Облака́ — взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе с поверхности земли.

Облака состоят из мельчайших капель воды и/или кристаллов льда (называемых облачными элементами). Капельные облачные элементы наблюдаются при температуре воздуха в облаке выше −10 °C; от −10 до −15 °C облака имеют смешанный состав (капли и кристаллы), а при температуре в облаке ниже −15 °C — кристаллические.

При укрупнении облачных элементов и возрастании их скорости падения, они выпадают из облаков в виде осадков. Как правило, осадки выпадают из облаков, которые хотя бы в некотором слое имеют смешанный состав (кучево-дождевые, слоисто-дождевые, высоко-слоистые). Слабые моросящие осадки (в виде мороси, снежных зёрен или слабого мелкого снега) могут выпадать из однородных по составу облаков (капельных или кристаллических) — слоистых, слоисто-кучевых.

Кроме всего прочего, облака — известный лирический образ, используемый многими поэтами (Державин, Пушкин) в своих произведениях, писатели часто обращаются к этому образу, если требуется описать нечто высокое, мягкое или недосягаемое. Они ассоциируются с покоем, мягкостью и безмятежностью. Облака часто олицетворяют, придавая им мягкие черты характера.


  • 1 Классификация облаков
    • 1.1 Перистые (Cirrus, Ci)
    • 1.2 Перисто-кучевые (Cirrocumulus, Cc)
    • 1.3 Перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs)
    • 1.4 Высоко-кучевые (Altocumulus, Ac)
    • 1.5 Высоко-слоистые (Altostratus, As)
    • 1.6 Высоко-слоистые просвечивающие (Altostratus translucidus, As trans)
    • 1.7 Слоистые (Stratus, St)
    • 1.8 Слоисто-кучевые (Stratocumulus, Sc)
    • 1.9 Кучевые облака (Cumulus, Cu)
    • 1.10 Слоисто-дождевые (Nimbostratus, Ns)
    • 1.11 Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb)
    • 1.12 Серебристые облака
    • 1.13 Перламутровые
    • 1.14 Вымеобразные
    • 1.15 Лентикулярные
    • 1.16 Пирокумулятивные
  • 2 История изучения
  • 3 Облака на других планетах
  • 4 Примечания
  • 5 Ссылки

Классификация облаков

Обычно облака наблюдаются в тропосфере. Тропосферные облака подразделяются на виды, разновидности и по дополнительным признакам в соответствии с международной классификацией облаков. Изредка наблюдаются другие виды облаков: перламутровые облака (на высоте 20-25 км) и серебристые облака (на высоте 70-80 км).


Семейства Род
Облака верхнего яруса (в средних широтах высота от 6 до 13 км) Перистые (Cirrus, Ci)
Перисто-кучевые (Cirrocumulus, Cc)
Перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs)
Облака среднего яруса (в средних широтах высота от 2 до 7 км) Высоко-кучевые (Altocumulus, Ac)
Высоко-слоистые (Altostratus, As)
Облака нижнего яруса (в средних широтах высота до 2 км) Слоисто-дождевые (Nimbostratus, Ns)
Слоисто-кучевые (Stratocumulus, Sc)
Слоистые (Stratus, St)
Облака вертикального развития (облака конвекции) Кучевые (Cumulus, Cu)
Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb)

Перистые (Cirrus, Ci)

Состоят из отдельных перистообразных элементов в виде тонких белых нитей или белых (или в большей части белых) клочьев и вытянутых гряд. Имеют волокнистую структуру и/или шелковистый блеск. Наблюдаются в верхней тропосфере, иногда на высотах тропопаузы или непосредственно под нею (в средних широтах их основания чаще всего лежат на высотах 6-8 км, в тропических от 6 до 18 км, в полярных от 3 до 8 км). Видимость внутри облака — 150—500 м.


строены из ледяных кристаллов, достаточно крупных для того, чтобы иметь заметную скорость падения; поэтому они имеют значительное вертикальное протяжение (от сотен метров до нескольких километров). Однако сдвиг ветра и различия в размерах кристаллов приводят к тому, что нити перистых облаков скошены и искривлены. Хорошо выраженных явлений гало перистые облака обычно не дают вследствие своей расчленённости и малости отдельных облачных образований. Данные облака характерны для переднего края облачной системы теплого фронта или фронта окклюзии, связанной с восходящим скольжением. Они часто развиваются также в антициклонической обстановке, иногда являются частями или остатками ледяных вершин (наковален) кучево-дождевых облаков.

Различаются виды: нитевидные (Cirrus fibratus, Ci fibr.), когтевидные (Cirrus uncinus, Ci unc.), башенкообразные (Cirrus castellanus, Ci cast.), плотные (Cirrus spissatus, Ci spiss.), хлопьевидные (Cirrus floccus, Ci fl.) и разновидности: перепутанные (Cirrus intortus, Ci int.), радиальные (Cirrus radiatus, Ci rad.), хребтовидные (Cirrus vertebratus, Ci vert.), двойные (Cirrus duplicatus, Ci dupl.).

Иногда к этому роду облаков, наряду с описанными облаками, относят также перисто-слоистые и перисто-кучевые облака.

Перисто-кучевые (Cirrocumulus, Cc)

Их часто называют «барашки». Очень высокие небольшие шаровидные облака, вытянутые в линии. Похожи на спины скумбрий или рябь на прибрежном песке. Высота нижней границы — 6-8 км, вертикальная протяжённость — до 1 км, видимость внутри — 5,5-10 км. Являются признаком повышения температуры. Нередко наблюдаются вместе с перистыми или перисто-слоистыми облаками. Часто являются предшественниками шторма. При этих облаках наблюдается т. н. «иридизация» — радужное окрашивание края облаков.

iv>

Перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs)

Парусоподобные облака верхнего яруса, состоящие из кристалликов льда. Имеют вид однородной, белесоватой пелены. Высота нижней кромки — 6-8 км, вертикальная протяжённость колеблется от нескольких сотен метров до нескольких километров (2-6 и более), видимость внутри облака — 50-200 м. Перисто-слоистые облака относительно прозрачны, так что солнце или луна могут быть отчётливо видны сквозь них. Эти облака верхнего яруса обычно образуются когда обширные пласты воздуха поднимаются вверх за счёт многоуровневой конвергенции.

Перисто-слоистые облака характеризуются тем, что часто дают явления гало вокруг солнца или луны. Гало являются результатом преломления света кристаллами льда, из которых состоит облако. Перисто-слоистые облака, однако, имеют склонность уплотняться при приближении тёплого фронта, что означает увеличение образования кристаллов льда. Вследствие этого гало постепенно исчезает, и солнце (или луна) становятся менее заметными.

Высоко-кучевые (Altocumulus, Ac)


Высоко-кучевые облака (Altocumulus, Ac) — типичная облачность для теплого сезона. Серые, белые, или синеватого цвета облака в виде волн и гряд, состоящих из хлопьев и пластин, разделённых просветами. Высота нижней границы — 2-6 км, вертикальная протяжённость — до нескольких сотен метров, видимость внутри облака — 50-80 м. Располагаются, как правило, над местами, обращёнными к солнцу. Иногда достигают стадии мощных кучевых облаков. Высоко-кучевые облака обычно возникают в результате поднятия теплых воздушных масс, а также при наступлении холодного фронта, который вытесняет теплый воздух вверх. Поэтому наличие высоко-кучевых облаков теплым и влажным летним утром предвещает скорое появление грозовых облаков или перемену погоды.

Высоко-слоистые (Altostratus, As)

Имеют вид однородной или слабовыраженной волнистой пелены серого или синеватого цвета, Солнце и Луна, обычно, просвечивают, но слабо. Высота нижней границы — 3-5 км, вертикальная протяжённость — 1-4 км, видимость в облаках — 25-40 м. Эти облака состоят из ледяных кристаллов, переохлажденных капель воды и снежинок. Высоко-слоистые облака могут приносить обложной дождь или снег.

