые образуются на нижнем уровне тропосферы, обычно имеют более крупную структуру, чем те, которые образуются на среднем и высоком уровнях, поэтому их обычно можно идентифицировать по их формам и типам родов, используя только спутниковую фотографию. ^[42]

• Род stratocumulus (Sc):

Этот тип рода представляет собой слоисто-кучевой облачный слой с ограниченной конвекцией, обычно в форме неправильных пятен или более обширных пластин, похожих на высококучевые, но с более крупными элементами с более глубоким серым оттенком. ^[52] Слоисто-кучевые облака часто присутствуют в сырую погоду из-за других дождевых облаков, но сами по себе могут производить только очень легкие осадки. ^[53]

• Род кумулюс (Cu); виды humilis - небольшая вертикальная протяженность :

Это небольшие отдельные кучевые облака в хорошую погоду, которые имеют почти горизонтальное основание и сплющенную вершину и не производят ливневых дождей. ^[54]

• Род stratus (St):

Это плоский или иногда рваный неконвективный слоистый тип, иногда напоминающий приподнятый туман. ^[55] Из этого облака могут выпадать только очень слабые осадки, обычно изморось или снежинки. ^{[56] [57]} Когда очень низкое слоистое облако опускается до уровня поверхности, оно теряет латинскую терминологию и получает общее название туман, если преобладающая приземная видимость составляет менее 1 км. ^[58] При видимости 1 км или выше видимый конденсат называется туманом . ^[59]

Многоуровневая или умеренная вертикаль [ править ]

Эти облака имеют основания от низкого до среднего уровня, которые образуются где угодно от поверхности до примерно 2400 м (8000 футов), и вершины, которые могут простираться до средних высот, а иногда и выше в случае нимбослоистых облаков.

• Род nimbostratus (Ns); многоуровневый :

Это диффузный темно-серый многоуровневый слоистый слой с большой горизонтальной протяженностью и обычно умеренным или глубоким вертикальным развитием, который выглядит слабо освещенным изнутри. ^[60] Nimbostratus обычно формируется из альтослоистых слоев среднего уровня и развивает, по крайней мере, умеренную вертикальную протяженность ^{[61] [62],} когда основание опускается до низкого уровня во время осадков, интенсивность которых может достигать умеренной или высокой. Он достигает еще большего вертикального развития, когда одновременно поднимается вверх до высокого уровня за счет крупномасштабного фронтального или циклонического подъема. ^[63] nimbo- префикс относится к его способности производить непрерывный дождь или снег на большой площади, особенно впереди теплого фронта. ^[64]В этом толстом облачном слое отсутствует какая-либо возвышающаяся структура, но он может сопровождаться вложенными в него возвышающимися кучево-формами или кучево-дождевидными типами. ^{[62] [65]} Метеорологи, входящие в состав Всемирной метеорологической организации (ВМО), официально классифицируют нимбостратус как средний для синоптических целей, неформально характеризуя его как многоуровневый. ^[4] Независимые метеорологи и преподаватели, по-видимому, разделены на тех, кто в основном следует модели ВМО ^{[61] [62],} и тех, кто классифицирует нимбостратус как низкоуровневый, несмотря на его значительную вертикальную протяженность и его обычное начальное образование в среднем диапазоне высот. ^{[66] [67]}

• Род кумулюс (Cu); виды mediocris - умеренная вертикальная протяженность :

Эти кучевые облака свободной конвекции имеют четко очерченные, средне-серые, плоские основания и белые куполообразные вершины в виде небольших ростков и, как правило, не производят осадков. ^[54] Они обычно образуются на нижнем уровне тропосферы, за исключением условий очень низкой относительной влажности, когда основания облаков могут подниматься до средних высот. Cumulus mediocris официально классифицируется как низкоуровневый и более неофициально характеризуется как умеренная вертикальная протяженность, которая может включать более одного высотного уровня. ^[4]

Вертикальное возвышение [ править ]

Эти очень большие кучево-форма и кучево-дождевидные типы имеют основание облаков в том же диапазоне от низкого до среднего уровня, что и многоуровневые и умеренные вертикальные типы, но вершины почти всегда простираются до высоких уровней. В отличие от облаков с менее развитой вертикалью, они должны обозначаться стандартными названиями или сокращениями во всех авиационных наблюдениях (METARS) и прогнозах (TAFS), чтобы предупреждать пилотов о возможных суровых погодных условиях и турбулентности. ^[6]

• Род кумулюс (Cu); виды congestus - большая вертикальная протяженность :

Увеличение нестабильности воздушной массы может привести к тому, что свободно-конвективные кучевые облака станут очень высокими до такой степени, что вертикальная высота от основания до вершины больше, чем ширина основания облака. Основание облака приобретает более темно-серый цвет, а верхняя часть обычно напоминает цветную капусту. Этот тип облаков может вызывать ливни от умеренных до сильных ^[54] и обозначен Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) как « башенные кучевые облака» (Tcu ) .

