Откуда берутся облака?

Лёгкие, пушистые и воздушные облака – они ежедневно проплывают над нашими головами и заставляют поднимать вверх голову и любоваться причудливыми формами и оригинальными фигурами. Иногда сквозь них пробивается удивительного вида радуга, а бывает – утром или вечером во время заката или восхода Солнца облака озаряют солнечные лучи, придавая им невероятный, зачаровывающий дух оттенок. Ученые уже давно исследуют воздушные облака и другие виды облаков. Они дали ответы на вопросы, что это за явление и какие бывают облака.

Что такое облака

На самом деле, не так уж и просто дать объяснение. Потому что состоят они из обыкновенных капелек воды, которые с поверхности Земли поднял вверх тёплый воздух. Самое большое количество водяных паров образуется над океанами (за один год вода здесь испаряется не менее 400 тыс. км. куб.), на суше – в четыре раза меньше.

А так как в верхних слоях атмосферы значительно холоднее, чем внизу, воздух там довольно быстро остывает, пар конденсируется, образуя малюсенькие частички из воды и льда, вследствие чего появляются белые облака. Вполне можно утверждать, что каждое облако является своеобразным генератором влаги, через который проходит вода.

Вода в облаке находится в газообразном, жидком и твердом состоянии. Вода в облаке и наличие в них ледяных частичек, влияют на внешний вид облаков, его формирование, а также на характер осадков. Именно от типа облака и зависит вода в облаке, например, у ливневых облаков наблюдается наибольшее количество воды, а у слоисто-дождевых этот показатель в 3 раза меньше. Вода в облаке характеризуется также тем количеством, которое запасено в них — водозапас облака (вода или лед, который содержится в столбе облака).

Но всё не так просто, поскольку для того, чтобы образовалось облако, капельки нуждаются в конденсационных зёрнах – мельчайших частицах пыли, дыма или соли (если речь идёт о море), к которым они должны прилипнуть и вокруг которых должны образоваться. Это значит, что даже если состав воздуха будет полностью перенасыщенный водяным паром, без пыли он не сможет превратится в облако.

Почему дует ветер?152854.311

Какую именно форму примут капли (вода), прежде всего зависит от температурных показателей в верхних слоях атмосферы:

• если температура воздуха атмосферы превышает -10°С, белые облака будут состоять из водяных капель;
• если температурные показатели атмосферы станут колебаться между -10°С и -15°С, то состав облаков будет смешанным (капельные + кристаллические);
• если температура в атмосфере ниже -15°С, белые облака будут содержать в себе ледяные кристаллики.

После соответствующих преобразований получится, что в 1 см3 облака содержится около 200 капель, при этом их радиус будет составлять от 1 до 50 мкм (средние показатели – от 1 до 10 мкм).

Классификация облаков

Каждый наверняка задавался вопросом, какие бывают облака? Обычно образование облаков происходит в тропосфере, верхняя граница которой в полярных широтах находится на расстоянии в 10 км, в умеренных – 12 км, в тропических – 18 км. Нередко можно наблюдать и другие виды. Например, перламутровые обычно расположены на высоте от 20 до 25 км, а серебристые – от 70 до 80 км.

В основном мы имеем возможность наблюдать за тропосферными облаками, которые подразделяются на такие виды облаков: верхнего, среднего и нижнего ярусов, а также вертикального развития. Практически все они (кроме последнего типа) появляются тогда, когда влажный тёплый воздух поднимается наверх.

Если воздушные массы тропосферы находятся в спокойном состоянии, образуются перистые, слоистые облака (перисто-слоистые, высокослоистые и слоисто-дождевые) и если воздух в тропосфере движется волнообразно, появляются кучевые облака (перисто-кучевые, высококучевые и слоисто-кучевые).

Облака верхнего яруса

Речь идёт о перистых, перисто-кучевых и перисто-слоистых облаках. Небо облака внешне напоминает перья, волны или вуаль. Все они полупрозрачные и более-менее свободно пропускают солнечные лучи. Они могут быть как чрезвычайно тонкими, так и довольно плотными (перисто-слоистые), значит, свету пробиваться через них тяжелее. Погода облаков сигнализирует о приближении теплового фронта.

Перистые облака также могут возникать выше облаков. Они располагаются полосами, которые пересекают небесный свод. В атмосфере они располагаются выше облаков. Как правило, осадкой из них не выпадает.