Высоко-слоистые просвечивающие (Altostratus translucidus, As trans)

Высоко-слоистые просвечивающие облака. Волнистая структура облака заметна, солнечный круг солнца вполне различим. На земле иногда могут возникать вполне различимые тени. Отчётливо видны полосы. Пелена облаков, как правило, постепенно закрывает всё небо. Высота основания — в пределах 3-5 км, толщина слоя облаков As trans в среднем около 1 км, изредка до 2 км. Осадки выпадают, но в низких и средних широтах летом редко достигают земли.

>

Слоистые (Stratus, St)

Слоистые облака образуют однородный слой, сходный с туманом, но расположенный на некоторой высоте (чаще всего от 100 до 400 м, иногда 30-90 м). Обычно они закрывают всё небо, но иногда могут наблюдаться в виде разорванных облачных масс. Нижний край этих облаков может опускаться очень низко; иногда они сливаются с наземным туманом. Толщина их невелика — десятки и сотни метров. Иногда из этих облаков выпадают осадки, чаще всего в виде снежных зёрен или мороси.

Слоисто-кучевые (Stratocumulus, Sc)

Серые облака, состоящие из крупных гряд, волн, пластин, разделенных просветами или сливающимися в сплошной серый волнистый покров. Состоят преимущественно из капель воды. Высота нижней границы обычно в пределах от 500 до 1800 м. Толщина слоя от 200 до 800 м. Солнце и луна могут просвечивать только сквозь тонкие края облаков. Осадки, как правило, не выпадают. Из слоисто-кучевых не просвечивающих облаков могут выпадать слабые непродолжительные осадки.

Кучевые облака (Cumulus, Cu)

Кучевые облака — плотные, днём ярко-белые облака со значительным вертикальным развитием. Высота нижней границы обычно от 800 до 1500 м, иногда 2—3 км и более. Толщина 1-2 км, иногда 3-5 км. Верхние части кучевых облаков имеют вид куполов или башен с округлыми очертаниями. Обычно кучевые облака возникают как облака конвекции в холодных или нейтральных воздушных массах.


Слоисто-дождевые (Nimbostratus, Ns)

Слоисто-дождевые облака тёмно-серые, в виде сплошного слоя. При осадках он кажется однородным, в перерывах между выпадением осадков заметна некая неоднородность и даже некоторая волнистость слоя. От слоистых облаков отличаются более тёмным и синеватым цветом, неоднородностью строения и наличием обложных осадков. Высота нижней границы — от 100 до 1900 м, толщина — до нескольких километров.

Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb)

Кучево-дождевые — мощные и плотные облака с сильным вертикальным развитием (несколько километров, иногда до высоты 12—14 км), дающие обильные ливневые осадки с мощным градом и грозовыми явлениями. Кучево-дождевые облака развиваются из мощных кучевых облаков. Они могут образовывать линию, которая называется линией шквалов. Нижние уровни кучево-дождевых облаков состоят в основном из капелек воды, в то время как на более высоких уровнях, где температуры намного ниже 0 °C, преобладают кристаллики льда. Высота нижней границы обычно ниже 2000 м, то есть в нижнем ярусе тропосферы.

Серебристые облака

Серебристые облака формируются в верхних слоях атмосферы. Эти облака находятся на высоте приблизительно 80 км. Их можно наблюдать непосредственно после заката или перед восходом Солнца. Серебристые облака были обнаружены только в XX веке.


Перламутровые

Перламутровые облака образуются в небе на больших высотах (около 20-30 км) и состоящие, по-видимому, из кристалликов льда или переохлаждённых капель воды.

Вымеобразные

Вымеобразные или трубчатые облака — облака, основание которых имеет специфическую ячеистую или сумчатую форму. Встречаются редко, преимущественно в тропических широтах, и связаны с образованием тропических циклонов.

Лентикулярные

Лентикулярные (линзовидные) облака образуются на гребнях воздушных волн или между двумя слоями воздуха. Характерной особенностью этих облаков является то, что они не двигаются, сколь бы ни был силён ветер. Поток воздуха, проносящийся над земной поверхностью, обтекает препятствия, и при этом образуются воздушные волны. Обычно зависают с подветренной стороны горных хребтов, за хребтами и отдельными вершинами на высоте от двух до пятнадцати километров.

Пирокумулятивные

Пирокумулятивные облака или пирокумулюс — конвективные (кучевые или кучево-дождевые) облака, вызванные пожаром или вулканической активностью. Эти облака получили своё название оттого, что огонь создает конвективные восходящие потоки, которые по мере подъёма при достижении уровня конденсации приводят к образованию облаков — сначала кучевых, а при благоприятных условиях — и кучево-дождевых. В этом случае возможны грозы; удары молнии из этого облака тогда вызывают новые возгорания.

История изучения


Первыми непосредственными наблюдателями за облаками стали воздухоплаватели, поднимавшиеся на воздушных шарах, которыми был установлен факт, что все наблюдаемые формы облаков по своему строению распадаются на две группы:

  1. Облака из водяных частиц в жидком виде и
  2. Облака из мелких ледяных кристалликов.

Подъемами на воздушных шарах и наблюдениями при восхождениях на горы был констатирован другой факт, что строение облаков первой группы, когда наблюдатель окружен таким облаком со всех сторон, ничем не отличается от обыкновенного тумана, наблюдаемого вблизи земной поверхности; что наблюдателю внизу казалось облаками, держащимся на склоне горы или на некоторой высоте в атмосфере, то наблюдателю, попавшему в такое облако, представлялось туманом. Со времен Галлея и Лейбница было уже известно и подтверждено непосредственным наблюдением, что отдельные частицы тумана, а, следовательно, и облака, имеют шарообразную форму. Для объяснения того, почему эти шарики держатся в воздухе в равновесии, была предложена гипотеза, что эти шарообразные частицы тумана состоят из воздушных пузырьков, окруженных тончайшей водяной оболочкой (везикюлей — как такие пузырьки были названы); при достаточных размерах пузырьков и достаточно тонкой оболочке (расчёт, сделанный Клаузиусом показал, что толщина водяной оболочки должна быть не более 0,0001 мм) сопротивление воздуха их падению должно быть настолько значительно, что падение везикюлей может совершаться очень медленно, и они должны представляться плавающими в воздухе, а при самом слабом восходящем потоке их падение может перейти даже в восходящее движение.


потеза эта приобрела широкое распространение, после того, как Клаузиусу удалось, основываясь на предполагаемой необычайно тонкой водяной оболочке везикюлей, дать объяснение голубому цвету неба. Одновременно с везикюлярной гипотезой существовало и другое мнение, считавшее водяные шарики туманов состоящими сплошь из жидкой воды. Трудность рассматривания под микроскопом водяных шариков привела к тому, что подобные наблюдения над ними удалось сделать в достаточно надежной форме только в 1880 году, когда впервые Динес (Dines), наблюдая водяные шарики, из которых состоят туманы в Англии, пришел к заключению, что наблюдаемые им частицы тумана суть настоящие капельки воды, размеры которых колеблются от 0,016 до 0,127 мм. Позднее подобные же наблюдения были сделаны Ассманом на вершине Брокена, которая — особенно в холодное время года — находится в области наиболее энергичного образования облаков различных форм, образующихся то несколько выше, то немного ниже, то как раз на её высоте. Ассман убедился, что все наблюденные им формы облаков, содержащих жидкую воду, состоят из настоящих капелек, размеры которых меняются между 0,006 мм (в верхних частях облаков) и 0,035 мм (в нижних его частях). Капельки эти наблюдались жидкими даже при температуре −10°С; только прикасаясь к какому-нибудь твёрдому телу (например, предметное стеклышко микроскопа) они моментально превращались в ледяные иголочки. Наконец, Обермайер и Будде показали, что если исходить из явлений капиллярных, существование везикюлей не может быть допущено. Таким образом эта гипотеза ушла в прошлое. Исследования Стокса и расчёты, сделанные Максвеллом, доказали, что слабого потока, подымающегося со скоростью не более 0,5 метров в секунду, достаточно, чтобы остановить падение водяных капелек. Относительно второй группы облаков, образующихся обыкновенно на больших высотах — как перистые и перисто-слоистые — наблюдения воздухоплавателей показали, что эти формы состоят исключительно из воды в твердом состоянии. Мириады ледяных кристалликов и иголочек, подобных тем, которые наблюдаются нередко в нижних слоях атмосферы падающими в тихие, морозные дни зимой, — часто даже при безоблачном небе, — образующих правильные гексагональные пластинки или шестисторонние призмы от микроскопически малых до видимых простым глазом, держатся в верхних слоях атмосферы и образуют то отдельные волокна или перистые пучки, то однообразным слоем распространены на большие пространства, придавая небу белесоватый оттенок при перисто-слоистой облачности.[1]