• Род кучево-дождевые (Cb):

Этот тип рода представляет собой тяжелую возвышающуюся кучево-дождевую массу свободно-конвективного облака с основанием от темно-серого до почти черного и очень высокой вершиной в виде горы или огромной башни. ^[68] Cumulonimbus может производить грозу , местные очень тяжелые ливни от дождя , которые могут вызвать внезапные наводнения , а также различные виды молнии , включая облако-земля , которая может вызвать лесные пожары . ^[69] Другая конвективная суровая погода может быть связана или не быть связана с грозами и включать сильные снегопады , град , ^[70] сильный сдвиг ветра , нисходящие порывы ,^[71] и торнадо . ^[72] Из всех возможных событий, связанных с кучево-дождевыми облаками, молния - единственное, для которого необходима гроза, поскольку именно молния создает гром. Кучево-дождевые облака могут образовываться в нестабильных условиях воздушной массы, но имеют тенденцию быть более концентрированными и интенсивными, когда они связаны с нестабильными холодными фронтами . ^[20]

Виды [ править ]

Типы родов обычно делятся на подтипы, называемые видами, которые указывают на конкретные структурные детали, которые могут варьироваться в зависимости от стабильности и характеристик сдвига ветра в атмосфере в любое время и в любом месте. Несмотря на эту иерархию, конкретный вид может быть подтипом более чем одного рода, особенно если роды имеют одинаковую физическую форму и отличаются друг от друга в основном высотой или уровнем. Есть несколько видов, каждый из которых может быть связан с родами более чем одной физической формы. ^[73] Типы видов сгруппированы ниже в соответствии с физическими формами и родами, с которыми каждый обычно связан. Формы, роды и виды перечислены слева направо в приблизительном порядке возрастания нестабильности или конвективной активности.^[31]

Стабильный или в основном стабильный [ править ]

Из группы неконвективных стратиформ, перисто-слоистые породы высокого уровня включают два вида. Cirrostratus nebulosus имеет довольно размытый вид, в котором отсутствуют детали строения. ^[74] Cirrostratus fibratus представляет собой разновидность, состоящую из полусоставленных нитей, переходных к перистым или от цирруса. ^[75] Среднеуровневые альтослоистые и многоуровневые нимбослоистые всегда имеют плоский или диффузный вид и поэтому не подразделяются на виды. Низкий слой относится к виду nebulosus ^[74], за исключением случаев, когда он разбит на рваные слои слоистого слоя (см. Ниже). ^{[61] [73] [76]}

У серовидных облаков есть три неконвективных вида, которые могут образовываться в стабильных условиях воздушной массы. Cirrus fibratus состоит из волокон, которые могут быть прямыми, волнистыми или иногда перекрученными под действием сдвига ветра. ^[75] Вид uncinus похож, но имеет перевернутые крючки на концах. Cirrus spissatus выглядит как непрозрачные пятна, которые могут иметь светло-серый оттенок. ^[73]

Слоисто-кучевые родовые типы (перисто-кучевые, высококучевые и слоисто-кучевые), которые появляются в основном в стабильном воздухе с ограниченной конвекцией, имеют по два вида каждый. В stratiformis виды обычно встречаются в широких листах или небольших исправлениях , где существует только минимальная конвективная активность. ^[77] Облака видов lenticularis имеют тенденцию иметь линзовидную форму, сужающуюся на концах. Чаще всего они выглядят как орографические облака с горной волной., но может происходить в любом месте тропосферы, где есть сильный сдвиг ветра в сочетании с достаточной стабильностью воздушной массы для поддержания в целом плоской структуры облаков. Эти два вида можно найти на высоких, средних или низких уровнях тропосферы в зависимости от слоисто-кучевого рода или родов, присутствующих в любой момент времени. ^{[61] [73] [76]}

Рваный [ править ]

Видовой фрактус демонстрирует переменную нестабильность, поскольку он может быть подразделением родовых типов различных физических форм, которые имеют разные характеристики устойчивости. Этот подтип может быть в форме рваных, но в основном устойчивых слоистых пластов (пластовые разломы) или небольших рваных кучковидных куч с несколько большей нестабильностью (кучевые разломы). ^{[73] [76] [78]} Когда облака этого вида связаны с выпадающими облачными системами значительной вертикальной, а иногда и горизонтальной протяженности, они также классифицируются как дополнительные облака под названием pannus (см. Раздел о дополнительных характеристиках). ^[79]

Частично нестабильно [ править ]

Эти виды являются подразделениями типов рода, которые могут встречаться в частично нестабильном воздухе с ограниченной конвекцией . Вид castellanus появляется, когда в основном стабильный слоисто-кучевой или усиковидный слой нарушается локализованными областями нестабильности воздушной массы, обычно утром или днем. Это приводит к образованию вкрапленных кумулиформных построек, возникающих из общей стратиформной основы. ^[80] Castellanus напоминает башни замка, если смотреть со стороны, и может быть обнаружен среди слоисто-кучевых родов на любом уровне тропосферы и с ограниченно-конвективными участками перистых облаков высокого уровня. ^[81] Клочковатые облака более оторванного флокка.виды являются подразделениями родовых типов, которые могут быть усиковидными или слоисто-кучевыми в общем строении. Иногда они встречаются с перистыми, перисто-кучевыми, высококучевыми и слоисто-кучевыми облаками. ^[82]

А недавно признанные виды кучевых или высококучевые было дано название volutus , облако рулон , который может произойти впереди формирования кучево - дождевые. ^[83] Есть несколько объемных облаков, которые образуются в результате взаимодействия с конкретными географическими объектами, а не с родительским облаком. Возможно, самым странным облаком этого типа с географической точки зрения является « Утренняя слава» , катящееся цилиндрическое облако, которое непредсказуемо появляется над заливом Карпентария в Северной Австралии . Облако, связанное с мощной "рябью" в атмосфере, может "перемещаться" в самолетах- планерах . ^[84]

Нестабильный или в основном нестабильный [ править ]

