О́блако — взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе невооружённым глазом с поверхности Земли и околоземного космического пространства. В широком смысле, облако — скопление отдельных частиц какого-либо вещества в определённом объёме.
Общие характеристики атмосферных облаков Земли Облака состоят из мельчайших капель жидкой воды и/или кристаллов водяного льда, называемых облачными элементами. Капельные облачные элементы наблюдаются при температуре воздуха в облаке выше −10 °C. При температуре воздуха в облаке от −15 до −10 °C облако имеет смешанный состав (капли и ледяные кристаллы). При температуре воздуха в облаке ниже −15 °C — только кристаллические. Водяной пар не является основным компонентом облаковГущина Д. Механизмы формирования облаков ..
При укрупнении облачных элементов в результате конденсации скорость их падения возрастает. Если скорость падения облачных элементов превысит скорость восходящего потока, то они устремляются к поверхности Земли и могут выпасть в виде осадков, если не испарятся по пути. 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.
Облака играют ключевую роль в тепловом режиме Земли, повышая альбедо (что способствует охлаждению), но и усиливая парниковый эффект, сглаживая таким образом суточные и сезонные колебания температуры как на Земле в целом, так в отдельных крупных регионах Земли.
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).
Классификация облаков по условиям образования
Тип Род Конвективные облака Кучевые (Cumulus, Cu)Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb) Волнистые облака Перисто-кучевые (Cirrocumulus, Cc)Высококучевые (Altocumulus, Ac)Слоисто-кучевые (Stratocumulus, Sc) Облака восходящего скольжения Перистые (Cirrus, Ci)Перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs)Высокослоистые (Altostratus, As)Слоисто-дождевые (Nimbostratus, Ns) Облака турбулентного перемешивания Слоистые (Stratus, St)
Конвективные облака Облака термической конвекции формируются за счёт неравномерного нагрева снизу и восходящего потока более тёплых воздушных масс. Облака динамической конвекции формируются за счёт вынужденного подъёма воздуха в зонах атмосферных фронтов (чаще всего холодных) и перед горами.
Волнистые Волнистые облака образуются в антициклонах при инверсиях, когда нижняя граница инверсии совпадает с уровнем конденсации. На границе между тёплым менее плотным (сверху) и холодным более плотным (снизу) воздухом при движении развиваются воздушные волны. На их гребнях поднимающийся воздух адиабатически охлаждается — вследствие чего образуются облака в виде валов и гряд. В ложбинах волн воздух опускается, адиабатически нагреваясь и, следовательно, удаляется от состояния насыщения водяного пара, — вследствие чего образуются просветы голубого неба.
Облака восходящего скольжения Облака восходящего скольжения образуются при встрече тёплых и холодных воздушных масс. Они возникают в результате адиабатического охлаждения тёплого воздуха при его подъёме над холодным воздухом.
Облака турбулентного перемешивания Облака турбулентного перемешивания — результат поднятия воздуха при усилении ветра, особенно если в приземных слоях наблюдается туман, который постепенно переходит в слоистую облачность.
Морфологическая классификация облаков Семейства Род Дождь Морось Снег Снежная крупа Град Высота нижней границы облаков Облака верхнего яруса(в средних широтах высота — от 6 до 13 км) Перистые (Cirrus, Ci)Перисто-кучевые (Cirrocumulus, Cc)Перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs) ——— ——— ——— ——— ——— 7—10 км6—8 км6—8 км Облака среднего яруса(в средних широтах высота — от 2 до 6 км) Высококучевые (Altocumulus, Ac)Высокослоистые (Altostratus, As) —+ —— —+ —— —— 2—5 км2—6 км Облака нижнего яруса(в средних широтах высота — до 2 км) Слоисто-дождевые (Nimbostratus, Ns)Слоисто-кучевые (Stratocumulus, Sc)Слоистые (Stratus, St) ++— ——+ +++ —+— ——— 0,5—1,9 км0,5—1,5 км0,03—0,4 км Облака вертикального развития Кучевые (Cumulus, Cu)Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb) ++ —— ++ ++ —+ 0,6—1,2 км0,6—1,2 км
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 над уровнем океана). Видимость внутри облака — 150—500 м. Состоят из ледяных кристаллов, достаточно крупных для того, чтобы иметь заметную скорость падения. Поэтому перистые облака 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. Появление на закате перистых облаков обычное дело при резком увеличении температуры, при отсутствии осадков в долгосрочном прогнозе.
Различаются подвиды перистых облаков: 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 «барашками» за некоторое визуальное сходство с белыми овцами. Очень высокие небольшие шаровидные облака, вытянутые в линии. Похожи на спины скумбрий или рябь на прибрежном песке. Высота нижней границы — 6—8 км над уровнем океана, вертикальная протяжённость — до 1 км, видимость внутри облака — 200—500 м. Являются признаком повышения температуры. Нередко наблюдаются вместе с перистыми или перисто-слоистыми облаками. Часто являются предшественниками надвигающегося шторма. При этих облаках наблюдается т. н. «иризация» — радужное окрашивание края облаков. На них отсутствует затенение, даже со стороны, отвёрнутой от солнца. Образуются при возникновении волновых и восходящих движений в верхней тропосфере и состоят из кристаллов льда. В перисто-кучевых облаках могут наблюдаться гало и венцы вокруг солнца и луны. Осадки из них не выпадают.
Различаются виды: волнистообразные (Cirrocumulus undulatus), чечевицеобразные (Cirrocumulus lenticularis), кучевообразные (Cirrocumulus cumuliformis), хлопьевидные (Cirrocumulus floсcus).
Перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs)
Парусоподобные облака верхнего яруса. Состоят из кристалликов льда. Имеют вид однородной, белесоватой пелены. Высота нижней кромки — 6—8 км над уровнем океана, 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.
Различаются следующие подвиды: волокнистые (Cirrostratus fibratus), туманообразные (Cirrostratus nebulosus).
Высококучевые (Altocumulus, Ac)
Высоко-кучевые облака (Altocumulus, Ac) — типичная облачность для тёплого 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 тёплых воздушных масс, а также при наступлении холодного фронта, который вытесняет тёплый воздух вверх. Поэтому наличие высоко-кучевых облаков тёплым и влажным летним утром предвещает скорое прибытие грозовых облаков или перемену погоды.
Высокослоистые (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, переохлаждённых капель воды и снежинок. Высоко-слоистые облака могут приносить обложной дождь или снег.
Высокослоистые просвечивающие (Altostratus translucidus, As trans) Высоко-слоистые просвечивающие облака. Волнистая структура облака заметна, солнечный круг 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.
Слоисто-дождевые (Nimbostratus, Ns) Слоисто-дождевые облака тёмно-серые, в виде сплошного слоя. При осадках слой слоисто-дождевых облаков выглядит 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.
Слоисто-кучевые (Stratocumulus, Sc)
Серые облака, состоящие из крупных гряд, волн, пластин, разделённых просветами или сливающимися в сплошной серый волнистый облачный слой. 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.
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.
Кучевые облака (Cumulus, Cu)