Как найти высоту облаков

Когда вы смотрите на небо, кажется ли вам, что все облака находятся примерно на одном уровне? Это не так: одни могут быть в трёхстах метрах от земли, другие — в 15 километрах. Сегодня рассказываем о самых удалённых и близких облаках и о том, как метеорологи измеряют их высоту.

Не забудьте следить за облачностью по карте осадков Яндекс Погоды — так вы точно не попадёте под дождь!

Типы облаков

Метеорологи делят облака на три типа в зависимости от их удалённости от земной поверхности: относящиеся к верхнему ярусу, к среднему и нижнему. При этом есть ещё и самые высокие облака — перламутровые и серебристые. Они могут находиться за пределами тропосферы на высотах около 25 и 80 километров от земли соответственно. Про эти виды расскажем чуть позже в отдельном материале.

Облака верхнего яруса (тропосферные)

Это самые высокие облака в тропосфере, парящие над землёй на расстоянии от 5 до 15 километров. При их наличии часто в небе можно наблюдать красивое оптическое явление — гало, ауру вокруг Солнца. Из-за низких температур в этих слоях атмосферы они состоят по большей части из ледяных кристаллов.

К этому типу принадлежат:

• перистые облака: тонкие, нитеобразные, белые или чуть сероватые;
• перисто-слоистые облака: почти незаметные, туманообразные, полупрозрачные белесые;
• перисто-кучевые облака: похожи на хлопья или небесную рябь. Образуются путём сублимации водяного пара (то есть сразу из пара переходят в лёд на поверхности мельчайших частиц).

Облака среднего яруса

Такие облака удалены от земли на 2—7 километров. Они образуются из капелек воды, но при очень низких температурах могут включать и кристаллы льда.

К ним относятся:

• высококучевые облака: похожи одновременно на перисто-кучевые (но содержат более большие и тёмные части) и на слоисто-кучевые (но с меньшими фрагментами);
• высокослоистые облака: преимущественно однородные, серые или с зелёно-голубым отливом. Если слои облаков тонкие, то через них можно увидеть Солнце;
• слоисто-дождевые облака: содержат много влаги и приносят осадки. У них неплотная основа, как правило, тёмного цвета. Могут мигрировать в 2 соседних яруса.

Облака нижнего яруса

Самые близкие к Земле облака находятся от неё на расстоянии менее двух километров. Они состоят из капель воды, так как в этих слоях атмосферы плюсовая температура, и образуются путём конденсации водяного пара. Если воздух сильно охлаждается, то капли замерзают, и такие облака могут вызывать снег или град.

К этому виду принадлежат:

• слоистые облака: парят на уровне от 30 метров до километра над землёй. Плоские, однородные, цвет может меняться от белого до тёмно-серого;
• кучевые облака: именно такие называют тучами. У них плоское «дно» и пышная поверхность. Могут быть одиночными или в компании себе подобных;
• слоисто-кучевые облака: похожи на высококучевые облака, но состоят из больших по размеру элементов. Они крупные, тёмные и округлые;
• кучево-дождевые облака: эти облака связывают с грозами, из них могут бить молнии. Они плотные, вертикальные, тёмные. Начинают расти из нижнего яруса, но простираются на все три, поэтому их часто выделяют в отдельный класс облаков — вертикального развития.

Как измеряют высоту облаков

Высота облаков измеряется… облакомером. Это достаточно компактный аппарат, который метеорологи могут легко перевозить на машине.

Прибор определяет расстояние до небесных объектов при помощи лазера или другого света с взаимосвязанными волнами. Он работает по принципу Лидара: «обнаружение, идентификация и определение дальности с помощью света». Направленный луч попадает в цель, отражается от неё и возвращается к облакомеру. А по времени отклика метеорологи считают дистанцию до нижней и до верхней границы облака.

#облака #небо #кучевые #перистые #дождевые #гроза #осадки #облакомер

Интенсивное развитие конвекции приводит к возникновению кучевых облаков, сильно развитых по вертикали. Вершины этих облаков белые и сильно клубятся. Это мощные кучевые облака Cumulus congestus (Cu cong). При особенно сильном развитии конвекции они не остаются изолированными массами, а сливаются в большие группы, при дальнейшем развитии превращаясь в кучево-дождевые облака.