Более общая нестабильность воздушной массы в тропосфере имеет тенденцию к образованию облаков более свободно конвективного типа кучевых облаков, виды которых в основном являются индикаторами степени атмосферной нестабильности и, как следствие, вертикального развития облаков. Кучевое облако первоначально образуется на нижнем уровне тропосферы в виде облака вида humilis, которое демонстрирует лишь незначительное вертикальное развитие. Если воздух становится более нестабильным, облако имеет тенденцию расти вертикально до вида mediocris , затем сильно конвективного скопления , самого высокого вида кучевых облаков ^[73], который относится к тому же типу, который Международная организация гражданской авиации называет «возвышающимися кучевыми облаками». ^[6]

С высоко нестабильными атмосферными условиями, большой кучевым может продолжать расти в еще сильнее конвективных кучевых - дождевых лысый ( по существу очень высокое облако кучевого , который производит гром), то в конечном счете , в видовых волокнистый , когда переохлажденной каплю воды в верхней части облака превращается в лед кристаллы, придающие ему усиковидный вид. ^{[73] [76]}

Разновидности [ править ]

Типы родов и видов далее подразделяются на разновидности , названия которых могут стоять после названия вида, чтобы дать более полное описание облака. Некоторые разновидности облаков не ограничиваются определенной высотой или формой и поэтому могут быть общими для более чем одного рода или вида. ^[85]

На основе непрозрачности [ править ]

Все разновидности облаков попадают в одну из двух основных групп. Одна группа идентифицирует непрозрачность определенных облачных структур низкого и среднего уровня и включает разновидности translucidus (тонкие полупрозрачные), perlucidus (толстые непрозрачные с полупрозрачными или очень маленькими четкими разрывами) и opacus (толстые непрозрачные). Эти разновидности всегда можно идентифицировать по родам облаков и видам с переменной непрозрачностью. Все три связаны со стратиформными видами высококучевых и слоисто-кучевых. Однако только две разновидности встречаются с altostratus и stratus nebulosus, однородная структура которых препятствует образованию разновидности perlucidus. Варианты на основе непрозрачности не применяются к высоким облакам, потому что они всегда полупрозрачны, или, в случае перистых облаков, всегда непрозрачны.^{[85] [86]}

На основе шаблонов [ править ]

Вторая группа описывает случайное расположение облачных структур в определенные узоры, которые может различить наземный наблюдатель (облачные поля обычно видны только со значительной высоты над формациями). Эти разновидности не всегда присутствуют среди родов и видов, с которыми они иначе связаны, но появляются только тогда, когда атмосферные условия благоприятствуют их образованию. Разновидности Intortus и vertebratus иногда встречаются с фибратной циррусом . Они представляют собой соответственно волокна, скрученные в неправильную форму, и те, которые расположены в виде рыбьих костей, обычно неравномерными ветровыми потоками, которые способствуют образованию этих разновидностей. Сорт radiatusассоциируется с рядами облаков определенного типа, которые, кажется, сходятся на горизонте. Иногда встречается у разновидностей перистых облаков fibratus и uncinus, у разновидностей stratiformis высококучевых и слоисто-кучевых, у mediocris и иногда humilis кумулюсов ^{[88] [89]} и у рода altostratus. ^[90]

Другая разновидность, duplicatus (близко расположенные слои одного типа, расположенные один над другим), иногда встречается с перистыми облаками видов fibratus и uncinus, а также высококучевыми и слоисто-кучевыми облаками видов stratiformis и lenticularis. Разновидность undulatus (имеющая волнистое волнообразное основание) может встречаться с любыми облаками видов stratiformis или lenticularis, а также с альтостратусами. Это редко наблюдается у stratus nebulosus. Разновидность lacunosus вызвана локализованными нисходящими потоками, которые создают круглые отверстия в форме сот или сетки. Иногда встречается с перисто-кучевыми и высококучевыми облаками видов stratiformis, castellanus и floccus, а также слоисто-кучевыми облаками видов stratiformis и castellanus. ^[85][86]

Комбинации [ править ]

Некоторые виды могут одновременно отображать комбинированные разновидности, особенно если одна разновидность основана на непрозрачности, а другая - на основе узора. Примером этого может быть слой высококучевых слоистых, расположенных в виде сходящихся рядов, разделенных небольшими разрывами. Полное техническое название облака в этой конфигурации - altocumulus stratiformis radiatus perlucidus , которое идентифицирует соответственно его род, вид и две комбинированные разновидности. ^{[76] [85] [86]}

Вспомогательные облака, дополнительные функции и другие производные типы [ править ]

Дополнительные функции и вспомогательные облака не являются дальнейшими подразделениями типов облаков ниже уровня видов и разновидностей. Скорее, это либо гидрометеоры, либо особые типы облаков с собственными латинскими названиями, которые образуются в ассоциации с определенными родами, видами и разновидностями облаков. ^{[76] [86]} Дополнительные особенности, будь то в виде облаков или осадков, непосредственно связаны с основным родом облаков. Вспомогательные облака, напротив, обычно отделены от основного облака. ^[91]

Дополнительные функции, связанные с осадками [ править ]

Одна группа дополнительных характеристик - это не фактические образования облаков, а осадки, которые выпадают, когда капли воды или кристаллы льда, составляющие видимые облака, становятся слишком тяжелыми, чтобы оставаться в воздухе. Вирга - это особенность, наблюдаемая с облаками, производящими осадки, которые испаряются, прежде чем достигают земли, и относятся к родам перисто-кучевых, высококучевых, высокослоистых, слоисто-кучевых, слоисто-кучевых, кучево-дождевых и кучево-дождевых. ^[91]

