Облака и облачность

Эта статья включает в себя обзор базовых облаков и их идентификации наряду с заметками об индивидуальных особенностях некоторых типов облаков. Мы заинтересованы в их изучении потому, что часто облака могут сказать нам, где мы находимся относительно известной погодной системы и на какой стадии развития она находится, когда мы не имеем официального прогноза. В этом смысле, облака могут рассказать о приходящей погоде, но не все. Облака плюс барометр — лучше; облака, барометр и изменение направления ветра – еще лучше; и все это плюс радио прогноз, есть наилучшее. Обычно, порядок смены облаков в определенной последовательности, лучше для прогноза, чем просто определение типа облаков. Не всегда просто определить тип облаков. Почти всегда имеется несколько их типов одновременно на небе, и они постоянно меняют свою форму со временем. К счастью, для прогноза погоды, достаточно знать только несколько основных типов облаков, и они несложны для распознавания.

Облака и облачность

Имеется 10 основных типов облаков. Их определение, значимость, идентификация и разграничение, является необходимым для практического применения в предсказании погоды

Категории облаков
Облака характеризуются их высотой и формой. Имеются высокие облака. Облака среднего уровня и низкие облака. Внутри каждой высотной характеристики мы различаем округлые, массивные облака – кучевые (Cumulus), легкие, дымчатые или полосками – перистые (Cirrus) и монотонные слои облаков – слоистые (Stratus). С практической точки зрения, чаще всего полезно классифицировать облака по принципу – или они лежат слоями, что является результатом относительной стабильности воздуха, или выглядят как отдельные, округлой формы, представляющие вертикальное движение и нестабильность воздушных масс. Ценным для прогноза будет установить особенности воздушной массы, основываясь на природе облаков, которые мы наблюдаем. Для распознавания облаков также является важным наличие облачных волн в них и знание разницы, что нам могут рассказать высокие облака, а что низкие. К тому же облака характеризуются состоянием воды в них – то ли это капельки воды (в низких облаках), то ли ледяные кристаллы (в высоких), или же их смесь с водой (в основном в облаках среднего уровня). Это важно для шквальных формирований, где можно ожидать молний, дождя, снега и т.д.

Высокие облака

Перистые облака «хвосты» (сirrus mare tails) Сi

Перистые облака «хвосты» (сirrus mare tails) Сi

Перисто-слоистые облака (cirrostratus) Cs

Перисто-слоистые облака (cirrostratus) Cs

Перистые «барашки» (cirrus mackerel sky) Cc

Перистые «барашки» (cirrus mackerel sky) Cc

Перисто-кучевые и перисто-слоистые (cirrocumulus cirrostratus) Cc, Cs

Перисто-кучевые и перисто-слоистые (cirrocumulus cirrostratus) Cc, Cs

Перисто-слоистые (видимые как гало) Cs

Перисто-слоистые (видимые как гало) Cs

Перистые «крючки» Ci

Перистые «крючки» Ci

«Высокие» – означает расположенные выше 5 — 6 км. Это зона «струйных течений», или как мы говорим, верхового ветра. Иногда эти ветра называют «пути штормов». Их свойством является большая скорость – более 50 узлов, и постоянное направление – западное. Именно эти потоки воздуха наверху и приносят все изменения погоды в средних широтах.

Поскольку температура воздуха падает с высотой (6 град.С на 1км), высокие облака более важно характеризовать температурой. Водяной пар на этой высоте замерзает, поэтому все облака этого уровня сформированы из ледяных кристаллов. В отличие от низких облаков, состоящих из капелек воды. Все высокие облака – облака перистого типа — «хвосты», слоистые, обрывки неправильной формы или тонкие просвечивающиеся, кучевые. Слово «перистые» (cirrus) в названиях облаков, применимо только к высоким облакам, тогда как «кучевые»(сumulus) или «слоистые» (stratus), может быть применено к облакам любых уровней высоты.