Для образования облаков необходим переход пара в капельножидкое состояние. Однако, теоретические изыскания Бецольда, основанные на опытах Эйткена, показали, что этот переход есть явление весьма сложное. Весьма остроумными опытами Эйткен констатировал, что одного охлаждения воздушных масс ниже температуры их насыщения водяными парами ещё недостаточно, чтобы пар перешел в капельножидкое состояние: для этого необходимо присутствие хотя бы мельчайших твёрдых частиц, на которых и начинает собираться в капли конденсирующийся в жидкость пар. Когда воздух, переполненный водяными парами, совершенно чист, пары, даже перейдя через температуру насыщения, не обращаются, однако, в жидкость, оставаясь пересыщенными. Некоторые газообразные тела, как, например озон и азотистые соединения, также могут содействовать образованию водяных капелек. Что твёрдые тела действительно играют роль при образовании облаков, это можно было видеть уже из наблюдений, установивших существование грязных дождей. Наконец, чрезвычайно яркие зори, наблюдавшиеся вслед за извержением вулкана Кракатау в 1883 году, показали присутствие мельчайших частиц выброшенной извержением пыли на весьма больших высотах. Все это объяснило возможность поднятия сильными ветрами микроскопически мелких частиц пыли весьма высоко в атмосферу и мнение Эйткена и Бецольда о необходимости присутствия твердых частиц для образования облаков получило обоснование.[1]

В начале 1930-х годов в Ленинградском институте экспериментальной метеорологии (ЛИЭМ) под руководством В. Н. Оболенского были начаты экспериментальные и теоретические работы по исследованию облаков. В марте 1958 года по инициативе Н. С. Шишкина был создан самостоятельный «Отдел физики облаков» в Главной геофизической обсерватория имени А. И. Воейкова.[2]

С целью исследования облачного покрова Земли и изучения образования и «эволюции» облаков НАСА в 2006 году запустило два специализированных спутника CloudSat и CALIPSO.

В апреле 2007 года НАСА осуществило запуск на полярную орбиту спутника AIM (The Aeronomy of Ice in the Mesosphere), предназначенного для изучения серебристых облаков.

Облака на других планетах

Помимо Земли облака наблюдаются на всех планетах-гигантах, на Марсе, Венере, спутниках Титане и Тритоне. Внеземные облака имеют разную природу, например, на Венере наиболее мощный облачный слой состоит преимущественно из серной кислоты; облака Титана являются источником метановых дождей при температуре −180°С.

Источник: dic.academic.ru

Откуда берутся облака

Человек смог дотронуться рукой до облака с появлением воздушного шара. Поднявшись высоко в небо, отважные воздухоплаватели оказались в плену тумана. Они не ошиблись, облако – это не что иное, как мельчайшие капельки воды или кристаллы льда, образующиеся в результате конденсации водяного пара. Частички воды настолько малы, что могут поддерживаться в слоях атмосферы при незначительном движении восходящих воздушных масс.

Все про облака

При нагревании Солнцем поверхности нашей планеты, состоящей из 71% воды, происходит испарение и невидимый водяной пар, перемешиваясь с теплыми воздушными потоками воздуха, поднимается в тропосферу. Достигнув точки росы, становится возможной конденсация водяных паров в облако за счет:

  • понижения температуры воздуха при его восхождении
  • увеличение абсолютной влажности воздуха

Все про облака

Теплые воздушные потоки поднимаются и на определенной высоте (уровень конденсации), водяной пар становится облаком, которое растет и может достигать в диаметре 10 км – высота полета пассажирского самолета. Есть точка, на которой облако прекращает свой рост – этот предел называется уровень свободной конвекции. Если абсолютная влажность внутри облака достигает критического значения, капли воды слипаются между собой и, достигнув определенной массы, выпадают на Землю, преодолевая восходящие потоки воздуха.

Все про облака

Какие бывают облака

Облака отличаются высотой расположения от поверхности Земли, распределены учеными по определенным ярусам и систематизированы по многообразию форм:

  • перистые
  • кучевые
  • серебристые
  • сверх перистые
  • кучево-дождевые
  • слоистые и т.д

Не из каждого облака выпадает на землю дождь и снег, а из кучево-дождевых, слоисто-кучевых, слоисто-дождевых. Именно в них создаются благоприятные условия для слипания частичек воды в капли или кристаллы. Они проливаются живительной влагой на леса, поля, сады и огороды или покрывают их снежной сауной..

Все про облака

Облака формируются над поверхностью нашей планеты в результате испарения, переносятся на значительные расстояния, выпадают в виде осадков и снова попадают в почву, озера, реки, моря. Так замыкается водоворот воды в природе. К сожалению, распределение влаги происходит неравномерно и там где ее не хватает, возникают пожары, погибают представители флоры и фауны нашей планеты.

Все про облака

Миллионы лет облака участвуют в жизненно важном процессе – круговороте воды в природе. А творческих людей – поэтов и художников, облака вдохновляют на создание своих лирических произведений. Небо стало бы скучным, если однажды проснувшись, мы не увидели красивые, забавные и захватывающие дух атмосферные образования – облака.

Источник: sovetclub.ru

Перистые облака

Своим внешним видом они напоминают хрупкие ниточки или клочки. Форма перистых облаков похожа на вытянутые гряды. Это одно из самых высоких воздушных соединений в тропосфере примерно от 5 до 20 км над уровнем моря в зависимости от широты.

Перистые аномалии примечательным тем, что они могут растягиваться на несколько сотен километров. Видимость внутри облака весьма невысока и колеблется в пределах 200-300 метров. Это обуславливается тем, что нимбус состоит из крупных кристалликов льда, которые быстро падают.

Из-за порывистого ветра мы наблюдаем не чёткие вертикальные полоски, а искривлённые причудливым образом нити перистых облаков.

Такие изменения свидетельствовуют о приближающемся проливном дожде или антициклоне примерно через сутки.

Перисто-кучевые облака

Так же как и предыдущий вид, перисто-кучевые аномалии располагаются в верхних слоях тропосферы. Они никогда не дают осадков, но можно чётко сказать, что такие виды облаков являются предвестниками грозы и сильных ливней, а иногда даже и шторма.

Эти нимбусы очень часто называют «барашками» за их причудливую форму в виде групп шариков и окружностей. Высота нижней границы облаков немного ниже простых перистых и колеблется в пределах 5-9 км с протяжённостью по вертикали примерно в километр. Видимость, в отличие от предыдущего вида, значительно лучше — от 5 до 10 километров.

Интересной особенностью перисто-кучевых видов является иризация, когда края окрашиваются в радужный цвет, что выглядит весьма впечатляюще и красиво.

Перисто-слоистые облака

Этот вид нимбуса состоит почти целиком из кристалликов льда и его довольно легко узнать. Он выглядит как однородная плёнка, заволакивающая небо. Появляется он после того, как «ушли» вышеописанные виды облаков. Зимой их протяжённость может колебаться до 6 км, а в летнее время — от 2 до 4 км.

Видимость внутри самой аномалии крайне маленькая: примерно от 30 до 150 метров. Как и в случае с предыдущими видами, перисто-слоистые потоки сулят скорое изменение погоды в виде дождей и грозовых фронтов.

Какие виды облаков предшествуют дождю? Все перистые нимбусы всегда движутся впереди тёплых воздушных масс, где очень большая влажность, которая и является источником дождей с ливнями. Поэтому можно сказать, что все перистые соединения – это предвестники плохой погоды.

Даже несмотря на то, что аномалии поглощают солнечный и лунный свет, иногда могут возникать очень красочные явления (гало) и появляются редкие виды облаков в форме светящихся и переливающихся колец вокруг света луны или солнца.