В средних широтах расположены белые облака верхнего яруса обычно на высоте от 6 до 13 км, в тропических – значительно выше (18 км). При этом толщина облаков может составлять от несколько сотен метров до сотен километров, которые могут располагаться выше облаков.

Движение облаков верхнего яруса по небосводу прежде всего зависит от скорости ветра, поэтому может варьироваться от 10 до 200 км/ч. Небо облака состоит из мелких ледяных кристалликов, но погода облаков осадков практических не дает (а если и дает, то измерить их на данный момент нет никакой возможности).

Облака среднего яруса (от 2 до 6 км)

Это кучевые облака и слоистые облака. В умеренных и полярных широтах они находятся на расстоянии от 2 до 7 км над Землёй, в тропических могут подниматься немного выше – до 8 км. Все они имеют смешанную структуру и состоят из водяных капелек, смешанных с ледяными кристаллами. Поскольку высота небольшая, в тёплое время года в основном состоят из водяных, в холодное – из ледяных капелек. Правда, осадки из них до поверхности нашей планеты не доходят – испаряются в дороге.

Кучевые облака немного прозрачные и располагаются выше облаков. Цвет облаков белого или серого оттенков, местами затемнённые, имеющие вид слоёв или параллельных рядов из округлых масс, валов или огромных хлопьев. Туманные или волнистые слоистые облака представляют собой пелену, которая постепенно закрывает небеса.

Образуются в основном тогда, когда холодный фронт вытесняет наверх тёплый. И, хотя осадки до земли не долетают, появление облаков среднего яруса почти всегда (кроме, может, башенковидных) сигнализирует о перемене погоды в худшую сторону (например, к грозе или к снегопадам). Происходит это из-за того, что сам по себе холодный воздух намного тяжелее тёплого и двигаясь вдоль поверхности нашей планеты, он очень быстро вытесняет нагретые воздушные массы наверх – поэтому из-за этого при резком вертикальном подъёме тёплого воздуха образуются сначала белые облака среднего яруса, а затем и дождевые облака, небо облака которого несет громы и молнии.

Облака нижнего яруса (до 2 км)

Слоистые облака, дождевые облака и кучевые облака содержат капельки воды, которые в холодное время года замерзают и превращаются в частицы снега и льда. Расположены они довольно невысоко – на расстоянии от 0,05 до 2 км и являют собой плотный, однородный низко нависающий покров, редко размещаются выше облаков (других видов). Цвет облаков серый. Слоистые облака похожи на большие валы. Погода облаков часто сопровождается осадками (мелкий дождь, снег, туман).

Облака вертикального развития (конвенции)

Кучевые облака сами по себе довольно плотные. По форме немного напоминают купола или башни с округлыми очертаниями. Кучевые облака при порывистом ветре могут становиться разорванными. Находятся они на расстоянии 800 метров от земной поверхности и выше, толщина составляет от 1 до 5 км. Некоторые из них способны преобразоваться в кучево-дождевые облака и располагаться выше облаков.

Кучево-дождевые облака могут находиться на довольно большой высоте (до 14 км). Нижние их уровни содержат воду, верхние – ледяные кристаллики. Их появление всегда сопровождается ливнями, грозами, в отдельных случаях – градом.

Кучевые и кучево-дождевые, в отличии от других облаков образуются только при очень быстром вертикальном подъеме влажного воздуха:

1. Влажный тёплый воздух чрезвычайно интенсивно поднимается вверх.
2. Наверху капельки воды замерзают, верхняя часть облака тяжелеет, опускается и вытягивается по направлению к ветру.
3. Через четверть часа начинается гроза.

Облака верхних слоёв атмосферы

Иногда в небе можно наблюдать за облаками, которые находятся в верхних слоях атмосферы. Например, на высоте от 20 до 30 км образуются перламутровые небесные облака, которые состоят в основном из ледяных кристаллов. А перед заходом или восходом Солнца нередко можно увидеть серебристые тучки, которые находятся в верхних слоях атмосферы, на расстоянии около 80 км (интересно, что эти небесные облака открыли только в 19 веке).

Почему небо голубое?1528554

Облака этой категории могут размещаться выше облаков. Например, облако-шапка — это небольшое, горизонтальное и высоко-слоистое облако, которое зачастую располагается выше облаков, а именно выше кучево-дождевых и кучевых. Данный вид облака может образовываться выше облака из пепла или огненного облака в период извержения вулканов.