Низкие облака

Кучевые «облака хорошей погоды» (cumulus) Cu

Кучевые «облака хорошей погоды» (cumulus) Cu

Кучевые облака (cumulus) Cu

Кучевые облака (cumulus) Cu

Кучево-дождевые (cumulonimbus) Cb

Кучево-дождевые (cumulonimbus) Cb

Кучево-дождевые (cumulonimbus) Cb

Кучево-дождевые (cumulonimbus) Cb

Слоисто-кучевые (stratocumulus) Sc

Слоисто-кучевые (stratocumulus) Sc

Слоистые (stratus) St

Слоистые (stratus) St

«Низкие» облака расположены ниже 2 км. Непросто оценить высоту облаков, тогда как на суше, вы можете сравнить ее, скажем, с известной высотой вершины соседней горы. «Кучевые облака — облака хорошей погоды» обычно расположены в верхней части этого уровня, т.е. от 1200 до 2000 метров от земли. Когда вы видите эти хорошо сформированные, относительно небольшие, мягкой формы белые облака в небе – они могут вам служить подсказкой в определении высоты: все облака на этой и меньшей высоте — есть низкие облака, а выше – средние и высокие. Низкие облака иногда лежат на земле. Это могут быть слоистые облака и туман. Основания облаков могут формироваться на точке росы, поскольку, по определению эта точка есть температура, при которой невидимый водяной пар конденсируется в видимые облака. Возьмите температуру воздуха у поверхности минус точку росы, разделите это на 4 и умножьте на 300 метров. Полученный результат будет высотой, на которой температура воздуха равна точке росы, и там образуются облака. В сухие дни кучевые облака расположены выше, чем в во влажные. Направление движения низких кучевых облаков почти такое же, как и приземного ветра. Это направление может немного отличаться вправо, вследствие того, что более высокий ветер не испытывает трения о землю. Встав лицом к ветру, вы увидите низкие кучевые облака, бегущие от направления около 30 градусов вправо. Над водой это отклонение меньше – около 15 градусов, потому, что трение воздуха о воду меньше.

Облака среднего уровня

Высоко-кучевые (altocumulus) Ac

Высоко-кучевые (altocumulus) Ac

Высоко-слоистые и слоисто-дождевые (altostratus and nimbostratus) As, Ns

Высоко-слоистые и слоисто-дождевые (altostratus and nimbostratus) As, Ns

Высоко-кучевые облака среднего уровня (altocumulus) Ac

Высоко-кучевые облака среднего уровня (altocumulus) Ac

Высоко-кучевые разорванные (altocumulus lenticulares) Ac

Высоко-кучевые разорванные (altocumulus lenticulares) Ac

«Барашки» среднего уровня (altocumulus mackerel sky) Ac

«Барашки» среднего уровня (altocumulus mackerel sky) Ac

Высоко-кучевые и высоко-слоистые (altocumulus altostratus) Ac, As

Высоко-кучевые и высоко-слоистые (altocumulus altostratus) Ac, As

Облака среднего уровня всегда расположены между высокими и низкими облаками. В их названиях используется префикс «alto», что в терминологии облаков определяет именно эти облака среднего уровня. Хотя их называют, например, «высоко-слоистыми», это слоистые облака среднего уровня в отличие от «перисто-слоистых» (высоких облаков) и просто «слоистых» (низких облаков)

Облака вертикального развития
Существует только один тип облаков, обладающий свойством вертикального развития – это кучево-дождевые облака. Они могут простираться от их оснований на нижнем уровне и до верхних облаков, где ветер очень сильный. Эти облака составляют отдельный класс, где они единственный представитель, хотя они простираются через средний уровень облаков по высоте, их не относят к средним облакам. Поскольку их основания находятся в нижнем уровне, кучево-дождевые облака причисляют к низким облакам

Дождевые облака
Иногда полезно делать разграничение в облаках помимо их высоты и формы, указанием того, в состоянии ли эти облака производить дождь. Поэтому всякое облако, которое проливает дождь или угрожает это сделать, называют дождевым (nimbus). Перистые облака, как мы уже знаем, состоят из ледяных кристаллов и не содержат воды, поэтому они не могут быть отнесены к этому классу. Остаются только кучевые и слоистые облака, способные проливать дождь, и их называют кучево –дождевые (cumulonimbus) и слоисто-дождевые (nimbostratus). Если дождь из кучево-дождевого облака не проливается непосредственно над вами, это может происходить на некотором расстоянии, и вы судите о дожде по цвету облака и неба под ним. Дождь в облаке обычно делает его темным, иногда черным, по крайней мере, в нижней его части. Белые кучевые облака не являются дождевыми. Начало дождя показывает себя тем, что потемнение облака становится интенсивным. Основания облаков становятся более ровными с наполнением их водой, а после дождя основания облаков выглядят разорванными в клочьях. Если вы видите высокое кучевое облако не с гладким основанием, то вероятно дождь из него уже где-то пролился или оно только формируется.
Труднее увидеть различия между слоистыми и слоисто-дождевыми облаками, если они не проливают дождь непосредственно на вас. Но если облака, закрывающие небо темные, то, вероятно, это слоисто-дождевые. Светло-серые или белые облака будут слоистыми. Слоисто-дождевые облака это облака среднего уровня, но часто они могут опускаться и в нижний. Дождь из таких облаков легкий и длящийся долго. Кучевые облака обычно проливают интенсивный, но короткий проливной дождь.