Когда осадки достигают земли, не испаряясь полностью, это обозначается как особенность praecipitatio . ^[92] Обычно это происходит с altostratus opacus, который может давать обширные, но обычно легкие осадки, и с более толстыми облаками, которые демонстрируют значительное вертикальное развитие. Из последних восходящих кумулюсов mediocris образуются только отдельные легкие ливни, а при росте нисходящих облаковnimbostratus способен выпадать более тяжелые и обширные осадки. Возвышающиеся вертикальные облака обладают наибольшей способностью вызывать интенсивные осадки, но они имеют тенденцию локализоваться, если не организованы вдоль быстро движущихся холодных фронтов. С скопления кучевых облаков могут идти ливни средней и сильной интенсивности. Кучево-дождевые облака, крупнейшие из всех родов облаков, способны вызывать очень сильные ливни. Низкие слоистые облака обычно производят только легкие осадки, но это всегда происходит как особенность praecipitatio из-за того, что этот род облаков расположен слишком близко к земле, чтобы допустить образование вирги. ^{[76] [86] [91]}

Дополнительные облачные функции [ править ]

Наковальня - наиболее типичная дополнительная особенность, наблюдаемая только у кучево-дождевых облаков вида capillatus. Кучево Наковальня облако сверху является тот , который распространен в четкую форму наковальни в результате повышения воздушных потоков удара слоя стабильности на тропопаузе , где воздух больше не продолжает получать холоднее с увеличением высоты. ^[93]

В татапе особенность формы на основаниях облаков как обращенный вниз пузырь , как-выпуклости , вызванных локализованным нисходящими внутри облака. Его также иногда называют mammatus , более ранняя версия термина, использовавшаяся до стандартизации латинской номенклатуры, осуществленной Всемирной метеорологической организацией в 20 веке. Самыми известными являются кучево-дождевые облака с mammatus , но характерные черты млекопитающих также иногда встречаются с перистыми, перисто-кучевыми, высококучевыми, альтослоистыми и слоисто-кучевыми. ^[91]

Туба функция представляет собой столбец облака , которое может висеть на дне кумулюса или кучево. Недавно сформированный или плохо организованный столбец может быть сравнительно безобидным, но может быстро превратиться в воронкообразное облако или торнадо. ^{[91] [94] [95]}

Arcus особенность является рулон облака с рваными краями прикреплен к нижней передней части кучевых или кучево , что формы вдоль передней кромки линии шквала или грозового оттока. ^[96] Большое дугообразное образование может иметь вид темной угрожающей дуги. ^[91]

Несколько новых дополнительных функций были официально признаны Всемирной метеорологической организацией (ВМО). Колебание признаков может образовываться в условиях сильного сдвига атмосферного ветра, когда слоисто-кучевые, высококучевые или перистые облака разбиваются на равномерно расположенные гребни. Этот вариант иногда неофициально называют облаком Кельвина – Гельмгольца (волновым) . Это явление также наблюдалось в облачных образованиях над другими планетами и даже в атмосфере Солнца. ^[97] Другой сильно нарушенный, но более хаотичный объект волнообразного облака, связанный со слоисто-кучевыми или высококучевыми облаками, получил латинское название asperitas . Дополнительная функция cavumпредставляет собой круглое отверстие в виде полос падения, которое иногда образуется в тонком слое переохлажденных высококучевых или перисто-кучевых облаков. Полосы падения, состоящие из вирги или пучков перистых облаков, обычно видны под отверстием, когда кристаллы льда выпадают на более низкую высоту. Этот тип отверстия обычно больше, чем типичные отверстия лакунозы. Murus особенностью является облако кучево стена с понижающим, вращающейся облачности , чем может привести к развитию торнадо. Конская особенность является хвост облака , которое проходит горизонтально от облака MURUS и является результатом подачи воздуха в шторм. ^[83]

Вспомогательные облака [ править ]

Дополнительные облачные образования, отделенные от основного облака, известны как дополнительные облака . ^{[76] [86] [91]} Более тяжелые осаждающие облака, нимбослоистые облака, возвышающиеся кучевые облака (cumulus congestus) и кучево-дождевые облака обычно видят образование в осадках паннуса , низких рваных облаков родов и видов , а также разломов кучевых облаков или слоистых облаков. ^[79]

Группа дополнительных облаков состоит из образований, которые связаны в основном с восходящими кумулиформными и кучево-дождевидными облаками свободной конвекции. Пилеус - это шапочное облако, которое может образовываться над кучево-дождевым или большим кучевым облаком ^[98], тогда как velum представляет собой тонкий горизонтальный лист, который иногда образуется как фартук вокруг середины или перед родительским облаком. ^[91] Вспомогательное облако, недавно официально признанное Всемирной метеорологической организацией, - это водовод , также более неофициально известный как хвост бобра . Образуется теплым влажным притокомсуперячейковой грозы и может быть ошибочно принят за торнадо. Хотя водовод может указывать на опасность торнадо, он похож по внешнему виду на облака паннуса или скуд- облака и не вращается. ^[83]

Мать облака [ править ]