Сколько живут облака

Жизнь облаков напрямую зависит от влажности воздуха в атмосфере. Если её мало, они довольно быстро испаряются (например, есть белые облака, которые живут не более 10-15 минут). Если много – могут продержаться довольно длительное время, дождаться образования определённых условий, и выпасть на Землю в виде осадков.

Сколько бы не жило облако, оно никогда не находится в неизменном состоянии. Частицы, из которых оно состоит, постоянно испаряются и появляются снова. Если даже внешне облако не изменяет своей высоты, на самом деле оно находится в постоянном движении, поскольку находящиеся в нём капли опускаются, переходят в воздух под облаком и испаряются.

Облако в домашних условиях

Белые облака довольно нетрудно сделать в домашних условиях. Например, один нидерландский художник научился создавать его в квартире. Для этого он при определённой температуре, уровне влажности и освещения из дымовой машины выпустил немного пара. Облако, которое получается в состоянии продержаться несколько минут, чего будет вполне достаточно, чтобы сфотографировать удивительное явление.

Как образуются облака

Увлекательное занятие смотреть в небо на проплывающие облака в виде фигурок, перьев, кошачьих хвостов. Иногда они становятся источником дождя, снега или ложатся на землю в виде густого тумана. Попробуем разобраться в природе и причине появления данного атмосферного явления.

1Откуда берутся облака

Человек смог дотронуться рукой до облака с появлением воздушного шара. Поднявшись высоко в небо, отважные воздухоплаватели оказались в плену тумана. Они не ошиблись, облако – это не что иное, как мельчайшие капельки воды или кристаллы льда, образующиеся в результате конденсации водяного пара. Частички воды настолько малы, что могут поддерживаться в слоях атмосферы при незначительном движении восходящих воздушных масс.

При нагревании Солнцем поверхности нашей планеты, состоящей из 71% воды, происходит испарение и невидимый водяной пар, перемешиваясь с теплыми воздушными потоками воздуха, поднимается в тропосферу. Достигнув точки росы, становится возможной конденсация водяных паров в облако за счет:

• понижения температуры воздуха при его восхождении
• увеличение абсолютной влажности воздуха

Теплые воздушные потоки поднимаются и на определенной высоте (уровень конденсации), водяной пар становится облаком, которое растет и может достигать в диаметре 10 км – высота полета пассажирского самолета. Есть точка, на которой облако прекращает свой рост – этот предел называется уровень свободной конвекции. Если абсолютная влажность внутри облака достигает критического значения, капли воды слипаются между собой и, достигнув определенной массы, выпадают на Землю, преодолевая восходящие потоки воздуха.

2Какие бывают облака

Облака отличаются высотой расположения от поверхности Земли, распределены учеными по определенным ярусам и систематизированы по многообразию форм:

• перистые
• кучевые
• серебристые
• сверх перистые
• кучево-дождевые
• слоистые и т.д

Не из каждого облака выпадает на землю дождь и снег, а из кучево-дождевых, слоисто-кучевых, слоисто-дождевых. Именно в них создаются благоприятные условия для слипания частичек воды в капли или кристаллы. Они проливаются живительной влагой на леса, поля, сады и огороды или покрывают их снежной сауной..

Облака формируются над поверхностью нашей планеты в результате испарения, переносятся на значительные расстояния, выпадают в виде осадков и снова попадают в почву, озера, реки, моря. Так замыкается водоворот воды в природе. К сожалению, распределение влаги происходит неравномерно и там где ее не хватает, возникают пожары, погибают представители флоры и фауны нашей планеты.

Миллионы лет облака участвуют в жизненно важном процессе – круговороте воды в природе. А творческих людей – поэтов и художников, облака вдохновляют на создание своих лирических произведений. Небо стало бы скучным, если однажды проснувшись, мы не увидели красивые, забавные и захватывающие дух атмосферные образования – облака.