Высоко-слоистые облака

Своим видом они напоминают мрачно-серую пелену, через которую лишь изредка проглядывает солнечный свет. Высоко-слоистые соединения располагаются на высоте не более 5 км над уровнем моря и имеют протяжённость до 4 км по вертикали.

Видимость в таком облаке очень маленькая – 20-30 метров. Состоят они из кристалликов льда и переохлаждённой воды. Эти аномалии могут поливать небольшим дождём или снегом, но в летнее время дождь просто не доходит до земли, поэтому мы по ошибке считаем их не дождливыми.

Высоко-кучевые облака

Эти соединения могут быть началом скорейших ливней. По своей форме они напоминают небольшие шары, собирающиеся в отдельные группы. Цветовая гамма весьма разнообразна: от белого до тёмного синего цвета. Очень часто можно увидеть причудливые формы: облако в виде сердца, животного, цветка и прочих интересных вещей.

Протяжённость высоко-кучевых облаков невелика и редко достигает километра. Видимость, так же как и в слоистых соединениях, небольшая – 50-70 метров. Располагаются они в средних слоях стратосферы и отдалены от земли на 4-5 км. Помимо дождевых фронтов, могут нести с собой похолодание.

Слоисто-дождевые облака

Это виды грозовых облаков тёмно-серого цвета с очень «хмурым» характером. Они представляют собой сплошную облачную пелену, которой не видно ни конца ни края, с постоянно льющимся дождём. Продолжаться это может очень долгое время.

Они намного темнее всех остальных слоистых соединений и расположены в нижней части стратосферы, поэтому витают практически над землёй (100-300 метров). Их толщина достигает нескольких километров и весь процесс прохождения фронта сопровождается холодным ветром и пониженной температурой.

Кучево-дождевые облака

Это самые мощные нимбусы, которые подарила нам природа. Они могут достигать 14 км в ширину. Появление кучево-дождевого облака – это гроза, ливень, град и шквальный ветер. Именно эти аномалии и называют «тучей».

Иногда они могут выстраиваться в целую череду шквальных фронтов. Состав кучево-дождевых соединений может разниться и зависит от высоты. Нижний слой состоит в основном из капелек воды, а верхний — из кристалликов льда. Развивается этот вид нимбов из слоисто-дождевых собратьев и их появление ничего хорошего предвещать не может.

Виды осадков, выпадающих из облаков, могут быть весьма разнообразными: ливневые, снежные, крупяные, ледяные и игловые, поэтому лучше переждать непогоду под крышей или в любом другом укрытии.

Туман

Туман также относится к низколежащим соединениям. Он густой и влажный, а когда вы проходите через туманное облако, вы можете почувствовать его тяжесть. Туман может появиться в местах большого водного скопления при слабом ветре.

Очень часто он возникает на поверхности озёр и рек, но если поднимается ветер, то туман очень быстро рассеивается без следа.

Источник: www.syl.ru

Sea Voyage

Все про облака Перистые
— отдельные белые волокнистые облака, тонкие и прозрачные, изредка с плотными или хлопьевидными образованиями. Располагаются в виде пучков и полос, идущих через всё небо и сходящихся у горизонта. Хорошо просвечивают небо. Средняя высота нижней границы 7—10 км, толщина от сотен метров до нескольких километров. Образуются в зоне атмосферных фронтов вследствие охлаждения воздуха при восходящем движении, а также в вершинах кучево-дождевых облаков при их распаде. Имеют кристаллическую микроструктуру. Осадки, выпадающие из перистых облаков, никогда не достигают поверхности земли.


Все про облака Перисто-кучевые
— белые тонкие облака, имеющие вид мелких волн, хлопьев или ряби («небо в барашках»). Образуют слои или параллельные гряды. Хорошо просвечивают небо. Средняя высота нижней границы 6—8 км, толщина 0,2—0,4 км. Образуются вследствие волновых и восходящих движений в верхней тропосфере. Имеют кристаллическую микроструктуру. Состоят из ледяных кристаллов. Осадки из перисто-кучевых облаков не выпадают.


Все про облака Перисто-слоистые
— тонкая однородная пелена белого или голубоватого цвета, иногда слегка волокнистого строения. Иногда располагаются в больших количествах, закрывая всё небо. Просвечивают Солнце, Луну, яркие звёзды, плохо просвечивают голубое небо. Средняя высота нижней границы 6—8 км, толщина от 0,1 до нескольких километров. Перисто-слоистые облака служат предвестником ухудшения погоды. Достаточно часто они появляются после окончания пасмурной или дождливой погоды. Появление перисто-слоистых облаков обуславливает явление гало — светящегося кольца вокруг Солнца или Луны. Образуются в результате адиабатического охлаждения воздуха при его восходящем движении в верхней тропосфере в зонах атмосферных фронтов. Имеют кристаллическую структуру. Осадки, выпадающие из перисто-слоистых облаков, не достигают поверхности земли.


Все про облака Высоко-кучевые
— белые, иногда сероватые или синеватые облака, расположенные в виде волн (гряд), состоящих из отдельных пластин или хлопьев. Пластины и хлопья либо разделяются просветами голубого неба, либо сливаются в сплошной покров. Средняя высота нижней границы 2—6 км, толщина 0,2—0,7 км. Причиной образования высоко-кучевых облаков являются волновые движения на высоко расположенных границах инверсии, на слабо наклонённых фронтальных поверхностях и над горными препятствиями. Также могут образовываться при растекании мощных кучевых облаков. Микроструктура, как правило, капельная, изредка смешанная, иногда кристаллическая. Из высоко-кучевых облаков осадки не выпадают, однако изредка могут наблюдаться полосы падения. Одна из разновидностей данного типа облаков — башенковидные облака — может сопровождаться грозой.


Все про облака Высоко-слоистые
— серая или синеватая однородная пелена облаков, слегка волокнистого строения. Пелена, как правило, постепенно затягивает всё небо. Солнце и Луна просвечиваются как сквозь матовое стекло. Средняя высота нижней границы 3—5 км, толщина 1—2 км[5]. Образуются в результате охлаждения воздуха при его общем наклонном медленно восходящем движении. Имеют равномерно смешанную или кристаллическую структуру. Осадки из высоко-слоистых облаков выпадают, однако в тёплое время года не достигают поверхности земли вследствие испарения в подоблачном слое воздуха, а зимой даже тонкие облака приводят к снегопадам.


Все про облака Слоисто-кучевые
— серые облака, состоящие из крупных гряд, пластин или хлопьев, разделённых просветами или сливающихся в сплошной серый волнистый покров. Солнце и Луна могут просвечиваться только через тонкие края облаков. Изредка могут наблюдаться венцы — светлые туманные кольца на небесном своде вокруг диска Солнца или Луны. Средняя высота нижней границы 0,6—1,5 км, толщина 0,2—0,8 км. Слоисто-кучевые облака образуются в результате волновых движений, возникающих в слоях инверсий или над подветренным склоном возвышенностей, а также вследствие растекания кучевых облаков. Состоят в основном из мелких капелек воды, зимой — переохлаждённых. Микроструктура преимущественно капельная, иногда смешанная, в очень редких случаях — кристаллическая. Осадки из слоисто-кучевых облаков, как правило, не выпадают. Лишь изредка могут выпадать морось или снег.


Все про облака Слоистые
— серые однородные облака, напоминают приподнятый над землёй туман. Нижняя поверхность зачастую разорванная, клочковатая. Обычно затягивают всё небо, иногда могут наблюдаться в виде разорванных облачных масс. Основание слоистых облаков находится на высоте от 100 до 700 метров, толщина составляет 200—800 м; иногда они сливаются с наземным туманом. Существует несколько причин образования данной формы облаков: охлаждение относительно тёплого воздуха при движении его над холодной поверхностью земли; радиационное выхолаживание нижнего слоя воздуха в течение ночи или нескольких суток подряд; увлажнение воздуха выпадающими из вышележащих облаков осадками; конденсация водяного пара в сравнительно холодной воздушной массе над тёплыми водоёмами и др. Слоистые облака состоят из мельчайших капелек, при температуре воздуха ниже 0°С — переохлаждённых. Микроструктура в основном капельная, иногда смешанная, очень редко — кристаллическая. Осадки обычно не выпадают; иногда летом может выпадать морось, зимой — слабый снег или снежные зёрна.