Изначально облака образуются при чистом воздухе или превращаются в облака, когда туман поднимается над уровнем поверхности. Род новообразованного облака определяется в основном такими характеристиками воздушных масс, как стабильность и влажность. Если эти характеристики меняются со временем, род имеет тенденцию соответственно меняться. Когда это происходит, исходный род называется материнским облаком . Если материнское облако сохраняет большую часть своей первоначальной формы после появления нового рода, оно называется генитальным облаком. Одним из примеров этого является слоисто-кучевые кучевые облака, слоисто-кучевые облака, образованные в результате частичного распространения кучевых облаков при потере конвективной подъемной силы. Если материнское облако претерпевает полную смену рода, оно считается измененным облаком.^[99]

Другой генитус и облака mutatus [ править ]

Категории genitus и mutatus были расширены, чтобы включить определенные типы, которые не происходят из ранее существовавших облаков. Термин flammagenitus (латинское слово « созданный огнем») применяется к кучевым облакам или кучево-дождевым облакам, которые образуются в результате крупномасштабных пожаров или извержений вулканов. Более мелкие низкоуровневые «пирокумулусные» или «кучевые» облака, образованные в результате ограниченной промышленной деятельности, теперь классифицируются как cumulus homogenitus (латинское слово « искусственно созданное»). Инверсионные следы, образующиеся из выхлопных газов самолетов, летящих в верхнем уровне тропосферы, могут сохраняться и распространяться в образования, напоминающие перистые, которые обозначаются как cirrus homogenitus.. Если облако cirrus homogenitus полностью переходит в любой из высокоуровневых родов, их называют cirrus, cirrostratus или cirrocumulus homomutatus . Stratus cataractagenitus (лат. «Вызванный катарактой») образуются из-за брызг из водопадов. Silvagenitus (лат. « Созданный в лесу») - это слоистое облако, которое образуется при добавлении водяного пара в воздух над пологом леса. ^[99]

Слоисто-кучевые поля [ править ]

Слоисто-кучевые облака могут быть организованы в «поля», которые принимают определенные специально классифицированные формы и характеристики. Как правило, эти поля более различимы с большой высоты, чем с уровня земли. Часто их можно встретить в следующих формах:

• Актиноформ , напоминающий лист или колесо со спицами.
• Закрытая ячейка, мутная в центре и прозрачная по краям, похожая на заполненные соты . ^[100]
• Открытая ячейка, напоминающая пустые соты, с облаками по краям и чистым открытым пространством посередине. ^[101]

Вихревые улицы [ править ]

Эти паттерны образованы из явления, известного как вихрь Кармана , названного в честь инженера и специалиста по гидродинамике Теодора фон Кармана . ^[102] Ветровые облака могут формироваться в параллельные ряды, которые следуют за направлением ветра. Когда ветер и облака сталкиваются с высокогорными объектами суши, такими как вертикально выступающие острова, они могут образовывать водовороты вокруг высоких массивов суши, которые придают облакам искривленный вид. ^[103]

Распространение: там, где тропосферные облака наиболее и наименее распространены [ править ]

Схождение по зонам низкого давления [ править ]

Хотя на местное распределение облаков может существенно влиять топография, глобальная распространенность облачного покрова в тропосфере имеет тенденцию больше варьироваться в зависимости от широты . Он наиболее распространен в зонах конвергенции приземной тропосферы и вдоль них, которые окружают Землю вблизи экватора и около 50-й параллели широты в северном и южном полушариях . ^[106] Процессы адиабатического охлаждения, которые приводят к созданию облаков посредством подъемных агентов, все связаны с конвергенцией; процесс, который включает в себя горизонтальный приток и накопление воздуха в данном месте, а также скорость, с которой это происходит. ^[107]Возле экватора повышенная облачность связана с наличием зоны межтропической конвергенции с низким давлением (ITCZ), где очень теплый и нестабильный воздух способствует образованию в основном кучевых и кучево-дождевых облаков. ^[108] Облака практически любого типа могут формироваться вдоль зон конвергенции на средних широтах в зависимости от стабильности и влажности воздуха. Эти внетропические зоны конвергенции заняты полярными фронтами, где воздушные массы полярного происхождения встречаются и сталкиваются с массами тропического или субтропического происхождения. ^[109] Это приводит к образованию внетропических циклонов, влияющих на погоду.состоит из облачных систем, которые могут быть стабильными или нестабильными в различной степени в зависимости от характеристик устойчивости различных воздушных масс, находящихся в конфликте. ^[110]

Дивергенция по зонам высокого давления [ править ]

Дивергенция противоположна конвергенции. В тропосфере Земли он включает горизонтальный отток воздуха из верхней части поднимающегося столба воздуха или из нижней части опускающегося столба, часто связанный с областью или гребнем высокого давления. ^[107] Облачность имеет тенденцию быть наименее распространенной около полюсов и в субтропиках, близких к 30-м параллели, на севере и юге. Последние иногда называют конскими широтами . Наличие крупномасштабных субтропических хребтов высокого давления по обе стороны от экватора снижает облачность на этих низких широтах. ^[111] Подобные закономерности также наблюдаются на более высоких широтах в обоих полушариях. ^[112]

Яркость, отражательная способность и окраска [ править ]

