Вопросы и ответы

1 Облака. Условия образования

Облака представляют собой системы взвешенных в атмосфере облачных элементов – водных капель и/или ледяных кристаллов различимых глазом. В 1 см³ облака содержится около 200 капель, при этом размеры их колеблются от 2 до 50 мкм в радиусе. Основная же часть облачных капель имеет размеры 1 - 10 мкм.

Облака являются результатом сложных и разнообразных физических процессов, происходящих в атмосфере. Чаще всего образование облаков происходит в результате восходящего движения воздуха. Подъем воздуха может быть вызван несколькими причинами. Воздух может подниматься в результате термической конвекции – подъем более теплого и легкого воздуха, нагретого от земной поверхности, или вынужденной конвекции – теплый воздух скользит вверх по клину холодного в зоне атмосферного фронта. Другая причина состоит в том, что возвышенность, лежащая на пути движущегося воздуха, заставляет его подниматься. Это явление называется орографическим восхождением. Наконец причиной облакообразования могут быть динамические особенности центральной части областей пониженного давления, где также развиваются восходящие движения воздуха. Поднимающийся воздух охлаждается, и возникают облака.

Возможен и еще один способ облакообразования – турбулентный. В нижнем слое атмосферы толщиной 1 - 1,5 км на некоторой высоте иногда возникает слой замедленного падения температуры – инверсионный слой. Ниже слоя в результате интенсивного турбулентного перемешивания происходит перераспределение тепла и влаги, они переносятся вверх от подстилающей поверхности. В результате температура в подинверсионном слое понижается, а влажность увеличивается (водяной пар задерживается инверсионным слоем), что приводит к образованию облачности.

Большую роль в облакообразовании играют аэрозольные частицы, которые всегда присутствуют в атмосфере. Это мельчайшие капельки солей и кислот, твердые частицы солей, пыли, дымов, почвы, споры растений и др. Размеры их колеблются от 0,001 до 10 мкм в радиусе. Концентрация аэрозолей очень изменчива и зависит как от погодных условий, так и от территории.

В процессе облакообразования частицы аэрозолей служат ядрами, на которые конденсируется водяной пар при пересыщении (состояние, при котором относительная влажность превышает 100%) с последующим образованием облачных капель и кристаллов. Но ядрами конденсации являются не все аэрозоли, а только «подходящие». Это твердые частички солей или жидкие капельки солей и кислот, а также, возможно, нерастворимые, но смачивающиеся твердые частицы. Размер ядер конденсации составляет от 0,01 до 1 мкм. На таких ядрах возможна конденсация при малом пересыщении (относительная влажность 100,1 - 100,5 %), их достаточно много в атмосфере, т.к. они свободно плавают в ней. Такие аэрозоли называют активными ядрами конденсации. На образование капель расходуется только около 5 - 10 % ядер конденсации от их общего числа. Таким образом, в атмосфере всегда имеется избыток ядер конденсации.

2 Высота, строение облаков

Исследования Н. Экгольма вУпсале показали, что вообще О. группируются по преимуществу на следующих трех уровнях: на высоте около 1,5 км., 7,0 км. и 9,5 км. Для различных типов облаков высота может по исследованиям того же ученого, меняться в следующих пределах:

 

	Средняя высота	Наибольшая высота	Наименьшая высота
	В метрах
Слоистые облака Дождевые облака Кучевые (вершина) Кучевые (основание) Грозовые (вершина) Грозовые (основание) Ложные перистые Слоисто-кучевые Высокие кучевые (ниже 4000 м.) Высокие кучевые (выше 4000 м.) Перисто-кучевые Низкие перисто-слоистые Высокие перисто-кучевые Перистые	623 1527 1855 1386 2848 1405 3897 2331 2771 5586 6465 5198 9254 8878	994 3700 3611 2143 5970 1630 5470 4324 3820 8297 10235 5657 11391 13376	414 213 900 730 1400 1180 2465 887 1498 4004 3880 4740 6840 4970