Все про облака Слоисто-дождевые
— тёмно-серый облачный слой с размытым основанием. При выпадении осадков кажется однородным, в перерывах между осадками заметна неоднородность и волнистость. Под слоисто-дождевыми облаками нередко образуются разорвано-слоистые облака плохой погоды. Средняя высота нижней границы 0,1—1 км (иногда ниже), толщина до нескольких километров. Образуются вследствие охлаждения воздуха при его восходящем движении вдоль наклонной фронтальной поверхности вблизи линии фронта. Микроструктура, как правило, капельная, реже водянистая или кристаллическая. Слоисто-дождевые облака вызывают выпадение обложных осадков (дождя или снега).


Все про облака Кучевые
— плотные, развитые по вертикали облака, имеют куполообразные вершины, плоское серое основание и резкие очертания, которые размываются при порывистом ветре. Отдельные виды кучевых облаков (например, плоские кучевые облака бывают относительно плоскими. Располагаются в виде отдельных облаков или значительных скоплений, закрывающих всё небо. Причиной образования кучевых облаков служат мощные восходящие движения воздуха, вызванные неравномерным нагревом подстилающей поверхности (термическая конвекция). Они состоят из капель воды, более крупных у вершины и более мелких у основания. При отрицательной температуре воздуха капли переходят в переохлаждённое состояние. Осадки из кучевых облаков не выпадают, изредка могут выпадать отдельные капли дождя.


Все про облака Кучево-дождевые
— белые плотные облака с тёмными основаниями, поднимающимися в виде огромных горообразных масс. Вершины ярко-белые, имеют волокнистое строение и достигают высоты 6—10 км. На небе располагаются в виде отдельных редких облаков, реже в виде скоплений. Нижняя часть состоит из капель, верхняя имеет смешанную или кристаллическую структуру. Кучевые облака образуются в результате охлаждения воздуха при восходящем движении при сильно развитой термической или динамической конвекции. В них образуются грозы, выпадают ливневые осадки.


Все про облака Перламутровые
— образуются в стратосфере на высоте 22—30 км. В сумерки кажутся светящимися на тёмном небе. Имеют вид больших, но очень лёгких высоко-кучевых чечевицеобразных облаков в волнах длиной 45—70 км. Расцвечены большими полосами и пятнами разных цветов (красного, жёлтого, зелёного и др.). По мере погружения Солнца под горизонт расцветка бледнеет и свечение постепенно исчезает. Вновь начинают светиться с наступлением утренних сумерек. Перламутровые облака наблюдаются редко, преимущественно в горных странах зимой в полярных широтах.


Все про облака Серебристые, или мезосферные облака
— образуются в мезопаузе (переходный слой между мезосферой и термосферой) на высоте около 82 км. Напоминают перистые или перисто-слоистые облака очень тонкой и нежной структуры. Имеют большую яркость, но вместе с тем абсолютно прозрачны. Звёзды просвечиваются сквозь них, не теряя яркости. Для серебристых облаков характерен шелковатый отлив и голубовато-белый (серебристый) цвет. Наблюдаются в летнее время года, во время утренних и вечерних сумерек, когда Солнце опускается ниже горизонта на 6—16°.

Источник: seavoyage.sof-yalta.ru

 Все про облака

Внутри воронки воздух поднимается вверх, создается разрежение.
Когда воронкообразный отросток облака достигает земли, его ширина составляет 50-500 м.

 

Смерч проносится над поверхностью со скоростью 30-60 км/ч и примерно через 30 км теряет свою разрушительную силу. Правда известны случаи, когда смерчи сохраняли живучесть на протяжении 500 км. Возникновение связано с локальной неоднородностью атмосферы, чередованием теплых и холодных слоев воздуха.
 

Смерчи часто наносят урон инфраструктуре городских поселений (могут переносить с места на место крупные предметы, автомобили).
В Северной Америке смерчи известны под названием торнадо. Также известны под названием тромбов.

Энергия типичного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с, по оценкам С. А. Арсеньева, А. Ю. Губаря и В. Н. Николаевского, равна энергии эталонной атомной бомбы в 20 килотонн тротила, подобной первой атомной бомбе, взорванной США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945 г. (!)
 

Форма смерчей может быть многообразной – колонна, конус, бокал, бочка, бичеподобная веревка, песочные часы, рога «дьявола» и т.п., но, чаще всего, смерчи имеют форму вращающегося хобота, трубы или воронки, свисающей из материнского облака (отсюда и их названия: tromb- по французски труба и tornado – по испански вращающийся).
 

Вращение в смерчах происходит против часовой стрелки, как и в циклонах северного полушария Земли.
Смерчи часто образуются на тропосферных фронтах – границах раздела в нижнем 10-километровом слое атмосферы, которые отделяют воздушные массы с различными скоростями ветра, температурой и влажностью воздуха.

 

В области холодного фронта (холодный воздух натекает на теплый) атмосфера особенно неустойчива и формирует в материнском облаке смерча и ниже него множество быстро вращающихся турбулентных вихрей.
 

Сильные холодные фронты образуются в весенне-летний и осенний период. Они отделяют, например, холодный и сухой воздух из Канады от теплого и влажного воздуха из Мексиканского залива или из Атлантического (Тихого) океана над территорией США.
 

Известны случаи возникновения небольших смерчей в ясную погоду при отсутствии облаков над перегретой поверхностью пустыни или океана. Они могут быть совершенно прозрачными и лишь нижняя часть, запыленная песком или водой, делает их видимыми.
Наблюдаются смерчи и на других планетах Солнечной системы, например на Нептуне и Юпитере.

 

М. Ф. Иванов, Ф. Ф. Каменец, А. М. Пухов и В. Е. Фортов изучали образование торнадоподобных вихревых структур в атмосфере Юпитера при падении на него осколков кометы Шумейкера – Леви. На Марсе сильные смерчи возникнуть не могут из-за разреженности атмосферы и очень низкого давления.

 

Наоборот, на Венере вероятность возникновения мощных торнадо велика, так как она имеет плотную атмосферу, открытую в 1761 г. М. В. Ломоносовым. К сожалению, на Венере сплошной облачный слой толщиной около 20 км скрывает ее нижние слои для наблюдателей, находящихся на Земле.
 

Советские автоматические станции (АМС) типа «Венера» и американские АМС типа «Пионер» и «Маринер» обнаружили на этой планете в облаках ветер до 100 м/с при плотности воздуха в 50 раз превышающей плотность воздуха на Земле на уровне моря, однако смерчей они не наблюдали. Впрочем время пребывания АМС на Венере было кратким и можно ожидать сообщений о смерчах на Венере в будущем. Вероятно, смерчи на Венере возникают в зоне границы, отделяющей темную холодную сторону очень медленно вращающейся планеты от освещенной и нагретой Солнцем стороны. В пользу этого предположения говорит открытие на Венере и Юпитере грозовых молний, обычных спутников смерчей и торнадо на Земле.
 

Смерчи и торнадо надо отличать от образующихся на атмосферных фронтах шквальных бурь, характеризующихся быстрым (в течение 15 минут) возрастанием скорости ветра до 33 м/с и затем ее убыванием до 1–2 м/с (также в течении 15 минут).
Шквальные бури ломают деревья в лесу, могут разрушить легкое строение, а на море могут даже потопить корабль.

 

19 сентября 1893 г. броненосец «Русалка» на Балтийском море был опрокинут шквалом и сразу же затонул. Погибло 178 человек экипажа.
Некоторые шквальные бури, возникшие на холодном фронте, достигают стадии смерча, но обычно они слабее и не образуют воздушных воронок.

 

Давление воздуха в циклонах понижено, но в смерчах падение давления может быть очень сильным, до 666 мбар при нормальном атмосферном давлении 1013,25 мбар.
 

Масса воздуха в торнадо вращается вокруг общего центра («глаза бури», где наблюдается затишье) и средняя скорость ветра может достигать 200 м/c , вызывая катастрофические разрушения, часто с человеческими жертвами.