Яркость или яркость облака определяется тем, как свет отражается, рассеивается и передается частицами облака. На его яркость также может влиять дымка или фотометеоры, такие как ореолы и радуги. ^[113] В тропосфере плотные глубокие облака демонстрируют высокий коэффициент отражения (от 70% до 95%) во всем видимом спектре . Крошечные частицы воды плотно упакованы, и солнечный свет не может проникнуть далеко в облако, прежде чем он отразится, придав облаку характерный белый цвет, особенно если смотреть сверху. ^[114] Капли облаков имеют тенденцию эффективно рассеивать свет, так что интенсивность солнечного излучения уменьшается с глубиной проникновения в газы. В результатеоснование облака может варьироваться от очень светлого до очень темно-серого в зависимости от толщины облака и того, сколько света отражается или передается обратно наблюдателю. Высокие тонкие тропосферные облака отражают меньше света из-за сравнительно низкой концентрации составляющих их кристаллов льда или капель переохлажденной воды, что приводит к слегка не совсем белому виду. Однако толстое плотное облако из кристаллов льда кажется ярко-белым с ярко выраженным серым оттенком из-за его большей отражательной способности. ^[113]

По мере созревания тропосферного облака плотные капли воды могут объединяться, образуя более крупные капли. Если капли станут слишком большими и тяжелыми, чтобы удерживаться в воздухе циркуляцией воздуха, они выпадут из облака в виде дождя . Благодаря этому процессу накопления пространство между каплями становится все больше, позволяя свету проникать дальше в облако. Если облако достаточно велико и капли внутри расположены достаточно далеко друг от друга, часть света, попадающего в облако, не отражается обратно, а поглощается, придавая облаку более темный вид. Простой пример этого - способность видеть дальше в сильный дождь, чем в густой туман. Этот процесс отражения / поглощения является причиной изменения цвета облака от белого до черного.^[115]

Яркие цвета облаков можно увидеть на любой высоте, причем цвет облака обычно совпадает с цветом падающего света. ^[116] В дневное время, когда солнце находится относительно высоко в небе, тропосферные облака обычно выглядят ярко-белыми сверху с различными оттенками серого под ними. Тонкие облака могут выглядеть белыми или приобретать цвет своего окружения.или фон. Красные, оранжевые и розовые облака почти полностью возникают на восходе / закате и являются результатом рассеяния солнечного света атмосферой. Когда солнце находится чуть ниже горизонта, облака на нижнем уровне становятся серыми, облака в середине кажутся розовыми, а высокие облака - белыми или не совсем белыми. Ночные облака черные или темно-серые на безлунном небе или белесые при освещении луной. Они также могут отражать цвета больших огней, городских огней или полярных сияний, которые могут присутствовать. ^[116]

Кучево-дождевое облако, которое кажется зеленоватым или голубоватым, является признаком того, что оно содержит чрезвычайно большое количество воды; град или дождь, которые рассеивают свет таким образом, чтобы облако приобрело синий цвет. Зеленая окраска происходит в основном в конце дня, когда солнце находится сравнительно низко в небе, а падающий солнечный свет имеет красноватый оттенок, который кажется зеленым при освещении очень высокого голубоватого облака. Штормы типа суперячейки, скорее всего, будут характеризоваться этим, но любой шторм может появиться таким образом. Подобная окраска напрямую не указывает на сильную грозу, а только подтверждает ее потенциал. Так как зеленый / синий оттенок означает обильное количество воды, сильный восходящий поток, поддерживающий его, сильный ветер от проливного дождя и влажный град; все элементы, повышающие вероятность того, что болезнь станет серьезной,все можно вывести из этого. Кроме того, чем сильнее восходящий поток, тем больше вероятность того, что шторм подвергнется торнадогенезу и вызовет сильный град и сильные ветры.^[117]

Желтоватые облака можно увидеть в тропосфере с конца весны до начала осенних месяцев во время сезона лесных пожаров . Желтый цвет обусловлен наличием в дыме загрязняющих веществ. Желтоватые облака возникают из-за присутствия диоксида азота и иногда наблюдаются в городских районах с высоким уровнем загрязнения воздуха. ^[118]

• Stratocumulus stratiformis и маленький кастеллан, окрашенный в оранжевый цвет на восходе солнца

• Возникновение радужной окраски облаков с помощью высококучевых облаков и перисто-кучевых облаков.

• Закат, отражающий оттенки розового на серых слоисто-кучевых облаках stratiformis translucidus (на заднем плане становится перлюцидом)

• Stratocumulus stratiformis perlucidus перед заходом солнца. Бангалор , Индия.

• Поздний летний ливень в Дании . Почти черный цвет основания указывает на главное облако на переднем плане, вероятно, кучево-дождевые.

• Частицы в атмосфере и угол наклона солнца усиливают окраску слоисто-кучевых кучевых облаков в вечерних сумерках.

Воздействие на тропосферу, климат и изменение климата [ править ]

Тропосферные облака оказывают огромное влияние на тропосферу и климат Земли. В первую очередь, они являются источником осадков, тем самым сильно влияя на их распределение и количество. Из-за их разной плавучести по сравнению с окружающим безоблачным воздухом облака могут быть связаны с вертикальными движениями воздуха, которые могут быть конвективными, фронтальными или циклоническими. Если облака менее плотные, движение идет вверх, потому что при конденсации водяного пара выделяется тепло, нагревая воздух и тем самым уменьшая его плотность. Это может привести к движению вниз, поскольку подъем воздуха приводит к охлаждению, что увеличивает его плотность. Все эти эффекты тонко зависят от вертикальной структуры температуры и влажности атмосферы и приводят к значительному перераспределению тепла, влияющему на климат Земли.^[119]

