Облака атмосферные, скопление в атмосфере продуктов конденсацииводяного пара в виде огромного числа мельчайших капелек воды или кристалликов льда либо тех и других. Аналогичные скопления непосредственно у земной поверхности называется туманом. Облака — существенный погодообразующий фактор, определяющий формирование и режим осадков, влияющий на тепловой режим атмосферы и Земли и т.д. Облака покрывают в среднем около половины небосвода Земли и содержат при этом во взвешенном состоянии до 10⁹т воды. Облака являются важным звеном влагооборота на Земле, они могут перемещаться на тысячи км, перенося и тем самым перераспределяя огромные массы воды.

Высоко-кучевые облака.

  В основном водяной пар содержится в нижней части атмосферы — тропосфере, поэтому именно здесь на различных высотах и сосредоточено подавляющее большинство Облака Однако нередко в стратосферу проникают перистые и кучево-дождевые Облака, последние могут иногда достигать высоты 16 и более км. В стратосфере могут также возникать перламутровые Облака(на высоте около 25 км), а в мезосфере — серебристые (около 80 км). К основным формам Облака (см. табл.) относятся: Облака нижнего яруса — слоистые (однородный, лишённый упорядоченной структуры, сравнительно тонкий слой), слоисто-кучевые (слой с ясно выраженной структурой в виде волн, гряд или крупных «пластин») и слоисто-дождевые (сплошная серая пелена большой вертикальной мощности, дающая длительные осадки в виде обложного дождя или снега); Облака среднего яруса — высоко-слоистые (сероватая или чуть синеватая пелена) и высоко-кучевые (похожие на слоисто-кучевые, но более тонкие. Облака верхнего яруса — перистые (неплотные, часто просвечивающие Облака в виде отдельных параллельных или спутанных нитей), перисто-слоистые (белая или голубоватая, довольно однородная пелена) и перисто-кучевые (тонкие, полупрозрачные Облака в виде ряби или скопления хлопьев) и, наконец, Облака вертикального развития, имеющие сравнительно плоские основания и куполообразные вершины часто причудливых очертаний кучевые, мощно-кучевые и кучево-дождевые. Имеются многочисленные разновидности основным форм Облака

Перистые когтевидные облака (Ci unc.).

  Образование Облака связано с возникновением в атмосфере областей с высокой относит. влажностью. Наличие в атмосфере огромного числа мельчайших частиц, играющих роль ядер конденсации, обеспечивает появление зародышевых капель уже при достижении насыщения. Условия же насыщения создаются в результате охлаждения воздуха, вызванного, например, расширением его при упорядоченном подъеме на фронтах атмосферных (так образуются Облака Ns и системы Ns—As—Ac), при неупорядоченном турбулентном перемешивании или волновых движениях (St, Sc, Ac), при конвективном подъеме (Cu, Cu Cong, Cb), при отекании горных препятствий (Ac) и др. Дальнейшее охлаждение воздуха приводит к появлению избыточного пара, который поглощается растущими каплями. Т. о., первоначально капли растут преимущественно за счёт конденсации водяного пара. Затем по мере их укрупнения, всё большую роль начинают играть процессы столкновения и слияния капель друг с другом (т. н. коагуляция облачных элементов). Коагуляционный механизм — основной механизм роста облачных капель радиусом более 30 мкм. При отрицательных температурах Облака могут быть капельные (переохлажденные), кристаллические или смешанные, т. е. состоящие из капель и кристаллов. Малые размеры облачных капель позволяют им долго сохраняться в жидком виде и при отрицательных температурах. Так, при —10 °С Облака в половине случаев капельные, в 30% — смешанные и лишь в 20% кристаллические. Переохлажденные же капли в Облака встречаются вплоть до —40 °С. Пересыщение над кристаллами значительно больше, чем над каплями (насыщающая упругость водяного пара над льдом ниже, чем над водой), благодаря чему в смешанных Облака кристаллы растут значительно быстрее капель, что способствует выпадению осадков.

Средние и мощные кучевые облака (Cu med., Cu Cong.).

  Размеры подавляющего большинства капель в Облака составляют тысячные и сотые доли мм, а их концентрация — сотни в 1 см³. Кристаллы обычно имеют в десятки раз б_ольшие размеры, а концентрация их в тысячи и десятки тысяч раз меньше (до сотни в 1 л). Форма кристаллов зависит главным образом от температуры их образования и чрезвычайно разнообразна — иглы, столбики, пучки столбиков, тонкие и толстые пластинки и, наконец, просто частицы неправильной формы. В Облака, как правило, присутствуют и «сверхкрупные» капли, достигающие десятых долей мм с концентрацией единицы и менее в 1 л. Подобные частицы являются зародышами осадков и вносят основной вклад в радиолокационный сигнал от капельных облаков. Масса сконденсированной воды в единице объёма Облака называется водностью Облака и колеблется обычно от десятых долей до неск. г/м³ для капельных Облака и от тысячных до десятых долей г/м³ в кристаллических. Данные о физическом строении Облака получены главным образом с помощью самолётов — летающих лабораторий, оснащенных специальной аппаратурой. Дифракция и преломление света в частицах Облака вызывают различные оптические явления — глории, гало, венцы и др.,— по которым можно судить о наличии в Облака капель или кристаллов. Широкое применение находят радиолокационные методы исследования Облака, развиваются спутниковые и лазерные методы.