Формы облаков и облачность

Кучевые облака
Кучевые облака (cumulus) хорошо известны. Облако облаков. Мягкие, объемные, белые, с хорошо выраженными формами и границами, они могут принимать разные формы. Могут быть всех размеров – от огромных, закрывающих все небо, до маленьких ватных шариков. Малые кучевые облака обычно обитают на верхней границе зоны низких облаков, хотя с вертикальным развитием могут вырасти и до верхнего. Облака небольшого и среднего размера, хорошо выраженные в чистом небе, являются признаком хорошей погоды и называются «облака хорошей погоды» (Рис.1)

Кучевые облака хорошей погоды

Рис.1. Кучевые облака хорошей погоды.

Если же мы наблюдаем разорванные сильным ветром кучевые облака, то это может служить признаком, что погода испортится.

Кучево-дождевые облака
Кучево-дождевые (Cumulonimbus) облака легко узнать. Они выглядят как высокие башни с наковальнями. Однако не все такие высокие кучевые облака могут проливаться дождем. Они продолжают быть белыми, и темнеют только в случае превращения их в дождевые. Когда кучевые облака достигают верхних слоев атмосферы, где сильные ветра сдувают их вершины, их верхняя часть приобретает форму наковальни. (Рис.2)

Кучевое облако с «наковальней»

Рис 2. Кучевое облако с «наковальней»

Часто эта наковальня сдвинута в направлении верхового ветра. Такие облака могут вызвать локальный шторм. Если их основания становятся темными и проливаются дождем, то это служит сигналом к ожиданию шквалов. (Рис.3)

Штормовое кучево-дождевое облако.

Рис.3 Штормовое кучево-дождевое облако.

Такие шторма обычно локальны, и их можно иногда обойти стороной. Определите, лежите ли вы на опасном курсе встречи с таким облаком. Держите постоянным свой курс некоторое время и наблюдайте, как меняется пеленг на облако – если оно смещается назад, то вы разойдетесь со шквалами безопасно. Если не изменяется, то вы на курсе встречи со штормом.
Сильный, порывистый ветер и дождь, хотя без особо бурного моря (поскольку большие волны не могут развиться в ограниченном регионе локального шторма)- это то, что вас ожидает, если вы попали под такое облако. Внезапно, ветер может достигнуть 30 – 40 узлов, но быстро утихнуть в течение нескольких минут с прохождением облака дальше. Обычно. Чем выше облако, чем темнее оно и чем оно ниже, тем суровее ветер. Если основание облаков гладкие – будьте особенно бдительны – такое облако еще не растратило своей силы, и готово разразиться шквалами или торнадо. Возможно появление вращающегося облака, сформированного на передней части шквала. Пытайтесь избежать встречи с таким явлением!

Слоисто-кучевые облака
Cлоисто-кучевые (stratocumulus) облака – это низкие кучевые облака в слое или большие, ровные участки кучевых облаков. Исходя из названия понятно, что это слои облаков, слегка комковатой структуры, иногда показывающей отдельные облака, хотя и спрессованные в один слой. (Рис.4)

Слоисто-кучевые облака

Рис.4. Слоисто-кучевые облака

Если вы видите низкие облака, которые невозможно точно идентифицировать как кучевые, то они скорее слоистые или слоисто-кучевые. Если они не показывают никакой структуры – то это слоистые облака. Кучевые облака часто имеют ровные основания, и если несколько из них соединились вместе, то они могут образовать слоисто-кучевую облачность. Слоисто-кучевые облака часто можно видеть на закате. (См. Рис. 5)

Слоисто-кучевые облака на закате

Рис.5. Слоисто-кучевые облака на закате.

