Различные формы облаков
Всякий знает, какое богатейшее разнообразие представляют облачные формы. Облака то в виде сплошной пелены затягивают небесный свод, то представляются в виде обособленных облачных масс, иногда очень мощно развивающихся в высоту, то имеют сравнительно нежную структуру, то в виде полосок или перьев волокнистого строения, то в виде белых небольших барашков, или чешуек и т. п. Густота облаков в значительной степени зависит от их высоты. Наиболее густые и мощные облака плавают обычно на небольшой высоте — ниже двух километров. Чем выше плавают облака, тем тоньше и прозрачнее становится их строение. Все облака, которые наблюдаем мы на небе, обычно плавают в слое от поверхности земли до высоты 10—12 километров.
Наше представление о погоде обычно бывает тесно связано с картиной небесного свода, т. е. с формами и количеством облаков, наблюдающихся на небе.
Облака нижнего яруса
Туман
Когда процесс конденсации водяных паров происходит в самых нижних слоях атмосферы, образующееся облако располагается около поверхности земли. Оно непосредственно окружает нас и представляется нам в виде тумана. Вообще, всякое облако, если находиться внутри его, например, на горе или при полете на самолете — представляется наблюдателю в виде тумана.
Слоистые облака
Всем известна картина облаков в хмурую серую погоду, когда небо затянуто сплошной совершенно однородной серой облачной пеленой, сравнительно невысоко расположенной над землей. Она производит впечатление приподнятого тумана. Солнце обычно совершенно не просвечивает через эту пелену. Иногда из нее выпадает слабый моросящий дождь в виде мелкой водяной пыли, зимою же иногда мельчайшие редкие снежинки. Это так называемые слоистые облака (международное название Stratus или сокращено St). По существу, эти облака и представляют собою туман, приподнятый над поверхностью земли. Плавают они обычно не высоко — на высоте иногда ста или нескольких сот метров, обычно не выше километра.
В некоторых случаях слоистые облака бывают разорванными на отдельные клочья с рваными краями. Тогда они носят название разорванно-слоистых облаков (международное название Fracto-Stratus или сокращенно — FrSt).
Слоисто-дождевые облака
Вспомним другую картину неба. Ненастная погода. Идет дождь, но не такой, который в виде ливня разразится быстро, быстро же и пройдет, а дождь (зимою снег), который, как говорится, «зарядил надолго» и на большом пространстве (его называют обложным дождем). Может случиться, что дождя еще и нет, но самый вид облаков заставляет скоро его ожидать. Облака имеют вид низкого темно-серого слоя, почти однообразного, так что лишь в отдельных местах этот слой кажется более темным, в других же местах немного светлее. Эти типичные облака ненастной погоды носят название слоисто-дождевых или в просторечии дождевых (международное название Nimbo-Stratus или сокращенно NbSt).
Слоисто-кучевые облака
С последней формой облаков не надо смешивать слоисто-кучевые облака (международное название Strato-Cumulus, сокр. StCu), которые представляются в виде тянущихся темных облачных валов или шарообразных масс, придающих небу волнистый вид. Обычно покров слоисто-кучевых облаков бывает не сплошной, а с просветами между отдельными валами. Эти облака обычно не сопровождаются осадками. Чаще всего встречаются они в зимнее время года, хотя бывают и летом. По своей форме они являются как бы переходными от описанных выше слоистых облаков к кучевым, на которых мы и остановимся.
Кучевые облака
Рассмотрим теперь форму облаков, обычную для хорошего летнего дня. С утра небо совершенно чисто; но вот около 8-10 часов начинают появляться на небе в отдельных местах легкие, белые облака. Они быстро растут как в стороны, так, главным, образом, кверху. Основание их почти горизонтально, вершины же имеют куполообразный вид с отдельными, обычно резко очерченными выпуклостями наверху. Освещенные солнцем, они кажутся наблюдателю ослепительной белизны. Если же находятся между наблюдателем и солнцем, кажутся темными в средней части.
Эти облака растут в течение дня, к вечеру же обычно начинают таять и постепенно исчезают. Они носят название кучевых (международное название Cumulus, сокращенно Cu).
Грозовые облака
Иногда облака, имеющие вначале вид кучевых облаков, растут настолько интенсивно, что достигают огромных размеров (часто до нескольких километров), принимают вид гор или громадных башен. Самая вершина облака часто вместо формы выпуклостей начинает принимать волокнистое строение, причем иногда имеет вид похожий на наковальню. Такие облака обычно несут с собою грозы, ливни и град, а зимою обильные снегопады. Они носят название кучево-дождевых облаков (международное, название Cumulo-Nimbus, сокращенно CuNb); когда они сопровождаются грозами, то в просторечии обычно называются грозовыми.
Рассмотренные нами пять форм облаков — слоистые, слоисто-дождевые, слоисто-кучевые, кучевые и кучево-дождевые носят название «облаков нижнего яруса». Они плавают сравнительно невысоко над поверхностью земли, так что их основание бывает не выше 2000 метров. Для слоистых облаков предельный уровень нижнего основания меньше примерно в два раза (обычно они плавают не выше 1000 метров). Облака нижнего яруса от других форм облаков (среднего и верхнего ярусов), описанных ниже, отличаются своей густотой и мощностью, заметно затеняя солнце. Кроме того, плавая на сравнительно небольшой высоте, они создают нередко известное затруднение при полетах. Полет в кучево-дождевых облаках затрудняется еще тем, что эти облака нередко сопровождаются вихрями и вообще неспокойными движениями воздуха.
Облака среднего яруса
Обратимся теперь к рассмотрению облаков более высоких, к так называемым облакам «среднего яруса».
