Погода интересует всех

Поясним процесс образования облака тепловой конвекции на конкретном примере. Пусть у земной поверхности температура воздуха 20° и относительная влажность 40 %. Легко подсчитать, что если упругость пара, содержащегося в воздухе, 7 торр, то в каждом кубическом метре воздуха содержится 7,3 г воды. Температура воздуха, поднимающегося в более высокие слои атмосферы, уменьшается на 1° через каждые 100 м, а относительная влажность увеличивается. Когда воздух поднимается на 500 м, температура его уменьшится на 5° и будет составлять уже не 20°, как внизу, а лишь 15°, относительная влажность увеличится до 55 %. На высоте 1400 м температура поднимающегося воздуха упадет до 6°, а относительная влажность достигнет 100 %. На этом уровне начнется конденсация водяного пара и образование облака.

Облачный покров может образоваться также, если приход солнечной радиации отсутствует и термическая конвекция не происходит. Для появления облаков воздух не обязательно должен подниматься за счет внутренней энергии. Его подъем может быть вызван и внешней причиной, например формой рельефа земной поверхности. Это особенно хорошо заметно при перетекании воздушного потока через горы. В тыловой части циклона, перемещающегося из районов Атлантики на восток, в Центральную Европу, с большой скоростью продвигается более холодный морской воздух. При перетекании через горные хребты, например Гарц и Тюрингенский Лес, воздух поднимается на высоту около 1000 м. При этом он охлаждается на 6—10° и начинается конденсация содержащегося в нем водяного пара. Образуются облака, часто называемые облаками ветрового подпора. Если в северных районах ГДР и ФРГ устанавливается хорошая солнечная погода, то в окутанных облаками горных районах этих стран идет дождь, связанный только с ветровым подпором.

Следует сказать еще об одной форме облаков, при которой сильно уменьшается дальность горизонтальной видимости. Речь идет об облаках смешения, образующихся при смешении воздушных масс с различной температурой. Возникающую при этом конденсацию водяного пара можно сравнить с хорошо известным запотеванием сильно охлажденных предметов, которые внесены в теплое помещение. Так происходит, например, с очками человека, вошедшего с сильного мороза в теплую комнату. Они являются охлаждающей поверхностью, на которую оседает водяной пар, находившийся в комнате. То же происходит и в атмосфере, когда более холодный умеренный воздух подтекает под теплую воздушную массу тропического происхождения. В этом случае умеренный воздух представляет собой гигантскую охлаждающую поверхность. В результате перемешивания двух воздушных масс с различной температурой образуется туман смешения[31].

Часто подобные процессы образования облаков происходят не в движущихся, а в стационарных воздушных массах, особенно в их нижнем пограничном слое. Тогда появляются слоистообразные облака, нижняя граница которых совпадает с земной поверхностью, так что они представляют собой просто-напросто влажный туман, сильно затрудняющий работу транспорта.

Если воздушная масса при подъеме или смешении с другой воздушной массой охлаждается при отрицательных температурах, то содержащийся в ней водяной пар может перейти в твердую фазу, минуя жидкое состояние. Этот процесс называется сублимацией водяного пара. Возникают ледяные облака. Состоит ли облако из капель воды или из кристаллов льда, зависит как от температуры воздуха в этом облаке, так и от начальных условий его возникновения. Облака, температура которых не ниже — 12°, большей частью являются водяными, причем при отрицательных температурах их называют переохлажденными. По микрофизическому состоянию облака делят на три типа: чисто водяные, переохлажденные и ледяные. Плоские кучевые облака являются чисто водяными, верхние части мощных кучевых и некоторых волнистых облаков обычно состоят из переохлажденных капель, а тонкие перистые облака, часто предшествующие обложному дождю, состоят только из кристаллов льда.

Агрегатное состояние облачных частичек обнаруживается по характеру оптических явлений в облаках. В ледяных облаках, которые в передней части циклона образуются на высотах около 6000 м, создаются оптические явления — гало, ложные солнца и др. В водяных облаках, а также в высоких туманах образуются венцы, примыкающие к Луне или Солнцу.