Сложность и разнообразие облаков в тропосфере является основной причиной трудностей с количественной оценкой воздействия облаков на климат и изменение климата. С одной стороны, верхушки белых облаков способствуют охлаждению поверхности Земли, отражая коротковолновое излучение (видимое и близкое к инфракрасному) от Солнца, уменьшая количество солнечной радиации, поглощаемой поверхностью, увеличивая альбедо Земли . Большая часть солнечного света, достигающего земли, поглощается, нагревая поверхность, которая излучает вверх более длинные инфракрасные волны. Однако на этих длинах волн вода в облаках действует как эффективный поглотитель. Вода реагирует излучением, в том числе в инфракрасном диапазоне, как вверх, так и вниз, а нисходящее длинноволновое излучение приводит к усиленному нагреванию на поверхности. Это аналогпарниковый эффект от выбросов парниковых газов и паров воды . ^[119]

Родовые типы высокого уровня особенно демонстрируют эту двойственность как с коротковолновым охлаждением альбедо, так и с эффектами длинноволнового парникового потепления. В целом, ледяные облака в верхних слоях тропосферы (перистые облака) способствуют чистому потеплению. ^{[120] [121]} Однако охлаждающий эффект преобладает с облаками среднего и низкого уровня, особенно когда они образуются в виде обширных слоев. ^[120] Измерения НАСА показывают, что в целом эффекты облаков низкого и среднего уровней, которые способствуют охлаждению, перевешивают эффекты потепления высоких слоев и различные результаты, связанные с вертикально развитыми облаками. ^[120]

Как бы трудно ни было оценить влияние текущих облаков на текущий климат, еще более проблематично предсказать изменения в структуре и свойствах облаков в будущем, потеплении климата и результирующем влиянии облаков на будущий климат. В более теплом климате больше воды попадет в атмосферу за счет испарения с поверхности; поскольку облака образуются из водяного пара, можно ожидать увеличения облачности. Но в более теплом климате более высокие температуры будут иметь тенденцию к испарению облаков. ^[122]Оба эти утверждения считаются точными, и оба явления, известные как обратная связь облаков, обнаруживаются в расчетах климатической модели. Вообще говоря, если облака, особенно низкие, увеличиваются в более теплом климате, результирующий охлаждающий эффект приводит к отрицательной обратной связи в ответной реакции климата на увеличение выбросов парниковых газов. Но если низкие облака уменьшаются или если высокие облака увеличиваются, обратная связь положительная. Различное количество этих обратных связей является основной причиной различий в чувствительности климата текущих глобальных климатических моделей. Как следствие, многие исследования были сосредоточены на реакции низких и вертикальных облаков на изменение климата. Однако ведущие глобальные модели дают совершенно разные результаты: одни показывают увеличение низкой облачности, а другие - уменьшение. ^[123][124] По этим причинам роль тропосферных облаков в регулировании погоды и климата остается основным источником неопределенности впрогнозах глобального потепления . ^{[125] [126]}

Полярная стратосфера [ править ]

Полярные стратосферные облака (PSC) образуются в самой нижней части стратосферы зимой , на высоте и в течение сезона, которые вызывают самые низкие температуры и, следовательно, имеют наибольшие шансы вызвать конденсацию, вызванную адиабатическим охлаждением. Влага в стратосфере недостаточна, поэтому перламутровые и не перламутровые облака на этом диапазоне высот зимой ограничиваются полярными регионами, где воздух наиболее холодный. ^[7]

PSC демонстрируют некоторые вариации в структуре в зависимости от их химического состава и атмосферных условий, но ограничены одним очень большим диапазоном высот около 15 000–25 000 м (49 200–82 000 футов), поэтому они не классифицируются по высотным уровням, типам родов. , виды или разновидности. Не существует латинской номенклатуры тропосферных облаков, а есть описательные названия, использующие общий английский язык. ^[7]

ПСХ переохлажденной азотной кислоты и воды, иногда известные как тип 1, обычно имеют многослойный вид, напоминающий перисто-слоистые или мутные, но поскольку они не заморожены в кристаллы, они не имеют пастельных цветов перламутрового типа. Этот тип PSC был идентифицирован как причина истощения озонового слоя в стратосфере. ^[127] Замороженные перламутры обычно очень тонкие, с перламутровой окраской и волнообразными усиками или линзовидными (слоисто-кучевыми) формами. Иногда их называют типом 2. ^{[128] [129]}

Полярная мезосфера [ править ]

Полярные мезосферные облака образуются на экстремальных высотах от 80 до 85 км (от 50 до 53 миль). Им дано латинское название серебристые из-за того, что они светятся после захода солнца и перед восходом солнца. Обычно они имеют голубоватую или серебристо-белую окраску, которая может напоминать ярко освещенные циррусы. Серебристые облака могут иногда приобретать красный или оранжевый оттенок. ^[7] Они недостаточно распространены или широко распространены, чтобы оказывать значительное влияние на климат. ^[130] Однако возрастающая частота появления серебристых облаков с XIX века может быть результатом изменения климата. ^[131]

Серебристые облака являются самыми высокими в атмосфере и образуются около верхних слоев мезосферы на высоте примерно в десять раз превышающей высоту высоких тропосферных облаков. ^[132] С уровня земли их иногда можно увидеть освещенными солнцем в глубоких сумерках . Текущие исследования показывают, что конвективная подъемная сила в мезосфере достаточно сильна в течение полярного лета, чтобы вызвать адиабатическое охлаждение небольшого количества водяного пара до точки насыщения. Это приводит к самым низким температурам во всей атмосфере чуть ниже мезопаузы. Эти условия создают наилучшую среду для формирования полярных мезосферных облаков. ^[130]Есть также свидетельства того, что частицы дыма от сгоревших метеоров обеспечивают большую часть ядер конденсации, необходимых для образования серебристого облака. ^[133]