Кучевые облака для своего формирования требуют восходящих потоков от нагретой поверхности (например, земли, в течение дня). К вечеру, когда земля остывает, восходящие потоки прекращаются, и кучевые облака обосновываются в узком слое, превращаясь в слоисто-кучевые, с вероятностью дальнейшей трансформации в слоистые. Затем они исчезают ночью.
Слоисто кучевые облака могут формироваться в дорожки и волны, показывая ветра на этих высотах. Постоянные волны в таких облаках показывают, что погода действительно стабильная и хорошая. Обычно слоисто-кучевые облака легко отличить, кроме случаев, когда их путают с высоко-кучевыми.

Высоко-кучевые облака
Высоко-кучевые (altocumulus) — это кучевые облака, расположенные на высотах выше 2000 метров, и часто могут выглядеть как слоисто-кучевые. То есть, они обычно располагаются в слоях из маленьких облаков или объединяются в группы. Высоко-кучевые облака, как правило, хорошо заметный слой облаков, который мы пересекаем, когда поднимаемся вверх на самолете. Эти облака часто формируются в ряды облаков с короткими промежутками между волнами поперек них. Ветер наверху дует параллельно рядам и перпендикулярно волнам. (См. Рис. 6)

Высоко-кучевые облака в «рядях» с «волнами»

Рис.6. Высоко-кучевые облака в «рядях» с «волнами»

Когда эти облака не построены в ряды, они выглядят словно комки ваты или шерсти.
Сами по себе, высоко-кучевые облака не являются индикатором приходящей погоды. Но когда они идут следом за перистыми, или понижаются или становятся толще, это может быть таким сигналом. Другим сигналом резкого усиления ветра наверху является разрушение высоко-кучевых облаков правильной формы в разорванные, маленькие и бесформенные отдельные кучевые облачка.

Перисто-кучевые облака
Перисто-кучевые (cirrocumulus) облака – это очень высокие кучевые, состоящие из ледяных кристаллов. Они похожи на высоко-кучевые, только значительно меньшего размера. Кучевые облака имеют наибольшие размеры из всех облаков, слоисто-кучевые – меньше в размерах, еще мельче – высоко-кучевые, а перисто-кучевые – самые маленькие из кучевых облаков. Они почти не бросают тень на землю. Часто их структура напоминает рыбью чешую. (См. Рис.7)

Перисто-кучевые облака - «барашки»

Рис.7. Перисто-кучевые облака — «барашки»

Перисто-кучевые облака часто видны в виде мелких волн из облаков, словно рябь на воде или на песке. Они являются лучшим индикатором ветра наверху, но, к сожалению, эти облака не так часты в небе. На первый взгляд может показаться нелегким отличить перисто-кучевые от высоко-кучевых облаков, однако учитывайте их высоту и размер отдельного облачка. Оно будет значительно меньше в размере, чем высоко-кучевое, которое, в свою очередь, меньше просто кучевого. Учитывая, что эти облака состоят из ледяных кристаллов, они не бросают заметной тени, которую мы видим от облаков нижних уровней, состоящих из капелек воды. Перисто-кучевые облака остаются белыми и не имеют большого вертикального развития и поэтому никогда не выглядят зловещими, как другие типы кучевых облаков.

Перистые облака
Перистые облака (cirrus) – это высокие, тонкие, состоящие из ледяных кристаллов, часто выглядят подобно перьям или хвостам, обычно в изолированных группах. (Рис.8)

Перистые облака – «хвосты»

Рис.8. Перистые облака – «хвосты»

Эти «хвосты» образуются, когда ледяные кристаллы выпадают из области сильного ветра вверху к более слабым ветрам ниже. Когда они становятся толще, то превращаются в перисто-кучевые или перисто-слоистые. Перистые облака могут быть первым признаком приходящего теплого фронта. Но это не всегда надежный сигнал – эти облака иногда появляются как последнее напоминание о прошедшем холодном фронте, когда погода проясняется. Если же они появились в чистом небе и становятся толще и ниже, превращаясь в перисто-слоистые и высоко-слоистые, то это является надежным индикатором приближения теплого фронта. Поскольку теплый воздух легче холодного, то приближающаяся масса воздуха теплого фронта, вторгаясь в регион с холодным воздухом, поднимается и проходит над ним в виде клина. Наблюдатель, находясь все еще в зоне сухой и холодной воздушной массы, может увидеть высоко над собой передний край теплого фронта в виде перистых облаков (хвостов), которые образовались вследствие охлаждения и замерзания влаги в воздухе теплого фронта. Обычно, вслед за этими облаками, приходит фронт в течение 12 – 24 часов.

