Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков

Молнии походили на огромные синие лезвия толщиной в несколько футов; Рэнкину казалось, что они разрезают его надвое. Гулкие раскаты грома, вызываемые взрывным расширением воздуха под воздействием проходящего через него электрического разряда невероятной мощности, слышались так близко, что воспринимались скорее как физически ощутимое воздействие, нежели как шум. «Я не слышал гром, — рассказывал Рэнкин, — я его чувствовал кожей». Время от времени Рэнкину приходилось задерживать дыхание, чтобы не захлебнуться в плотных потоках ледяного дождя. Однажды он посмотрел вверх, и как раз в это самое время молния сверкнула прямо над парашютом. Освещенный купол показался измученному пилоту белым сводом громадного кафедрального собора. Видение все не исчезало, и у Рэнкина мелькнула мысль: я уже на том свете.

***

Идеальные условия для превращения кучево-дождевого облака в громадную разгневанную тучу возникают при следующих характеристиках атмосферы:

1) Должен иметься в наличии запас теплого, влажного воздуха вокруг облака. Воздух играет роль источника энергии, он питает облако, которое за счет этого растет. В центральной части движутся быстрые, до 25–70 миль в час[30], восходящие потоки; воздушное течение, рождающее эти восходящие потоки, называется притоком. Когда притекающий воздух теплый и влажный, во время образования в облаке капель воды высвобождается огромное количество теплоты. Возникающая энергия приводит к высокой подвижности воздушных масс в центре облака, усиливая восходящие потоки и вызывая рост облака.

2) Ветры, дующие в тропосфере вокруг кучево-дождевого облака, с набором высоты должны значительно усиливаться, причем в направлении движения облака, побуждая его наклоняться вперед. Что критично для периода жизни облака, поскольку его центральная башня является не просто районом мощных восходящих потоков, но и местом образования сильных осадков, к примеру, града. Когда осадки проходят через тучу, они охлаждают воздух, частично испаряясь, и увлекают его за собой. Сформированный таким образом стремительно падающий нисходящий поток может — при условии, что туча вертикальная, — поглотить живительный для тучи восходящий поток и тем самым довольно быстро убить ее. Эти нисходящие потоки достигают поверхности земли и растекаются как вода по столу, часто рождая слой низких облаков на переднем фронте. Однако когда окружающие кучево-дождевое облако ветры побуждают его наклониться, осадки выпадают немного впереди восходящего потока, сокращая его возможность уравновесить поднимающуюся сердцевину и, следовательно, остановить рост облака.

3) Атмосфера вокруг облака должна быть «неустойчивой». Это связано со степенью прохладности воздуха, увеличивающейся с высотой. Если температура окружающей атмосферы равномерно понижается вместе с увеличением высоты, влажный воздух, входящий во время притока и остывающий при подъеме, всегда бывает несколько теплее, а значит, остается подвижным. Именно это обстоятельство и вызывает рост облака. В тропосфере чем выше, тем холоднее, однако в тропических областях, где сильнее нагретая поверхность земли способствует большему понижению атмосферной температуры, все выглядит еще драматичнее. Это одна из причин частого возникновения в тропиках грозовых туч.

_{Верхняя часть тропосферы, выступающая в роли невидимой «крышки», останавливает рост кучево-дождевого облака, побуждая его растечься и принять вид «наковальни».}

Между прочим, именно температура воздуха, меняющаяся в зависимости от высоты, придает кучево-дождевому облаку такую оригинальную форму — «наковальни». Верхняя часть тропосферы — область, где воздух перестает охлаждаться по мере набора высоты. Она называется тропопаузой, в этом слое температура воздуха остается постоянной — скажем, около -50 °C — до того, как снова начнет повышаться в нижней части стратосферы. Подобные температурные изменения действуют как термальный «потолок», останавливающий рост облаков. Кучево-дождевое облако, достигающее этого уровня, больше не может увеличиваться в высоту и растекается под «потолком».

_{Шкваловый ворот иногда появляется перед штормом. Его образованию способствуют прохладные нисходящие потоки, распространяющиеся над поверхностью земли и выталкивающие более теплый воздух наверх.}