2.8 Облака, их классификация.

Облака – совокупность капель воды, кристаллов льда или их смеси, взвешенных в атмосфере на некоторой высоте над земной поверхностью.

Облака формируются за счет сложных термодинамических процессов (адиабатическое расширение, турбулентный обмен и излучение воздуха), приводящих водяной пар к конденсации (процесс перехода водяного пара в жидкое состояние) и сублимации (процесс перехода водяного пара в кристаллическое состояние, минуя жидкое состояние).

Морфологическая (международная) классификация предусматривает деление облаков по внешнему виду и высоте их нижней границы. По этим признакам облака делятся на 10 основных форм, а по высоте нижней границы – на 4 яруса:

Рис. 5: Основные формы облаков и их средние высоты

1) Облака верхнего яруса (высота основания более 6 км), состоят из ледяных кристаллов, имеют небольшую водность. К ним относятся:

а) Перистые – CIRRUS (Ci).

б) Перисто-слоистые – CIRROSTRATUS (Cs).

в) Перисто-кучевые – CIRROCUMULUS (Cc).

Опасными для выполнения полетов являются разновидности облаков, образующие метловидные вершины над кучево-дождевыми облаками, и связанные со струйными течениями. При полете в перистых и перисто-слоистых облаках может наблюдаться электризация самолетов. Движение перистых и перисто-слоистых облаков с одной стороны горизонта является признаком ухудшения погоды (приближение фронта). Наличие плотных перистых облаков при высокой температуре и большой влажности является признаком неустойчивости атмосферы и возможного развития гроз.

2) Облака среднего яруса (высота основания 2-6 км), являются кристаллическими и смешанными. К ним относятся:

а) Высоко-слоистые – ALTOSTRATUS (As).

б) Высоко-кучевые – ALTOCUMULUS (Ac).

Высоко-кучевые башенковидные и хлопьевидные свидетельствуют о неустойчивом состоянии атмосферы, вероятной болтанки и бросках ВС, являются предвестниками развития гроз. Высоко-кучевые линзообразные – предвестники холодного фронта и развития орографической турбулентности на подветренной стороне. Появление и уплотнение высоко-слоистых указывает на приближение атмосферного фронта с обложными осадками. При полете в них возможно обледенение.

3) Облака нижнего яруса (высота основания менее 2 км), состоят из водяных капель, зимой – из переохлажденных капель и кристаллов со снежинками. Имеют серый и темный цвет. К ним относятся:

а) Слоисто-кучевые – STRATOCUMULUS (Sc).

б) Слоистые – STRATUS (St).

в) Слоисто-дождевые – NIMBOSTRATUS (Ns).

Но кроме основных форм облачности нижнего яруса наблюдаются и дополнительные формы:

а) Разорвано-слоистые – FRACTOSTRATUS (Frst).

б) Разорвано-дождевые – FRACTONIMBUS (Frnb).

Разорвано-дождевые облака наблюдаются под слоисто-дождевыми в зоне выпадающих осадков, чаще всего в холодное время года. Из слоистых и слоисто-кучевых облаков и из тумана выпадают моросящие осадки – мелкие капли дождя (диаметром до 0,5 мм) мелкие снежинки и снежные зерна.

Моросящие осадки характерны для теплой воздушной массы (особенно в теплом секторе циклона на западной и северной окраинах антициклона). У слоистых и слоисто-кучевых облаков наблюдается большая изменчивость образования во времени и пространстве, при отрицательной температуре наблюдается интенсивное обледенение ВС. Из слоисто-дождевых, высоко-слоистых облаков выпадают обложные осадки – капли дождя (диаметром более 0,5 мм), обычные снежинки и снежные хлопья. Обложные осадки характерны для теплых фронтов, теплых фронтов окклюзии, но могут и выпадать у фронтов любого типа. Они бывают слабыми, умеренными и сильными, могут выпадать непрерывно или с перерывами, но длительно (несколько часов и даже дней подряд).

4) Облака вертикального развития (нижняя граница расположена в нижнем ярусе, верхняя в среднем и верхнем ярусах). Облака вертикального развития с высотой нижней границы меньше 2 км и вершиной, находящейся на любой высоте в пределах тропосферы (иногда проникает в нижнюю стратосферу), состоят из водяных капель в нижнем ярусе, ледяных кристаллов в верхнем ярусе и имеют смешанное строение в среднем ярусе. К ним относятся:

а) Кучевые – CUMULUS (Cu).

б) Кучево-дождевые – CUMULONIMBUS (Cb).

Промежуточной формой между кучевыми и кучево-дождевыми облаками являются Мощно-кучевые облака – TOWERING CUMULUS (TCu или Cu cong).

Из кучево-дождевых облаков выпадают ливневые осадки в виде дождя, снега, снежной крупы или града. Ливневые осадки характерны для неустойчивых воздушных масс, холодных фронтов и холодных фронтов окклюзии, они не редко сопровождаются грозами, смерчами и шквалами. Ливневые осадки могут быть слабыми, умеренными и сильными, но они всегда кратковременны и внезапны, хотя могут повторно выпадать через небольшие промежутки времени при надвижении следующего кучево-дождевого облака. В мощно-кучевых и кучево-дождевых облаках наблюдается болтанка, обледенение, есть опасность попадания в самолет молнии и града (в кучево-дождевых облаках).

Генетическая классификация делит облака по происхождению, т.е. по характеру процессов облакообразования. К ней относятся:

1 ) Слоистообразные облака – образуются при упорядоченном подъеме и охлаждении воздуха в зонах атмосферных фронтов. Это слоисто-дождевые, высоко-слоистые, перисто-слоистые и перистые облака.

2) Кучевообразные облака – формируются при адиабатическом охлаждении воздуха при конвекции. К ним относятся кучевые, мощно-кучевые, кучево-дождевые, высоко-кучевые, перисто-кучевые.

3 ) Волнистообразные облака – образуются при волновых движениях у задерживающих слоев атмосферы. Это слоистые, слоисто-кучевые, высоко-кучевые, перистые и перисто-кучевые облака.

Наблюдение за облачностью: определяется общее количество облаков по 8-ми октановой системе, количество облаков нижнего яруса и вертикального развития и их высота, форма облаков. Высота нижней границы облаков определяется инструментально. При тумане и/или осадках, когда нижнюю границу определить невозможно, указывается вертикальная видимость (см. 2.5 Видимость) с помощью шара-пилота или самолета. Ее значение отождествляется с высотой нижней границы облаков.

Небо ясное – SKY CLEAR = 0/8

Незначительная – FEW = 1/8-2/8

Рассеянная – SCATTERED = 3/8-4/8

Значительная – BROKEN = 5/8-7/8

Сплошная – OVERCAST = 8/8

Рис. 6: Определение общего количества

облаков по 8–ми октановой системе

Для кучево-дождевой облачности для определения общего количества имеется своя классификация:

Изолированная – ISOLATED < 1/8

Редкая – OCCASIONAL = 1/8-4/8

Частая – FREQUENT > 4/8

Замаскированная – EMBEDDED.