Волнистые облака и основные их характеристики

Волнистые облака (научное название — облака волновой структуры или облака с волнистыми элементами, от лат. Undulatus) возникают в результате волновых процессов в атмосфере. В качестве основного механизма в этом случае выступает взаимодействие воздушных масс различной плотности и скорости, особенно при наличии горных хребтов или других преград, вызывающих колебания воздуха.

Когда воздушный поток проходит через горный рельеф или слои атмосферы с разной температурой и влажностью, он начинает колебаться вверх и вниз, создавая так называемые гравитационные (атмосферные) волны. Не следует путать такие волны с астрономическими гравитационными, имеющими совершенно иную природу. В тех участках, где воздух поднимается, происходит конденсация водяного пара и формируются облака; где опускается — облака испаряются и исчезают. Таким образом возникает волнистая, полосатая структура облачности.

Волнистые облака можно наблюдать в разных регионах мира, но особенно часто:

• в горных районах (например, Альпы, Кордильеры, Кавказ, Анды и т.д.);
• в зонах фронтального взаимодействия, где тесно соседствуют тёплые и холодные массы воздуха;
• над океанами при устойчивом ветре и стабильных атмосферных слоях (например, в антициклонах или вблизи побережья).

Основными характеристиками волнистых облаков являются следующие:

• Внешний вид: облака располагаются полосами или грядами, часто параллельно друг другу; могут напоминать мелкую рябь на воде.
• Высота: чаще всего появляются на средних и верхних уровнях тропосферы (например, Altostratus undulatus или Cirrocumulus undulatus).
• Форма: может быть равномерной, слегка изогнутой или хаотично волнистой, в зависимости от силы и направления ветра.
• Цвет: от светло-серого до ярко-белого, в зависимости от толщины облаков и положения солнца над горизонтом.
• Являются индикатором: стабильных, но турбулентных атмосферных условий. Иногда предвещают приближение фронта или резкую смену погоды.

К слову, волнистые облака формируются не только из-за локальных условий, но и под влиянием крупномасштабных синоптических процессов в атмосфере. Ключевыми из них являются следующие:

При приближении тёплого или холодного атмосферного фронта тёплый воздух поднимается по фронтальной поверхности, встречаясь с более холодным слоем. Это вызывает волнообразные колебания воздуха и способствует образованию волнистых облаков, особенно в среднем и высоком ярусах (например, Altostratus undulatus, Cirrostratus undulatus).

Орографические процессы оказывают важную роль в формировании волнистых структур облачности. При движении воздуха через горный хребет возникают стоячие атмосферные волны — так называемые орографические волны. На гребнях волн наблюдается зона подъёма и охлаждения, где формируются облака; во впадинах — зоны опускания и испарения. Для горной местности наиболее актуальными являются облака типа Altocumulus lenticularis с характерной линзовидной формой и волнистой структурой.

При наличии инверсии (слоя, где температура с высотой возрастает), воздух под ней может колебаться в горизонтальной плоскости, что приводит к формированию волнообразных облаков. Такие условия часто встречаются в антициклонах, особенно в осенне-зимний период.

При наличии значительного изменения скорости и направления ветра с высотой (ветровой сдвиг), возникают гравитационные волны в атмосфере, которые способствуют волнистой структуре облаков. Такие процессы наиболее характерны в условиях активной грозовой деятельности.

Перечисленные выше процессы действуют часто в комплексе, и метеорологи учитывают множество факторов, чтобы спрогнозировать появление волнистых облаков, поскольку они нередко являются предвестниками существенных погодных изменений.