Кучево-дождевые облака Cumulonimbus (Cb) мощные облачные образования, создающиеся в результате особенно сильного развития кучевых облаков, поднимающихся в виде гор или башен высотой в несколько километров (рис. 6.10). Верхние части таких облаков имеют волокнистую структуру и кристаллическое строение, подобное перистым облакам. Эти верхние части нередко проникают в самые высокие слои тропосферы; при наблюдении издали они часто напоминают форму наковален. В нижних частях эти облака состоят из капель воды, иногда в смеси с ледяными ядрами крупы, града или со снежинками.

Кучево-дождевые облака дают ливневые осадки (дождь, снег, крупу, град) и летом часто сопровождаются грозами. Прохождение их всегда вызывает резкие изменения погоды: темнеет, поднимается резкий шквалистый ветер, выпадают ливневые осадки.

Эти облака образуются вследствие адиабатического охлаждения воздуха при мощном восходящем движении (конвективном или на фронтах).

Определение количества облаков, т. е. степени покрытия неба облаками, производится визуально по десятибалльной шкале. Необходимо оценить, сколько десятых долей небесного свода занято облаками, считая просветы между облаками как небо, свободное от облаков. Очень небольшие просветы, присущие таким формам облаков, как Ci, Cc и некоторым видам Ас, во внимание не принимаются. Балл «О» ставится при отсутствии облаков, а также в том случае, когда облаками покрыто менее 0,5 балла. Если облака закрывают 0,1 небосвода, количество облаков равно 1, 0,2-2 баллам и т. д., при полном покрытии неба облаками ставится 10 баллов. При наличии просветов в облачном покрове, составляющих 0,5 балла или меньше, цифра 10 заключается в квадрат.

При наблюдениях вначале оценивается общее количество облаков, а затем отдельно дается оценка количеству облаков нижнего яруса, включая облака вертикального развития. Запись пpиводится в виде дроби: в числителе указывается общая, а в знаменателе нижняя облачность. Если количество облаков незначительно, но имеются отдельные облака,

82

не составляющие 0,5 балла, то в графе «количество облаков» ставится О/О, а в графе «форма» указывается соответствующий род и вид облаков и слово «следы» (сл.), например О/О Ci (сл.).

В момент наблюдений отмечают также наличие и интенсивность солнечного и лунного сияния.

Условные знаки для солнечного сияния следующие:

2 солнце совершенно открыто, тени от предметов отчетливы;солнце закрыто тонкими облаками или дымкой, тени с предме-

тов еще заметны;° солнце слабо просвечивает сквозь облака, туман или мглу, те-

ней от предметов нет.

Лунное сияние для всех фаз, кроме полнолуния, обозначается, для полнолуния О;

2, О2 луна совершенно открыта; , О луна просвечивает сквозь тонкие облака или дымку;

°, O° луна слабо просвечивает сквозь облака, туман, мглу.

6.3. Определение и запись форм облаков

Формы облаков определяются с помощью Атласа облаков, обозначаются названиями по принятой классификации. При заполнении графы «форма облаков» сначала указываются облака, занимающие большую часть неба; затем переходят к следующим в порядке убывания их видимого количества.

Форма облаков отмечается в том случае, когда они по количеству составляют не менее 0,5 балла. Разрешается не определять формы облаков, находящихся ниже 5-6° над горизонтом, при этом облака с резко выраженными очертаниями (кучевые, кучево-дождевые, а иногда и перистые) обязательно отмечаются. При отсутствии облаков нижнего яруса в строке для записи форм облаков среднего яруса указывается количество этих облаков.

6.4. Определение высоты облаков

Под высотой облаков подразумевается высота их нижней границы над уровнем станции. Определение высоты нижней границы производится для облаков нижнего и среднего ярусов, если они расположены не выше 2500 м над уровнем станции.

Для определения высоты нижней границы облаков применяется импульсный измеритель высоты облаков (ИБО). При отсутствии ИБО она определяется с помощью шара-пилота, а в темное время — с помощью

83

потолочного прожектора. Если инструментальным методом определить высоту облаков невозможно (нет облаков в зените или количество облаков недостаточно для использования шаропилотного метода), тогда высота нижней границы оценивается визуально.

Контрольные вопросы

1.Какие атмосферные процессы приводят к образованию облаков?

2.При каких облаках наблюдается гало?

3.Какие облака являются признаком ухудшения погоды?

4.Какие облака являются признаком установления хорошей погоды?

5.В чем заключается различие между мощными кучевыми и кучеводождевыми облаками?

6.Как образуются разорванно-дождевые облака и способны ли они давать осадки?