Внутри торнадо есть более мелкие турбулентные вихри, которые вращаются со скоростью, превышающей скорость звука (320 м/с). С гиперзвуковыми турбулентными вихрями связаны самые злые и жестокие проделки смерчей и торнадо, которые разрывают людей и животных на части или сдирают с них кожу и шкуру.
 

Пониженное давление внутри смерчей и торнадо создает «эффект насоса», т.е. втягивания окружающего воздуха, воды, пыли и предметов, людей и животных внутрь тромба. Этот же эффект приводит к подъему и взрыву домов, попадающих в депрессионную воронку.
 

Классической страной торнадо является США. Например, в 1990 г. в США зарегистрировано 1100 разрушительных смерчей. Торнадо 24 сентября 2001 над футбольным стадионом в Колледж парке в Вашингтоне вызвало 3 смерти, ранило несколько человек и вызвало многочисленные разрушения на своем пути. Свыше 22 000 человек осталось без электричества.
 

Особый интерес представляют турбулентные вихри внутри смерча, вращающиеся с большой скоростью, так что поверхность воды, например, в Яузе или в Люблинских прудах при прохождении смерча сначала вскипела и забурлила как в котле. Затем смерч всосал воду внутрь себя и дно водоема или реки обнажилось.
 

Во время торнадо 2 сентября 1935 г. во Флориде скорость ветра достигала 500 км/час, а давление воздуха упало до 569 мм ртутного столба. Это торнадо убило 400 человек и вызвало полное разрушение построек в полосе шириной 15–20 км.

Флориду не зря называют краем смерчей. Здесь с мая до середины октября смерчи появляются ежедневно. Например, в 1964 г. зарегистрировано 395 смерчей. Не все из них достигают поверхности Земли и вызывают разрушения.
Подобные смерчи получают свои названия, например, торнадо «Трех Штатов» 18 марта 1925 г.

 

Оно началось в штате Миссури, прошло по почти прямому пути через весь штат Иллинойс и закончилось в штате Индиана. Длительность смерча 3,5 часа, скорость движения 100 км/час, смерч прошел путь около 350 км.
За исключением начальной стадии, торнадо везде не отрывалось от поверхности Земли и катилось по ней со скоростью курьерского поезда в виде черного, страшного, бешено вращающегося облака. На площади в 164 квадратной мили все было превращено в хаос.

 

Общее число погибших – 695 человек, тяжело раненных – 2027 человек, убытки на сумму около 40 млн. долл., таковы итоги торнадо Трех Штатов.

 

Смерчи часто возникают группами по два, три, а иногда и более мезо-циклонов.
Например, 3 апреля 1974 г. возникло более сотни смерчей, которые свирепствовали в 11 штатах США. Пострадало 24 тысячи семей, а нанесенный ущерб оценен в 70 млн. долл.

 

В штате Кентукки один из смерчей уничтожил половину города Бранденбург, известны и другие случаи уничтожения смерчами небольших американских городов. Например, 30 мая 1879 г. два смерча, следовавшие один за другим с интервалом в 20 минут, уничтожили провинциальный городок Ирвинг с 300 жителями на севере штата Канзас. С Ирвингским торнадо связано одно из убедительных свидетельств огромной силы смерчей: стальной мост длиной 75 м. через реку «Большая Голубая» был поднят в воздух и закручен как веревка. Остатки моста были превращены в плотный компактный сверток стальных перегородок, ферм и канатов, разорванных и изогнутых самым фантастическим образом.
 

Этот факт подтверждает наличие гиперзвуковых вихрей внутри торнадо. Несомненно, что скорость ветра возросла при спуске с высокого и обрывистого берега реки.
 

Метеорологам известен эффект усиления синоптических циклонов после прохождения горных цепей, например Уральских или Скандинавских гор.
 

Наряду с Ирвингскими смерчами, 29 и 30 мая 1879 г. возникли два «Дельфосских» смерча западнее Ирвинга и смерч «Ли» к юго-востоку.
Всего в эти два дня, которым предшествовала очень сухая и жаркая погода в Канзасе, возникло 9 смерчей.

 

В прошлом смерчи в США вызывали многочисленные жертвы, что было связано со слабой изученностью этого явления, сейчас число жертв от торнадо в США намного меньше – это результат деятельности ученых, метеорологической службы США и специального центра по предупреждению штормов, который находится в Оклахоме.
 

Получив сообщение о приближении торнадо, благоразумные граждане США спускаются в подземные убежища и это спасает им жизнь.
Впрочем встречаются безумные люди или даже «охотники за торнадо», для которых это «хобби» иногда кончается гибелью.

 

Смерч в городе Шатурш в Бангладеш 26 апреля 1989 г. попал в книгу рекордов Гиннеса как самый трагический за всю историю человечества. Жители этого города, получив предупреждение о надвигающемся смерче, проигнорировали его. В результате погибло 1300 человек.

Хотя многие качественные свойства смерчей к настоящему времени поняты, точная научная теория, позволяющая путем математических расчетов прогнозировать их характеристики, еще в полной мере не создана.
 

Трудности обусловлены прежде всего отсутствием данных измерений физических величин внутри торнадо (средней скорости и направления ветра, давления и плотности воздуха, влажности, скорости и размеров восходящих и нисходящих потоков, температуры, размеров и скорости вращения турбулентных вихрей, их ориентации в пространстве, моментов инерции, моментов импульса и других характеристик движения в зависимости от пространственных координат и времени).
 

В распоряжении ученых есть результаты фото и киносъемок, словесные описания очевидцев и следы деятельности торнадо, а также результаты радиолокационных наблюдений, но этого недостаточно. Торнадо либо обходит площадки с измерительными приборами, либо ломает и уносит аппаратуру с собой.
 

Другая трудность состоит в том, что движение воздуха внутри торнадо существенно турбулентно. Математическое описание и расчет турбулентного хаоса – это сложнейшая и до сих пор в полной мере еще не решенная задача физики.

Дифференциальные уравнения, описывающие мезо-метеорологические процессы, – нелинейные и, в отличие от линейных уравнений, имеют не одно, а много решений, из которых нужно выбрать физически значимое.
Только к концу ХХ в. ученые получили в свое распоряжение компьютеры, позволяющие решать задачи мезо-метеорологии, но и их памяти и быстродействия часто не хватает.

Теория торнадо и ураганов была предложена С. А. Арсеньевым, А. Ю. Губарем, В. Н. Николаевским. Согласно этой теории торнадо и смерчи возникают из тихого (скорость ветра порядка 1 м/с) мезо-антициклона (имеющегося, например, в нижней или боковой части грозового облака) с размером порядка 1 км, который заполнен (за исключением центральной области, где воздух покоится) быстро вращающимися турбулентными вихрями, образующимися в результате конвекции или неустойчивости атмосферных течений во фронтальных областях.
 

При определенных значениях начальной энергии и момента импульса турбулентных вихрей на периферии материнского антициклона средняя скорость ветра начинает возрастать и меняет направление вращения, формируя циклон.
 

С течением времени размеры формирующегося торнадо увеличиваются, центральная область («глаз бури») заполняется турбулентными вихрями, а радиус максимальных ветров смещается от периферии к центру торнадо.
 

Давление воздуха в центре торнадо начинает падать, формируя типичную депрессионную воронку. Максимальная скорость ветра и минимальное давление в «глазу бури» достигается через 40 минут 1,1 сек после начала процесса образования торнадо. Для рассчитанного примера радиус максимальных ветров составляет 3 км при общем размере торнадо 6 км, максимальная скорость ветра равна 137 м/с, а наибольшая аномалия давления (разность между текущим давлением и нормальным атмосферным давлением) составляет – 250 мбар.
 

В «глазу» торнадо, где средняя скорость ветра всегда равна нулю, турбулентные вихри достигают наибольших размеров и скорости вращения. После достижения максимальной скорости ветра торнадо начинает затухать, увеличивая свои размеры.
 

Давление растет, средняя скорость ветра убывает, а турбулентные вихри вырождаются, так что их размеры и скорость вращения уменьшаются.
Общее время существования торнадо для рассчитанного С. А. Арсеньевым, А. Ю. Губарем и В. Н. Николаевским примера составляет около двух часов.