Откуда появляются тучи и куда они исчезают

В этих статьях полностью отсутствует научное понимание сущности и причины осадков! 1) Теплота, это не энергия, а индикатор силы магнитных волн расширения, которые, преодолевая волны магнитного давления атмосферы, всегда идущие на встречу , то есть, к центру земли, эти волны увлекают за собой и частицы воды в пространство атмосферы . 2) Утверждение, что при охлаждении пары воды конденсируются, противоречит закону природы!
Пример! В пространстве, где находятся тучи, температура всегда минус 60 градусов по Цельсию, но при этом, пары воды не конденсируются и осадки при этом, не всегда выпадают. Следовательно, охлаждение здесь не причем, потому, что ученые путают физическое ощущение, живого организма, каковыми является холод и теплота, с физической сущностью самого явления., то есть, энергиями, которые вызывают эти ощущения! 3) При испарении воды, пространство атмосферы, всегда насыщено этими парами. При этом, чем ближе к земле, тем больше влажность воздуха. Используя это свойство, синоптики, измеряя давление, атмосферы, влажность и температуру у поверхности земли, предсказывают, будут или не будут осадки. То есть, выпадение осадков зависит от степени сжатия атмосферы! Следовательно, если преобладает энергия расширения, пары воды за счет этой энергии, стремятся , расширится, в пространстве до бесконечности, и растворяются в атмосфере. В случае преобладания сил сжатия магнитной энергии, которые всегда направлены к центру земли, пары воды при этом уменьшаются в объеме и по этой причине конденсируются. Следовательно, тучи, это индикатор степени сжатия пространства атмосферы ,которое находится между землей и этими тучами. А влага из этого пространства в буквальном смысле доится этими магнитными волнами. А так как, волны магнитного сжатия преобладают силой над магнитными волнами расширения, поэтому эти пары последовательно сжимаются и при приближении к земле они превращаются в капли или в другие виды осадков. Поэтому, осадки выпадают не из туч, а из всего пространства атмосферы между землей и тучами!. Алексей Мишнев.

Что будет, если исчезнут облака? И как это связано с глобальным потеплением

26 февраля, 12:35

Ученые уже много раз находили доказательства того, что глобальное потепление, о котором некоторые исследователи говорят сейчас – не первое в истории. Слои окаменевшего планктона, поднятые с морского дна, останки животных, которые пережили (ну или не пережили) горячий период, указывают на экстремальное повышение температуры на Земле и воздух, полный углекислого газа.

Это произошло 56 миллионов лет назад и названо палеоцен-эоценовым тепловым максимумом (PETM). Планета нагрелась на 2 градуса сильнее, чем сейчас. А затем произошло что-то, что подогрело ее еще на 6. Океан буквально стал горячим джакузи, что привело к массовому вымиранию его обитателей. Первобытные млекопитающие шли на север, следуя за растительностью в более высокие широты. За несколько поколений растения значительно уменьшились, так как листья в углеродистом воздухе стали менее питательными. Также сильные штормы терзали планету – геологические наблюдения указывают на внезапные наводнения и затяжные засухи.

В этой картине оставалось одно неизвестное звено. Что же вызвало еще один резкий скачок потепления. Откуда взялись еще 6 градусов? По всем подсчетам планета не должна была раскалиться до такого масштаба. упущенным фактором стали облака. Статья об этом опубликована в журнале Nature Geoscience.

Прямо сейчас облака покрывают около двух третей планеты постоянно. Но компьютерное моделирование показывает, что, когда Земля нагревается, облака редеют. Меньше становится белой поверхности, способной отражать солнечный свет обратно в космос. Земля становится еще теплее, что приводит к еще большей потере облаков. Эта петля и заставляет потепление выходить из-под контроля.

По подсчетам ученых, до критического переломного момента, когда процесс исчезновения облаков будет запущен, нас отделяет 100 лет в режиме выбросов в атмосферу «как обычно». Потепление легко достигнет пугающих 12 градусов. А это гарантирует растаявшие льды и буквально выжженные зоны в районе экватора.

Читайте еще: Глобальное потепление влияет на вращения Земли вокруг своей оси. Какими могут быть последствия?

Почему на Земле исчезают облака

Парниковые газы — активные разрушители слоистых облаков, которые интенсивно участвуют в процессе охлаждения нашей планеты. Постоянно увеличивающийся процент содержания углекислого газа в атмосфере Земли существенно тормозит скорость образования слоистых облаков над мировым океаном, а значит он станет быстрее нагреваться и усугубит процесс глобального потепления.

Ученые прогнозируют такое развитие событий на грядущие сто лет. Авторы теории открыли палеоклиматическую тайну эоцена, когда 50 млн. лет назад Арктика не была закована в ледяной панцирь.

Планета без облаков

Специалист лаборатории реактивного движения NASA Тапио Шнайдер и его коллеги из Калифорнийского технологического института обнародовали в издании Nature Geoscience свои выводы о том, что увеличение скопления углекислого газа в атмосфере может уничтожить облака, защищающие от солнечных лучей существенную часть Мирового океана.

