meteo / Атлас облаков РГГМУ / Атлас облаков / atlas_1

Рис. 1.1. Схема вертикального строения атмосферы.

протяженность колеблется от нескольких сотен метров до 1—2 км.

Над тропопаузой располагается стратосфера („стратос” — спокойствие). Температура воздуха на нижней границе стратосферы составляет от –45 до –75 °С в зависимости от широты и времени года. До высоты 25—35 км температура остается почти постоянной, затем она резко возрастает и на высоте верхней границы стратосферы (около 50 км) составляет около 0 °С. Повышение температуры воздуха с высотой объясняется поглощением солнечной радиации озоном, содержание которого в стратосфере значи- тельно больше, чем в тропосфере. Водяного пара в стратосфере мало, поэтому облака здесь не образуются. Исключение составляют лишь так называемые перламутровые облака на высоте 20—25 км. Наблюдаются они крайне редко и только в высоких широтах.

Переходным слоем между стратосферой и мезосферой является стратопауза, нижней границей которой считается высота, на которой прекращается повышение температуры. В мезосфере („мезос” — средний), расположенной в слое от 50—55 до 90 км, температура воздуха с высотой понижается до –90 °С. На высоте 80—85 км наблюдаются очень тонкие облака, называемые серебристыми (рис. 1.2). В Северном полушарии (преимущественно между 50 и 75° с. ш.) их

ФОТО А. АНДРЕЕВА

можно увидеть летней ночью в северной части горизонта.

Границей между мезосферой и термосферой является мезопауза, расположенная на высоте около 90 км. Выше мезопаузы, в

термосфере („термос” — теплый), начинается повышение температуры с высотой, связанное с поглощением ультрафиолетовой радиации атомным кислородом и азотом, а также со значительной скоростью молекул атмосферных газов. Внешний слой атмосферы — экзосфера — постепенно переходит в космическое пространство.

Рис. 1.2. Серебристые облака летней ночью над СанктПетербургом.

С практической точки зрения наибольший интерес представляет тропосфера — слой, где формируется погода, образуются облака и выпадают осадки, т. е. происходят процессы, которым посвящена эта книга.

Основным источником тепла для воздуха в тропосфере служит земная поверхность, которая в результате поглощения солнечной радиации нагревается и, как всякое нагретое тело, излучает лучистую энергию в зависимости от своей температуры. Земная поверхность поставляет тепловую энергию в атмосферу турбулентными потоками (явная теплопередача), а также при испарении влаги с поверхности и дальнейшей ее конденсации в тропосфере (скрытый теплообмен). Чем дальше воздух от поверхности Земли, тем меньше он получает тепла и тем ниже его температура, поэтому в тропосфере температура воздуха понижается с высотой (в среднем на 0,65 °С на каждые 100 м). Однако это утверждение справедливо лишь для всей толщи тропосферы. На са-

мом деле изменение температуры воздуха по вертикали происходит по-разному и зависит от высоты над земной поверхностью, широты места и времени года. Например, в нижней части тропосферы понижение температуры с высотой происходит медленнее, чем в верхней.

Распределение температуры воздуха с высотой называется термической стратификацией. Нередко в тропосфере встреча- ются слои воздуха, в которых температура с высотой не понижается, а повышается. Такое изменение температуры называется инверсией, à ñëîè — инверсионными (рис. 1.3). Различают приземные инверсии, начинающиеся от поверхности Земли, и инверсии свободной атмосферы. Как будет показано ниже, инверсионные слои играют ключевую роль в образовании и развитии некоторых видов облаков.

Одно из важных свойств атмосферного воздуха, во многом определяющее характер изменения его температуры с высо-

Рис.1.3. Контур облачного поля, образовавшегося под слоем инверсии, повторяет очертания береговой линии.