84

«Определения количества и формы облаков производятся визуально, без приборов. Точность наблюдений за облаками, а следовательно, и их ценность зависят от квалификации наблюдателей и систематичности наблюдений за состоянием неба и его изменениями во времени.»
Атлас облаков. (Ленинград, Гидрометеоиздат 1978)

«От квалификации наблюдателей…» Эх…
Самое сложное для меня в работе на метеостанции – определять виды облаков. Казалось бы, что трудного – кучевые, перистые, слоистые… Но это упрощенная классификация, школьная. На самом деле существует 10 форм облаков, а внутри каждой формы выделяется множество разновидностей. И это настоящая головная боль для новичков, вроде меня. Со временем опыт придет, по крайней мере я очень на это надеюсь, но пока мне остается только завидовать метеорологам со стажем, которым достаточно взглянуть на небо, чтобы понять не только, какие облака на нем сейчас, но и какие были там полчаса назад и будут через час.

Так как же научиться определять форму и разновидность облаков? Для начала нужно выучить характеристики всех десяти разновидностей: какого цвета какие облака, на какой высоте они обычно располагаются и какие осадки из них выпадают. Например, высота перистых облаков обычно 6-10 км, они чистого белого цвета, прозрачные – через них может просвечивать небо, солнце, луна и звезды. Осадков из перистых облаков не выпадает. А слоистые облака, наоборот, низкие (100-700 м), темные, покрывают всё небо и дают осадки – морось или снежные зерна. И так далее обо всех десяти разновидностях.
Следующий этап – запомнить, как эволюционируют облака.

«Очень важно, чтобы наблюдатель понимал сущность важнейших атмосферных процессов, приводящих к образованию различных форм облаков. Именно это понимание определяет квалификацию наблюдателя. Оно помогает ему производить наблюдения в тех более трудных случаях, когда облака несколько отличаются от изображенных в Атласе и относятся к переходным формам»
Атлас облаков. (Ленинград, Гидрометеоиздат 1978)

Кучево-дождевые облака могут переходить в кучевые и наоборот, а перисто-слоистые, уплотняясь и понижаясь, превращаться в высоко-слоистые. Здесь нужно понять логику превращения облаков и иметь под рукой атлас облаков, в котором есть таблица «Изменения основных форм облаков под влиянием эволюции» и словесное описание того, как эволюционируют облака.

Я не очень люблю эту таблицу (часто она меня только запутывает) и обычно пользуюсь словесными объяснениями. Когда формы облаков хорошо выражены, всё просто. Смотришь в небо, смотришь в атлас, сравниваешь – и готово. Позавчера, например, мне везло, облака были почти такие же, как на фотографиях в атласе. Но переходные формы… Настроение портится, даже когда только думаю о них. L Сейчас, после второго месяца работы, некоторый опыт у меня уже появился. Первый месяц ему было совершенно неоткуда появляться, потому что в мои дежурства, как правило, была или ясная погода, или небо покрывали облака верхнего яруса (перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые), определять которые довольно просто. Зато апрель радует разнообразием. Я уже наблюдала облака всех десяти форм, кроме слоисто-дождевых. Опыт постепенно приобретается, но переходные формы меня, все же, не радуют.

Важная составляющая успеха в деле определения форм и разновидностей облаков – научиться правильно определять их высоту. Раньше на нашей метеостанции высоту облаков определяли инструментально, с помощью Измерителя Высоты Облаков (ИВО). ИВО уже шесть лет как сломался, а ремонтника из центра не присылают, поэтому высоту облаков определяем визуально. Чем ниже облака, тем они плотнее и темнее, чем выше – тем белее и прозрачнее. Как научиться правильно определять высоту облаков, если не с чем сравнить? Просить совета у опытных наблюдателей. Когда дневные дежурства выпадают на будние дни, на метеостанции сидит, кроме наблюдателя, еще и начальник станции. Опыт у нашей начальницы огромный, и она никогда не отказывает в совете. Поэтому я частенько эксплуатирую ее знания, – ведь по одним только книжкам научиться определять облака невозможно.

В общем, облака – сложная, но очень важная штука. Без умения правильно определять облака метеоролог – не метеоролог, а  просто человек, который умеет пользоваться термометром и знает, как устроен барометр.

Кстати, метеорологи называют облака латинскими именами, отчего они (облака) порой кажутся живыми. Altocumulus inhomogenus. Cirrus vertebratus. Stratocumulus lenticularis. Думаете, вы никогда не встречались с этими существами? Просто посмотрите на небо…