Слоистые облака
Все слоистые (stratus) облака характеризуются их слабо выраженной структурой. Этот тип облаков может существовать на любых высотах: на нижнем уровне – это просто слоистые облака, на среднем – высоко-слоистые, и на самом высоком — перисто-слоистые. (Рис.9)

Слоистые облака

Рис.9. Слоистые облака

В том случае, если при такой облачности идет дождь, то слоистые облака называют слоисто-дождевые — на нижнем и среднем уровне только (перисто-слоистые не могут проливать дождь, т.к. состоят из ледяных кристаллов). Слоистые облака часто являются фоном для других типов облаков. Обычно они закрывают все небо до горизонта, по меньшей мере, в некоторых направлениях и имеют различные оттенки серого, в зависимости от времени дня и количества влаги в них. Когда эти облака лежат на земле, они представляют собой туман или морось. Солнце или луна обычно не могут пробиться сквозь них. Штормовой ветер может разорвать слоистые облака в отдельные клочья в рядах. Темные слоисто-дождевые облака могут сопутствовать длинному периоду сильного ветра, и большие волны на море образуется под ними. Этот долго длящийся шторм опасен по причине тяжелого волнения.

Высоко-слоистые облака
Высоко-слоистые облака (altostratus) – это слоистые облака, расположенные над нижним уровнем, выше 2000 метров. Если закрытое сплошной облачностью небо не кажется низким, а скорее высоким, то вероятнее всего – это высоко-слоистые облака. (Рис. 10)

Высоко-слоистые облака

Рис.10, Высоко-слоистые облака

Как и слоистые облака нижнего уровня, они не имеют выраженной структуры. Солнце и луна иногда могут просвечивать через эти облака, но они не образуют гало вокруг солнца и луны. Высоко-слоистые облака являются лучшим сигналом приближения плохой погоды с сильным ветром на долгий период и большим волнением на море. Их наличие на небе информирует нас о подходе циклона задолго до того, как барометр начинает падать. Наблюдая «водяное» солнце или луну сквозь эти облака, ожидайте плохую погоду через пол дня. Будьте более уверены в вашем прогнозе, если высоко-слоистые облака становятся толще и опускаются ниже.

Перисто-слоистыые облака
Перисто-слоистые (cirrostratus) облака являются самыми высокими слоистыми облаками, тонкими, светлыми (молочными), закрывающими небо. (Рис.11)

Перисто-слоистые облака

Рис.11. Перисто-слоистые облака

Иногда они образуются как результат утолщения перистых облаков. Как и все облака высокого уровня, перисто-слоистые облака состоят из кристалликов льда, что определяет их светлый цвет. Тонкие и прзрачные слои этих облаков образуют гало вокруг солнца и луны. (Рис.12)

Гало, образованное перисто-слоистыми облаками

Рис.12. Гало, образованное перисто-слоистыми облаками

Радиус гало в большинстве случаев составляет 22 градуса, и причиной его служит преломление света солнца или луны на ледяных кристаллах в перисто-слоистых облаках. Вы можете проверить этот угол секстаном. Радиус гало приблизительно уложится в расстояние между мизинцем и большим пальцем вытянутой руки. Эти облака не имеют никакой структуры (как любые слоистые). Если же они начинают формироваться в структуру отдельных облаков, то, вероятно, это будут перисто- кучевые облака. Они покрывают небо большими площадями, обрываясь по краям перисто-кучевыми и перистыми облаками. Солнце всегда сияет через перисто-слоистые облака, по меньшей мере, достаточно сильно, чтобы предметы бросали тени.
Увеличение их количества может быть сигналом приближения теплого фронта или фронта окклюзии, особенно, если происходит их уплотнение и понижение до высоко-слоистых. Следовательно, гало (как определитель перисто-слоистых облаков) является предвестником плохой погоды, приблизительно за сутки до ее прихода.
Чаще смотрите на небо в поисках гало и перистых облаков!

Из Weather Trainer by David Burch
Перевод С.Свистула

Опубликовано в журнале «Фарватер»