Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков

Именно вдоль этой извилистой, постоянно сдвигающейся границы между воздушными потоками рождается переменчивая погода умеренных поясов. Поскольку в те годы все еще помнили о войне, Бьёркнес назвал эту линию «полярным фронтом», позаимствовав термин из языка военных. Название оказалось более чем уместным, поскольку именно на этих фронтах воздушные массы частично прорываются друг в друга. Там же закладывается погода, ведущая к типичной цепочке превращения облаков, которая начинается с робкого шепота перистых облаков и заканчивается грохотом мощного кучевого или даже гулом кучево-дождевого облака.

«Приливы» и «отливы» состязающихся воздушных масс (теплого воздуха, движущегося из тропиков к полюсам, и холодного воздуха, перемещающегося в противоположном направлении) ведут к тому, что линия полярного фронта непрерывно сдвигается то к северу, то к югу, расплывается или, напротив, становится более четкой, рвется и перестраивается. Удивительно, до чего изменчива эта линия сражений, разгорающихся лишь из-за того, что солнце в разной степени нагревает разные части земного шара.

_{Когда в средних широтах перистые облака распространяются по всему небу и соединяются друг с другом, эта примета заранее указывает на грядущее снижение атмосферного давления.}

_{Какое нам дело до того, что перистые облака возвещают об «ухудшении» погоды, если они столь прекрасны, как эти представители вида перистых нитевидных облаков?}

Только в годы Второй мировой войны летчики заметили высоко в тропосфере крайне быстрые полосы ветра, соответствующие, как выяснилось, общему расположению полярного фронта. Эти скоростные струйные течения, как их стали называть, перемещаются высоко в тропосфере между блуждающими линиями температурной неоднородности. На высоте около 30 000 футов[96] летчики, пытавшиеся лететь против струйного течения, с удивлением обнаружили, что фактически стоят на месте. Когда же они летели по течению, время полета в значительной степени сокращалось. Именно струйные течения над полярным фронтом в Северном полушарии — причина того, что полет из Лондона в Нью-Йорк может занять на час меньше, чем путешествие обратно.

Порой в небе можно увидеть уходящие к горизонту длинные полосы перистого облака, создаваемые струйным течением, — ледяные кристаллы, разметанные вдоль потоков высотного скоростного ветра. Струйные течения заметно влияют также на движение завихрений и ряби, формирующихся вдоль полярного фронта.

Именно перемещение этих завихрений, подталкиваемых струйным течением в восточном направлении, на границе между воздушными массами и взяла за основу Бергенская школа, объясняя устойчивую последовательность смены облаков, характерную для умеренных поясов.

***

По мере того как росло признание предложенной норвежцами модели, метеорологи все реже смотрели на барометры и все чаще — на облака. Впервые появилось объяснение того, как облакообразование в умеренных поясах связано со сменой погоды. Хотя сама по себе мысль о том, что определенный тип облакообразования предвещает грозу, восходит по меньшей мере ко временам Аристотеля, ученые обычно относили ее к разряду народных примет. Бьёркнес и его помощники обнаружили, что этот особый тип облакообразования удивительным образом повторяется всякий раз при столкновении теплых и холодных воздушных масс.

В средних широтах иногда можно ощутить выраженные перепады температур вследствие того, что под действием струйного течения полярный фронт заметным образом завихривается назад и вверх. Сперва на смену более холодному (полярному) воздуху приходит более теплый (тропический), а затем, когда завихрение проходит, он вновь замещается полярным воздухом. Именно вдоль границ между воздушными массами образуются облака и, как следствие, выпадают осадки.

***

Теплый воздух обладает меньшей плотностью по сравнению с холодным, поэтому при их столкновении именно теплый воздух обычно поднимается наверх. Если по пути из тропиков он движется над океанами, в нем накапливается немалое количество водяных паров. Поднимаясь над холодным воздухом, он охлаждается, и часть этих паров сгущается в облака.

Поднимающийся вверх теплый воздух заставляет стрелки барометров уходить вниз шкалы, показывая, что атмосферное давление на уровне земли снижается, и в результате «сражения воздушных масс» образуется область пониженного давления.

Обе части классической последовательности смены облаков происходят на границе температур в конце области пониженного давления. Чем больше разница в температуре и влажности воздушных масс, тем крупнее облака и тем сильнее осадки.