Высокослоистые облака
Сплошной облачный покров неба в виде сероватой или голубоватой пелены может располагаться и значительно выше 1000 метров, т. е. выше того предельного уровня, на котором плавают обычные слоистые облака. Эта пелена обычно бывает настолько прозрачной, что позволяет различать солнце или луну в виде более или менее размытого пятна. Такой облачный покров носит название высокослоистых облаков (международное название Alto-Stratus, сокращенно AlSt). Высокослоистые облака, становясь более плотными, могут постепенно переходить в слоисто-дождевые облака, имеющие более темный цвет, закрывающие совершенно солнце или луну. Из слоя высокослоистых облаков иногда выпадают обложной дождь или снег.
Высококучевые облака
Эти облака имеют международное название — Aito-Cumuius, сокращенно A-Cu. По внешнему виду они соответствуют кучевым облакам нижнего яруса, хотя отличаются от них значительно меньшей мощностью, более нежным строением и плавают гораздо выше. Для наблюдателя высококучевые облака представляются в виде барашков, иногда в виде маленьких хлопьев снега, или небольших закругленных хлопьев ваты, часто приближающихся к шарообразной форме, с довольно отчетливо выраженными краями, или в виде чешуек. Толщина их настолько незначительна, что они почти не затеняют солнца, благодаря чему кажутся на небе равномерно белого цвета без теней. Эти барашки, хлопья или чешуйки обычно располагаются на небе связанными группами или рядами. Иногда они представляются в виде параллельных полос или волн, кажущихся, (вследствие «перспективы»), сходящимися между собою у горизонта. Высококучевые облака также относятся к облакам так называемого «среднего» яруса. Они плавают обычно на высоте между 2000 и 6000 метров.
Облака верхнего яруса
К наиболее высоким формам облаков или облакам верхнего яруса относятся три формы: перисто-кучевые, перисто-слоистые и перистые.
Перисто-кучевые облака
Эти облака имеют международное название Cirro-Cumulus, сокращенно CiCu. Они в переходных формах иногда напоминают собою в миниатюре высоко кучевые облака, с которыми их можно спутать. Наблюдателю перисто-кучевые облака представляются очень маленькими белыми хлопьями или миниатюрными комочками снега, располагающимися правильными группами или рядами, или же в виде ряби на песке. Иногда они образуются из описанных ниже перисто-слоистых или перистых облаков, и имеют волокнистое строение. Они настолько нежного строения, что на нижней своей стороне не дают совершенно тени.
Перисто-слоистые облака
Аналогично слоистым облакам в нижнем ярусе и высокослоистым в среднем, в верхнем ярусе наблюдается также облачная форма в виде сплошной однородной пелены, так называемые перисто-слоистые облака (международное название Cirro-Stratus или сокращенно CiSt). Эти облака затягивают небо сплошной беловатой вуалью, совершенно размытой и придающей небу белесоватый оттенок. Сквозь эту вуаль солнце и луна бывают видны настолько ясно, что края их дисков имеют совершенно отчетливые очертания и не размыты. Характерным признаком перисто-слоистых облаков служит появление на небе кругов около солнца или луны.
Перистые облака
Иногда на небе на большой высоте наблюдаются очень нежные отдельные облака волокнистого или нитевидного строения. Они бывают самой разнообразной формы, то в виде перьев, или конских хвостов, то в виде тонких хлопьев ваты с волокнистым строением, то в виде нитей или легких, прозрачных мазков белой краской по голубому небу. Иногда отдельные облачка бывают разбросаны беспорядочно по небу, иногда же они причудливо перепутываются между собою или располагаются в виде параллельных полос, пересекающих все небо или часть его, причем, вследствие перспективы, такие полосы кажутся сходящимися между собою. Такие облака носят название перистых (международное название Cirrus или сокращенно Ci).
Перистые облака являются наиболее высокими из облаков верхнего яруса.
Вообще же облака верхнего яруса обычно располагаются на уровнях выше 6.000 метров.
В наших широтах верхняя граница того слоя воздуха, где образуются самые высокие «перистые» облака, простирается примерно до 11—12 километров. Реже они наблюдаются несколько выше.
Самые высокие облака
Слой атмосферы от поверхности земли до высоты около 11 километров (в наших широтах) называющийся «тропосферой» характеризуется тем, что в нем температура понижается с ростом высоты. В вышележащем слое, носящем название «стратосферы» падение температуры с высотою прекращается. Таким образом все наблюдающиеся на небе облака плавают в тропосфере. В более высоких слоях атмосферы облаков обычного типа вообще не наблюдается.
Серебристые облака
Однако, в редких случаях, иногда на громадных высотах появляются слабо светящиеся, так называемые «серебристые облака», происхождение которых во многом еще загадочно. Они наблюдаются на небе после захода солнца, когда лучи его продолжают еще косо освещать верхние слои атмосферы, в которых плавают эти облака, почему они и кажутся светящимися на темном фоне небосвода после заката солнца.
Обнаружены эти облака были в 1885 г. вскоре после громадного извержения вулкана Кракатау (между остр. Явой и Суматрой) в 1883 г. Они плавали на исключительно большой высоте: около 70-80 километров. Некоторые ученые высказывали мысль, что эти облака представляют собою заброшенные на громадную высоту продукты извержения вулкана, состоящие преимущественно из ледяных кристаллов, образовавшихся из водяных паров, выброшенных при извержении. Отражая солнечные лучи, они и кажутся нам светящимися. Однако в последнее столетие (начиная с 1926 г.) серебристые облака стали вновь наблюдаться на небе, но уже на значительно меньшей высоте, а именно около 28 километров.
Наблюдения за появлением серебристых облаков важны в том отношении, что может быть они помогут разрешить пока загадочный вопрос о причинах их происхождения.