Понять небо

Для выпадения осадков необходимо два основных условия: длящиеся продолжительное время восходящие потоки воздуха и высокая влажность. Когда оба эти условия присутствуют, начинается образование кристаллов льда, которые растут при замерзании частичек воды и пара, или капелек воды, которые также увеличиваются за счет слияния более мелких частичек воды при хаотическом движении их в облаке. Когда снежинки или капли становятся достаточно большими, то под действием сил гравитации начинается снег либо дождь (стр. 23).

Рис. 23. Процесс образования осадков

Размер капель дождя колеблется от 0,05 см до 0,5 см в диаметре. Капли, которые выросли до больших размеров, падая вниз, обычно измельчаются от трения о воздух. Дождь может очень быстро лишить влаги маленькое облако, потому что для образования одной дождевой капли диаметром 0,3 см требуется около 30 млн частичек воды средним размером около 0,0004 см.

Нагляднее будет, если сказать, что на образование одной дождевой капли уходит 0,057 кубических метров облачной массы. Те тысячи дождевых капель могут быстро уничтожить облако, если оно не восстанавливается.

Когда идет дождь, капли имеют тенденцию испаряться на пути вниз, чем охлаждают окружающий воздух. Этот факт может привести к прекращению термических процессов и прекращению образования и роста облаков. Дождь, достигая земли, охлаждает поверхность и приводит к тем же последствиям. Более подробно об этом будет рассказано в главах о термиках и грозах.

Дождь, который наблюдается в виде полос, называется virga (рис. 24).

Рис. 24.Vigra

Это обычно случается, когда он идет из изолированных облаков и солнечные лучи освещают падающие струи. То, что дождь идет полосами, объясняется тем, что падающие капли турбулизируют воздух рядом. Также движущийся автомобиль достигает меньшего сопротивления, двигаясь позади другого автомобиля. Капли догоняют лидера, сталкиваются, тормозятся и падают вместе. Иногда так продолжается до земли. Понятно, что вся эта масса воздуха и воды внезапно останавливается поверхностью. Фактически, могут существовать локализованные зоны воздуха с большей плотностью из-за различных процессов, протекающих при дожде: динамических, охлаждение воздуха при испарении капель и т. д.

Рис. 25.Полосы дождя

ВИДИМОСТЬ

Возможность знать свое местоположение — архиважно для пилота. Погода в общем и облака в частности изменяют видимость. Туман может уменьшить видимость до нуля, потому что огромное количество мельчайших частичек воды, взвешенных в воздухе, очень эффективно рассеивают свет. Подобное действие оказывают частицы загрязнения, которые тоже рассеивают свет или поглощают определенную длину световых волн так, что цвет воздуха изменяется из преобладающе голубого в коричневый, красный или желтый. Загрязнения могут дать нам тёмно-красное солнце и небосвод на закате, но они определенно ухудшают видимость в полете.

Дымка или повышенная влажность ухудшают видимость. Водяные пары невидимы, но в летние, жаркие и влажные дни над территориями, где нет недостатка в дождях, воздух может быть насыщен не только парами но и мельчайшими капельками конденсата. Это туман. Он может быть различным по плотности: от исчезающей бледно голубой дымки до плотных Лондонских туманов. Когда туман дополняется загрязнениями, получается хорошо всем известное состояние атмосферы, называемое смог (туман и дым).

Слой инверсии, который ограничивает движение воздуха вверх, может очень сильно уменьшать видимость из-за создания слоя тумана или смога вблизи инверсии. Стабильные условия и слабый ветер, в основном, приводят к ухудшению видимости, потому что водяные пары, пыль и продукты загрязнения не разносятся ни вверх, ни по горизонту. Рисунок 26 иллюстрирует эффект влияния инверсионного слоя и стабильных условий на видимость.

Рис. 26. Видимость и стабильность

ТИПЫ ОБЛАКОВ

Любой человек с нормальным зрением и в здравом уме замечает, что облака сильно отличаются друг от друга по форме, типу и размерам. Неопытный наблюдатель, пытающийся классифицировать облака, может быстро запутаться и отчаяться. Однако, на самом деле это просто, если правильно организоваться.

Существует только два основных типа облаков. Это stratus и cumulus, то есть слоистые (St) и кучевые (Си). О форме слоистых облаков говорит само название — тонкие плоские или наслаивающиеся, возникающие по причине медленного перемещения обширных масс воздуха. Эти облака покрывают большие площади и делают день серым. Они часто образуются в стабильных условия, или при спокойном движении фронтов, или при медленных восходящих потоках вокруг систем низкого давления. В некоторых случаях низкие слоистые облака могут быть образованы, когда нижний уровень турбулентности перемешивает воздух и переносит его выше уровня конденсации.