Сейчас объем концентрации углекислого газа в атмосфере равняется примерно 410 частям на миллион и постоянно растёт, так как люди увеличивают выбросы.

Как исчезают облака

Сейчас уровень выбросов в атмосферу равняется 37 млрд. тонн ежегодно. Если эта цифра не уменьшится, то в 22 веке достигнет 1200-1300 ppm. Согласно математическим расчетам, это катастрофический объем для слоисто-кучевых облаков, так как начнется необратимый процесс их разрушения.

Этот «воздушный щит» прикрывает от Солнца около 20% площади Мирового океана в низких широтах и имеет большое климатообразующее значение.

Капельки влаги — составные части облаков, прекрасно поглощают длинноволновые виды солнечного тепла и с поверхности нашей планеты. Так они способствуют охлаждению атмосферы.

С помощью модели гипотезы выяснилось, что как только степень концентрации парниковых газов достигает превышения в 1300 ppm CO2-эквивалента, облачность разрушается. Ее исчезновение вызывает температурный скачок на поверхности океана.

Тайна эоцена раскрыта

Новое образование облаков происходит лишь после снижения степени концентрации углекислого газа до уровня доиндустриальной эпохи (около 300 частей на миллион).

Исследователи проливают свет на палеоклиматическую загадку эоцена, когда около 55 млн. лет назад Арктика не была покрыта льдами. Очевидно, океан возле экватора сильно нагрелся и ледяной панцирь растаял. Ученые считают, что такое будущее для нас вполне вероятно. Но повторения эоцена можно избежать, если неукоснительно выполнять требования Парижского соглашения.

В 2018-м специалисты подсчитали, что озоновый слой нашей планеты может восстановиться в полном объеме к 2060 году, благодаря действию с 1989 года Монреальского протокола.

С 1 января 2019-го вступила в силу поправка к протоколу, которая ввела мораторий на выпуск гидрофторуглеродов. Они безвредны для озонового слоя, но являются активными парниковыми газами.

Специалисты прогнозируют повышение температуры на поверхности океана на восемь градусов Кельвина. Они выражают надежду, что современный технологический прогресс затормозит парниковые выбросы и человечество не дойдет до критической точки.

Правда ли, что на Земле могут исчезнуть облака?

Исследователи из Лаборатории реактивного движения NASA решили выяснить, как в процессе изменения климата поведут себя слоисто-кучевые облака, которые формируются в низких широтах океана. Они играют большую роль в формировании земного климата, поскольку покрывают в этих широтах около 20% поверхности и отражают солнечные лучи.

Учёные построили компьютерную модель, которая имитирует формирование облаков над произвольным участком океана в субтропиках. Расчёты показали, что при достижении определённого порога концентрации парниковых газов слоистые облака начинают разрушаться, превращаясь в кучевые, а затем и вовсе исчезают. И это приводит к печальным последствиям: поверхностная температура океана резко возрастает на 8 градусов, что лавинообразно ускоряет процесс глобального потепления.

«Текущий уровень CO2 в атмосфере составляет приблизительно 410 частей на 1 млн. Он продолжает повышаться из-за деятельности человека, — прокомментировал результаты руководитель исследований Тапио Шнайдер. — Если концентрация CO2 в атмосфере достигнет отметки в 1200 частей на 1 млн, слоистые облака исчезнут. Я надеюсь, что технологический прогресс замедлит выбросы и мы этой точки не достигнем».

Что думают об этом исследовании российские учёные? И могут ли облака в результате глобального потепления исчезнуть совсем?

«Описанный авторами и смоделированный ими процесс возможен как один из сценариев поведения климатической системы, но только в сравнительно далёком будущем: через 200-300 лет, — уверен заместитель директора Института физики атмосферы им. Обухова РАН, доктор физико-математических наук Владимир Семёнов. — Нужно иметь в виду, что произойти это может при очень сильном глобальном потеплении климата: примерно на 7-8 градусов. Современное потепление составляет около 1 градуса; к концу XXI века, согласно многим моделям, ожидается увеличение на 3 градуса. Американские учёные получили очень интересный научный результат, но он не является предвестником близкого климатического апокалипсиса.

Что касается вопроса о том, могут ли при глобальном потеплении совсем исчезнуть облака, то, конечно, никуда они не пропадут, пока в атмосфере Земли есть водяной пар. А пар будет, пока на планете есть вода».