Как образуются облака? Виды облаков и их характеристика

В нашей атмосфере среди прочих газовых компонент постоянно присутствует также и водяной пар (H₂O). У земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. С увеличение высоты его вклад в общий газовый состав резко снижается. В обычных условиях (при нормальном атмосферном давлении и стабильном состоянии воздуха) водяной пар далёк от состояния насыщения (предельного уровня, при котором воздуха может вместить в себя определённое количество водяного пара). Однако, есть два механизма, с помощью которого водяной пар в виде газа можно сконденсировать в жидкость. Первый способ – снизить давление, а второй – охладить воздух до так называемой точки росы (когда начинается конденсация). Как раз в нашей атмосфере обычно реализуются одновременно эти два способа.

Если огромная порция воздуха поднимается вверх (обычно в пределах атмосферных фронтов, циклонов и на линиях конвергенции), то она адиабатически охлаждается. В результате, давление и температура существенно падает. На определённой высоте эти показатели достигают граничного уровня и начинается конденсация. В итоге, водяной пар конденсируется, и вы видим облако. По своей природе облако – это совокупность мельчайших капелек воды в определённом объёме воздуха. Но облака не простираются до верхней границы атмосферы, а ограничены обычно неким уровнем, выше которого условия для дальнейшей конденсации неблагоприятны. Поэтому практически все облака, которые мы наблюдаем по всей планете формируются в среднем на высотах примерно от 100 метров до 16 – 18 км (в нижнем слое атмосферы – тропосфере). Исключениями являются только два редких типа облачности: перламутровые облака и серебристые облака. Первые возникают в стратосфере приполярных регионов, на высоте около 22 – 25 км, а серебристые в мезосфере, на высотах около 75 – 78 км в летнюю пору года.

Мы же более детально остановимся именно на тропосферных облаках, которые непосредственно формируют погоду и являются источником различных атмосферных явлений. В зависимости от высоты образования, все облака принято классифицировать на нижний, средний, верхний ярус и облака вертикального развития. Согласно общепринятой международной классификации, выделяют 10 основных форм облаков:

• Перистые (Ci) – самые высокие облака, состоящие из ледяных кристаллов. Имеют вид тонких белых нитей, иногда хаотично перепутанные. Осадков из них не выпадает, а в лучах солнечного и лунного света могут порождать такое оптическое явление, как гало.
• Перисто-кучевые (Cc) – также относятся в облакам верхнего яруса. Они состоят из кристаллов льда вперемешку с мелкими капельками переохлаждённой воды. Осадки из них не выпадают.
• Перисто-слоистые (Cs), выглядят как тонкое покрывало сероватого или белого цвета, через которое просвечивает Солнце или Луна. Часто являются предвестниками тёплого фронта и приближения циклона.
• Высоко-кучевые (Ac) – относятся к облакам среднего яруса и располагаются на высоте обычно около 4 – 5 км. Состоят из мелких капелек воды и часто имеют форму мелких барашек или плиточек разной формы с просветами чистого неба. Осадки из таких облаков обычно не выпадают.
• Высоко-слоистые (As) - похожи на перисто-слоистые, но имеют большую плотность. Иногда из них может выпадать мелких снег или отдельные капли дождя.
• Слоисто-кучевые (Sc) – относятся к нижнему ярусу и состоят из водяных капелек. Имеют объёмную текстуру, часто возникают грядами, полосами или полностью покрывают небо плотным слоем, через которое не просвечивает солнце.
• Слоисто-дождевые (Ns) – плотные облака, из которых выпадают обложные осадки. Являются неотъемлемой частью системы облаков тёплого фронта и фронта окклюзии.
• Слоистые (St) – наиболее низкие облака, которые иногда переходят в туман у земной поверхности. Являются типичными для холодного полугодия. Из них часто выпадает морось и снежные зёрна.
• Кучевые (Cu) – облака вертикального развития, по своей форме напоминающие белые барашки, вату и разбросаны хаотично по небу. Наиболее часто встречаются летом.
• Кучево-дождевые (Cb) – сильно развитые по вертикали облака с массивным тёмным основанием, из которых идут ливневые осадки в сопровождении грозы, иногда града и шквалистого усиления ветра.

Кроме перечисленных основных форм существует также десятки видов и разновидностей. Отдельно выделяют такие виды как лентикулярные облака, вымяобразные и полосы падения (virga). Как видим, семейство облаков очень разнообразно и одни из них встречаются чаще летом, а другие зимой и осенью.