 

Источником энергии, питающим торнадо являются сильно вращающиеся турбулентные вихри, присутствующие в первоначальном турбулентном потоке.
Фактически, в предложенной теории есть две термодинамическое подсистемы – подсистема А соответствует среднему движению, а подсистема В содержит турбулентные вихри. В расчетах не учитывалось поступление новых турбулентных вихрей в торнадо из окружающей среды (например, термиков – всплывающих вверх, вращающихся конвективных пузырей, образующихся на перегретой поверхности Земли), поэтому полная система А + В является замкнутой и суммарная кинетическая энергия всей системы со временем убывает из-за процессов молекулярного и турбулентного трения.

 

Однако, каждая из подсистем является открытой по отношению к другой и между ними может происходить обмен энергией.
Анализ показывает, что если значения параметров порядка (или, как их называют, критических чисел подобия, которых в теории пять) невелики, то среднее возмущение в виде начального антициклона не получает энергию от турбулентных вихрей и затухает под действием процессов диссипации (рассеяния энергии).

 

Это решение соответствует термодинамической ветви – диссипация стремится уничтожить любое отклонение от состояния равновесия и заставляет термодинамическую систему вернуться к состоянию с максимальной энтропией, т.е. к покою (наступает состояние термодинамической смерти).

Однако поскольку теория – нелинейна, то это решение не единственно и при достаточно больших значениях управляющих параметров порядка имеет место другое решение – движения в подсистеме А интенсифицируются и усиливаются за счет энергии подсистемы В. Возникает типичная диссипативная структура в виде торнадо, обладающая высокой степенью симметрии, но далекая от состояния термодинамического равновесия.
 

Подобные структуры изучаются термодинамикой неравновесных процессов. Например, спиральные волны в химических реакциях, открытые и исследованные русскими учеными Б. Н. Белоусовым и А. М. Жаботинским.
 

Другой пример – возникновение глобальных зональных течений в атмосфере Солнца. Они получают энергию от конвективных ячеек, имеющих намного меньшие масштабы. Конвекция на Солнце возникает из-за неравномерного нагрева по вертикали.
 

Полученные в расчетах цифры интересно сравнить с данными наблюдений Флоридского торнадо 1935 г. класса F-5, которое было описано Эрнстом Хемингуэем в памфлете «Кто убил ветеранов войны во Флориде?». Максимальная скорость ветра в этом торнадо оценивалась в 500 км/час, т.е. в 138,8 м/с.
Минимальное давление, измеренное метеорологической станцией во Флориде, упало до 560 мм ртутного столба. Учитывая, что плотность ртути 13,596 г/см3 и ускорение свободного падения 980,665 м/с2 легко получить, что это падение соответствует значению 980,665·13,596·56,9 = 758,65 мбар. Аномалия же давления 758,65–1013,25 достигла –254,6 мбар.

 

Как видно, соответствие теории и наблюдений хорошее. Это согласие можно улучшить, слегка варьируя начальные условия, принятые при расчетах.
Связь циклонов с понижением давления воздуха была отмечена еще в 1690 г. немецким ученым Г. В. Лейбницем. С тех пор барометр остается наиболее простым и надежным прибором для прогноза начала и конца торнадо и ураганов.
Предложенная теория позволяет правдоподобно рассчитывать и прогнозировать эволюцию смерчей, однако она выдвигает и немало новых проблем.

 

Согласно этой теории, для возникновения торнадо нужны сильно вращающиеся турбулентные вихри, линейная скорость вращения которых иногда может превышать скорость звука. Существуют – ли прямые доказательства наличия гиперзвуковых вихрей, заполняющих возникающий смерч? Прямых измерений скоростей ветра в смерчах до сих пор нет и именно их должны получить будущие исследователи.
 

Косвенные оценки максимальных скоростей ветра внутри торнадо дают положительный ответ на этот вопрос. Они получены специалистами по сопротивлению материалов на основании изучения изгиба и разрушений различных предметов, найденных в следе смерчей.
Например, куриное яйцо было пробито сухим бобом так, что скорлупа яйца вокруг пробоины осталась невредимой, как и при прохождении револьверной пули.

 

Часто наблюдаются случаи, когда мелкие гальки проходят через стекла, не повреждая их вокруг пробоины. Документально зафиксированы многочисленные факты пробивания летящими досками деревянных стен домов, других досок, деревьев или даже железных листов.
Никакое хрупкое разрушение при этом не наблюдается.

 

Втыкаются, как иглы в подушку, соломинки или обломки деревьев в различные деревянные предметы (в щепки, кору, деревья, доски).
 

Большие турбулентные вихри имеют размеры немногим меньшие, чем общий размер торнадо, но они могут дробиться, увеличивая скорость вращения за счет уменьшения своих размеров (как фигурист на льду увеличивает скорость вращения, прижимая руки к телу). Огромная центробежная сила выбрасывает из гиперзвуковых турбулентных вихрей воздух и внутри них возникает область очень низкого давления. Много в смерчах и молний.
 

Разряды статического электричества постоянно возникают из-за трения быстро движущихся частиц воздуха друг о друга и происходящей вследствие этого электризации воздуха.
 

Турбулентные вихри, также как и сам смерч, обладают очень большой силой и могут поднимать тяжелые предметы.
О том, насколько мощным может быть смерч и какие он может причинить беды, свидетельствует случай, имевший место в центральных областях РСФСР в 1984 г.

Подобной силы смерчи до сих пор на территории СССР не были зарегистрированы.
Во второй половине дня 9 июня 1984 г. через Московскую, Калининскую, Ярославскую, Ивановскую и Костромскую области прошли смерчи. Наиболее сильный смерч наблюдался в Иванове.
В 15 часов 45 минут вблизи города Иваново появилось очень темное облако с хоботом, который, раскачиваясь из стороны в сторону, опускался к земле.

Почти коснувшись земли, хобот стал быстро расширяться и всасывать предметы, причем нижний конец его неоднократно приподнимался и опускался. Было хорошо видно быстрое вращение хобота, слышны сильный свист и гул, подобные тому, какой создает реактивный самолет.
Явление напоминало «кипящий котел», внутри хобот светился. От хобота отрывались «рукава», которые разлетались в стороны или вновь возвращались.
Облако, из которого опустился смерч, быстро перемещалось на север, и в полосе шириной около 500 метров смерч срывал крыши домов, ломал и вырывал деревья, столбы и опоры электропередачи.
Прочные деревянные дома, особенно их кровли, разрушались, переворачивались тяжелые вагоны, приподнимались, многократно перевертывались и сносились в сторону автомашины, автобусы, троллейбусы и другие предметы.
Через час смерч оказался примерно в 60 километрах к северо-востоку от Иванова и на холмистом берегу Волги (вблизи турбазы Лунево) вновь проявился особенно сильно.
Падали вывороченные с корнем ели, ломались сосны и березы, рушились щитовые домики. Бак водонапорной башни весом 50 тонн был отброшен на 200 метров в сторону.
Как и на окраине Иванова, бетонные и большие кирпичные строения в основном не разрушались, с них срывалась кровля, вылетали или разбивались стекла.
В Луневе диаметр выпавшего перед смерчем града достигал трех сантиметров. В это же время смерчи были отмечены и в двух местах Ярославской области. Один из них сопровождался градом диаметром 3—15 сантиметров, вес отдельных градин достигал одного килограмма.
В тот же день после 13 часов еще один смерч прошел через аэропорт Шереметьево вблизи Москвы. Он разрушил ангар и проложил в лесу полосу поваленных деревьев.3

 

Смерчи ломают деревья и телеграфные столбы как спички, срывают с фундаментов и затем в клочки разрывают дома, опрокидывают поезда, срезают грунт с поверхностных слоев Земли и могут полностью высосать колодец, небольшой участок реки или океана, пруд или озеро, поэтому после смерчей иногда наблюдаются дожди из рыб, лягушек, медуз, устриц, черепах и других обитателей водной среды.