Серебристые облака делятся на четыре основных типа в зависимости от физической структуры и внешнего вида. Покровы типа I очень тонкие и не имеют четко выраженной структуры, чем-то напоминающие перисто-слоистые или плохо выраженные перистые. ^[134] Полосы типа II представляют собой длинные полосы, которые часто образуются группами, расположенными примерно параллельно друг другу. Обычно они расположены шире, чем полосы или элементы, видимые в перисто-кучевых облаках. ^[135] Волны типа III - это расположенные близко друг к другу, примерно параллельные короткие полосы, которые в основном напоминают перистые облака. ^[136] Водовороты IV типа представляют собой частичные или, реже, полные кольца облаков с темными центрами. ^[137]

Распределение в мезосфере аналогично стратосфере, за исключением гораздо больших высот. Из-за необходимости максимального охлаждения водяного пара для образования серебристых облаков их распространение обычно ограничивается полярными регионами Земли. Основное сезонное различие заключается в том, что конвективный подъем из-под мезосферы выталкивает очень скудный водяной пар на более высокие и холодные высоты, необходимые для образования облаков в соответствующие летние сезоны в северном и южном полушариях. Наблюдения редки более чем на 45 градусов к югу от северного полюса или к северу от южного полюса. ^[7]

Инопланетянин [ править ]

Облачный покров был замечен на большинстве других планет Солнечной системы . Плотные облака Венеры состоят из диоксида серы (из-за вулканической активности) и почти полностью имеют слоистую форму. ^[138] Они расположены в трех основных слоях на высоте от 45 до 65 км, которые затемняют поверхность планеты и могут производить виргу . Никаких вложенных кучевидных типов не выявлено, но иногда в верхнем слое видны разорванные слоисто-кучевые волновые образования, которые обнаруживают более сплошные облака под слоем. ^[139] На Марсе серебристые, перистые, перисто-кучевые и слоисто-кучевые, состоящие из водяного льда, были обнаружены в основном около полюсов.^{[140] [141]} Водно-ледяные туманы также были обнаружены на Марсе. ^[142]

И у Юпитера, и у Сатурна есть внешняя дека усовидных облаков, состоящая из аммиака, ^{[143] [144]} промежуточный слоистый слой дымчатых облаков, сделанный из гидросульфида аммония , и внутренняя дека из кучевых водяных облаков. ^{[145] [146]} Известно, что внедренные кучево-дождевые облака существуют около Большого Красного Пятна на Юпитере . ^{[147] [148]} Те же самые типы категорий можно найти у Урана и Нептуна , но все они состоят из метана . ^{[149] [150] [151] [152] [153] [154]}На спутнике Сатурна Титане есть перистые облака, которые, как считается, состоят в основном из метана. ^{[155] [156]} Миссия " Кассини-Гюйгенс" с Сатурном обнаружила свидетельства полярных стратосферных облаков ^[157] и метанового цикла на Титане, включая озера около полюсов и речные каналы на поверхности Луны. ^[158]

Известно, что на некоторых планетах за пределами Солнечной системы есть атмосферные облака. В октябре 2013 года , обнаружение высотных оптический толстые облаков в атмосфере из экзопланеты Kepler-7b было объявлено, ^{[159] [160]} , и в декабре 2013 года , в атмосферах ГДж 436 б и GJ 1214 б . ^{[161] [162] [163] [164]}

В культуре и религии [ править ]

Облака играют важную роль в различных культурах и религиозных традициях. Древние аккадцы считали облака грудью богини неба Анту ^[166], а дождь - молоком из ее груди. ^[166] В Исход 13: 21-22 , Господь описывается как направляя израильтян через пустыню в виде « столба облака » днем и « столб огня » ночью. ^[165]

В древнегреческой комедии «Облака» , написанной Аристофаном и впервые представленной в городе Дионисия в 423 г. до н.э., философ Сократ заявляет, что облака - единственные истинные божества ^[167], и говорит главному герою Стрепсиаду не поклоняться никаким другим божествам, кроме Облака, но отдать дань уважения только им. ^[167] В пьесе Облака меняют форму, чтобы раскрыть истинную природу того, кто на них смотрит, ^{[168] [167] [169]} превращаясь в кентавров при виде длинноволосого политика, волков при виде аферистСимон, олень при виде труса Клеонима , и смертные женщины при виде изнеженного доносчика Клисфена . ^{[168] [169] [167]} Их называют источником вдохновения для комических поэтов и философов; ^[167] они мастера риторики , считая красноречие и софистику своими «друзьями». ^[167]

В Китае облака - символы удачи и счастья. ^[170] Считается, что перекрывающиеся облака означают вечное счастье ^[170], а облака разного цвета указывают на «умноженные благословения». ^[170]

Наблюдение за облаками или созерцание облаков - это популярное детское занятие, связанное с наблюдением за облаками и поиском в них форм, форма парейдолии . ^{[171] [172]}

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

• Акерман, Стивен А. (2011). Метеорология: облака и парниковый эффект . Джонс и Бартлетт. ISBN 978-0-7637-8927-5.

Внешние ссылки [ править ]

• Текущая глобальная карта общей воды в облаках
• Ежемесячные карты глобального облачного покрова от Земной обсерватории НАСА
• [1] Международный атлас облаков ВМО