29 июля 1904 г. на Москву с юго-востока надвинулась большая черная туча, из которой свисал огромный хобот. Одна из пожарных команд приняла его за дым и примчалась тушить пожар.
Смерч раскидал людей и лошадей, разбил пожарные повозки. Коровы летали по воздуху.
Смерч поднял в воздух полицейского, который «вознесся в небо», а затем, раздетый и избитый градом, был брошен на землю.
Была поднята в воздух железнодорожная будка, которую отбросило в сторону на 40 метров. Находившийся в будке обходчик остался жив.
Там, где смерч пересек Москву-реку, обнажилось ее дно.
Пройдя 40 километров, смерч вызвал большие разрушения, погибло более 100 человек.3
17 июля 1940 г. в деревне Мещеры Горьковской области во время грозы выпал дождь из старинных серебряных монет XVI в. Очевидно, что они были извлечены из клада, зарытого неглубоко в землю и вскрытого смерчем.

Турбулентные вихри и нисходящие потоки воздуха в центральной области смерча вдавливают в землю людей, животных, различные предметы, растения. Новосибирский ученый Л. Н. Гутман показал, что в самом центре смерча может существовать очень узкая и сильная струя воздуха, направленная вниз, а на периферии смерча вертикальная составляющая средней скорости ветра направлена вверх.
 

С турбулентными вихрями связаны и другие физические явления, сопровождающие смерчи. Генерация звука, слышимого как шипение, свист или грохот, обычна для этого явления природы. Свидетели отмечают, что в непосредственной близости от смерча сила звука ужасна, но при удалении от смерча она быстро убывает. Это означает, что в смерчах турбулентные вихри генерируют звук высокой частоты, быстро затухающий с расстоянием, т.к. коэффициент поглощения звуковых волн в воздухе обратно пропорционален квадрату частоты и растет при ее увеличении.
Вполне возможно, что сильные звуковые волны в смерче частично выходят за частотный диапазон слышимости человеческого уха (от 16 гц до 16 кгц), т.е. являются ультразвуком или инфразвуком.

 

Измерения звуковых волн в торнадо отсутствуют, хотя теория порождения звука турбулентными вихрями была создана английским ученым М. Лайтхиллом в 1950-х г.
Смерчи также генерируют сильные электромагнитные поля и сопровождаются молниями.

 

Шаровые молнии в смерчах наблюдались неоднократно. Одна из теорий шаровой молнии была предложена П. Л. Капицей в 1950-х г. в ходе экспериментов по изучению электронных свойств разреженных газов, находящихся в сильных электромагнитных полях сверхвысокого частотного (СВЧ) диапазона.
В смерчах наблюдаются не только светящиеся шары, но и светящиеся облака, пятна, вращающиеся полосы, а иногда и кольца.
Временами светится вся нижняя граница материнского облака.
Интересны описания световых явлений в смерчах, собранные американскими учеными Б. Вонненгутом и Дж. Мейером в 1968 г.:
«•Огненные шары…
• Молнии в воронке…
• Желтовато-белая, яркая поверхность воронки…
• Непрерывные сияния…
• Колонна огня…
• Светящиеся облака…
• Зеленоватый блеск…
• Светящаяся колонна…
• Блеск в форме кольца…
• Яркое светящееся облако цвета пламени…
• Вращающаяся полоса темно-синего цвета…
• Бледно-голубые туманные полосы…
• Кирпично-красное сияние…
• Вращающееся световое колесо…
• Взрывающиеся огненные шары…
• Огненный поток…
• Светящиеся пятна…».
Очевидно, что свечения внутри смерча связаны с турбулентными вихрями разной формы и размеров. Иногда светиться желтым светом весь смерч.

 

Светящиеся колонны двух смерчей наблюдались 11 апреля 1965 г. в городе Толедо, штат Огайо. Американский ученый Г. Джонс в 1965 г. обнаружил импульсный генератор электромагнитных волн, видимый в смерче в виде светового круглого пятна голубого цвета. Генератор появляется за 30–90 минут до образования смерча и может служить прогностическим признаком.
 

Русский ученый Л. Г. Качурин исследовал в 70-х годах ХХ в. основные характеристики радиоизлучения конвективных кучево-дождевых облаков, образующих грозы и торнадо. Исследования проводились на Кавказе с помощью самолетного радиолокатора в СВЧ диапазоне (0,1–300 мегагерц), сантиметровом, дециметровом и метровом диапазоне радиоволн.
Было обнаружено, что СВЧ радиоизлучение возникает задолго до образования грозы. Предгрозовая, грозовая и послегрозовая стадии отличаются спектрами напряженности поля излучения, длительностью и частотой следования пакетов радиоволн.
В сантиметровом диапазоне радиоволн, радар видит сигнал, отраженный от облаков и осадков.
В метровом диапазоне отлично видны сигналы, отраженные от каналов сильных молний.

 

В рекордно сильно грозе 2 июля 1976 г. в Аланской долине в Грузии наблюдалось до 135 молниевых разрядов в минуту. Увеличение масштабов грозовых разрядов происходило по мере уменьшения частоты их возникновения.
В грозовом облаке постепенно образуются зоны с меньшей частотой разрядов, между которыми происходят наиболее крупные молнии.

 

Л. Г. Качурин открыл явление «непрерывного разряда» в виде сплошной совокупности часто следующих импульсов (более 200 в минуту), амплитуда которых имеет практически неизменный уровень, в 4–5 раз меньший, чем амплитуды сигналов отраженных от молниевых разрядов.
Это явление можно рассматривать как «генератора длинных искр», которые не развиваются в линейные молнии большого масштаба. Генератор имеет протяженность 4–6 км и медленно смещается, находясь в центре грозового облака – области максимальной грозовой деятельности.
В результате этих исследований были выработаны методы оперативного определения стадий развития грозовых процессов и степени их опасности.

 

Сильные электромагнитные поля в торнадо-образующих облаках могут служить и для дистанционного отслеживания пути движения смерчей.
М. А. Гохберг обнаружил вполне значимые электромагнитные возмущения в верхних слоях атмосферы (ионосфере), связанные с образованием и движением торнадо.

 

По интенсивности и степени разрушений смерчи делятся на семь категорий:
1. Скорость ветра 18 — 32 метра в секунду. Слабые разрушения: повреждаются печные трубы, заборы, деревья.
2. Скорость ветра 33 — 49 метров в секунду. Умеренные разрушения: срываются покрытия с крыш, движущиеся автомобили сбрасываются с дороги.
3. Скорость ветра 50 — 69 метров в секунду. Значительные разрушения: срываются крыши с домов, переворачиваются грузовики, вырываются с корнем деревья.
4. Скорость ветра 70 — 92 метра в секунду. Сильные разрушения: крыши и часть стен разрушаются, переворачиваются вагоны, в лесу с корнем вырывается большая часть деревьев, поднимаются над землей и перемещаются тяжелые автомобили.
5. Скорость ветра 93 — 116 метров в секунду. Опустошительные разрушения: разрушаются тяжелые здания, строения со слабым основанием переносятся на расстояние, автомашины разбрасываются в стороны, крупные предметы носятся в воздухе.
6. Скорость ветра 117—142 метра в секунду. Сверхопустошительные разрушения: поднимаются тяжелые здания, переносятся и разрушаются автомобили, огромные предметы перемещаются по воздуху на большие расстояния с большой скоростью, деревья разламываются на части.
7. Скорость ветра от 142 метров в секунду до, предположительно, скорости звука.3

 

С. А. Арсеньев исследовал величину магнитного трения в смерчах и высказал идею подавления торнадо методом запыления материнского облака специальными ферромагнитными опилками. В результате величина магнитного трения может стать очень большой и скорость ветра в торнадо должна уменьшиться.
 

Способы борьбы с торнадо в настоящее время находятся в стадии изучения.
 

Но смерч способен и на поистине «ювелирные» проделки. Так, в городе Ростове, Ярославская область, он проник внутрь дома, где сорвал и унес наволочку с пуховой подушки.
 

А в другом доме этот же смерч перенес со стола будильник через три комнаты прямо на чердак. Причем будильник исправно показывал время после этого еще в течение шестнадцати лет!3

 

Рубрики:  духовное непозноное и непонятное

 

Источник: infonarod.ru