Высоко-кучевые облака (Ac).

  Многообразны и сложны физические процессы, управляющие развитием Облака Возникнув на ядрах конденсации, облачные капли растут, перемещаются внутри Облака, выносятся за его пределы и испаряются. Время жизни облачных частиц может быть во много раз меньше времени жизни Облака в целом. Цикл жизни Облака в целом завершается его испарением. Выпадение осадков способствует уносу воды и ускоряет процесс разрушения Облака Длительное существование Облака объясняется малыми скоростями падения частиц (капли радиусом 1—10 мкм падают со скоростью 0,05—1,2 см/сек), наличием восходящих движений воздуха, которые не только поддерживают облачные частицы, но и вместе с турбулентными движениями обеспечивают приток водяного пара и способствуют зарождению новых частиц.

Высоко-слоистые облака (As), снимок Ёдзо Ито (Япония).

  Можно управлять некоторыми процессами в Облака, искусственно изменяя их фазовое состояние и микроструктуру. Наибольшие успехи достигнуты в рассеивании переохлажденных Облака и туманов, в воздействии на градоопасные Облака в целях предотвращения градобитий (см. Град). Для рассеяния переохлажденных Облака и туманов в них вносятся (с помощью специальных наземных установок—генераторов или с самолёта) хладореагенты (частицы сухого льда — твёрдой углекислоты) или частицы ледообразующих веществ (йодистое серебро, йодистый свинец и др.), способствующие образованию в Облака достаточного количества кристалликов льда, которые затем укрупняются и выпадают из облаков. При этом упругость водяного пара в Облака понижается, капли испаряются и наступает рассеяние Облака (тумана). Таким методом рассеивают туманы и низкие Облака над взлётно-посадочными полосами в аэропортах. Время и место внесения реагентов определяются с помощью специальных метеорологических радиолокационных станций. Облака могут быть искусственно созданы с помощью тепловых источников конвекции — метеотронов — или с помощью внесения дополнительной влаги. Так, при сгорании 1 кг керосина образуется около 1,2 кг водяного пара. Этого обычно достаточно для образования конденсационных следов за самолётами, летящими на высоте 8—12 км. Длительность существования таких следов зависит от влажности атмосферы.

Кучево-дождевое облако (Cb) (снимок с самолёта С. М. Шметера).

  Ведутся активные поиски способов искусственного регулирования и перераспределения осадков. Большая природная изменчивость количества естественно выпадающих осадков существенно осложняет проблему определения реальной эффективности применяемых методов воздействия. С развитием этих методов всё большее внимание привлекают экономические, юридические и социальные аспекты проблемы искусственного воздействия на погоду.

 

Основные формы облаков и их характеристика

Формы облаков, их латинские названия и обозначения	Размеры облаков			Преимущественное фазовое строение	Время жизни облака	Максимальные вертикальные скорости	Виды осадков у земли
	высота нижней границы, км	Толщина, км	Горизонтальная протяжённость, км
Слоистообразные облака
Слоистые, Stratus (St)…………………….   Слоисто-кучевые, Stratocumulus (Sc)….   Высоко-кучевые, Altocumulus (Ac)……   Перисто-кучевые, Cirrocumulus (Cc)…..   Слоисто-дождевые, Nimbostratus (Ns)…..   Высоко-слоистые, Altostratus (As)………   Перисто-слоистые, Cirrostratus (Cs)……..   Перистые, Cirrus (Ci)…………………….	0,1-0,7     0,4—2,0     2—6     6—9     0,1—1,0     3—6     5—9     6—10	0,1—1,0     0,1—1,0     0,1—0,8     0,2—1,0     1—10     0,5—3     0,5—5     0,2—3	10-103     10—103     10—102     10—102     10—103     10—103     10—103     10—103	капельные     капельные     капельные, смешанные   кристаллические     смешанные     смешанные, кристаллические   кристаллические     кристаллические	сутки и более   »     »     »     »     »     »     »	десятки см/сек     »     »     »     »     »     »     »	отсутствуют или морось   то же     отсутствуют     отсутствуют     дождь, снег     дождь, снег     отсутствуют     отсутствуют
Кучевообразные облака
Кучевые, Cumulus (Си)......……………….   Мощно-кучевые, Cumulus Congestus (Cu Cong.)..…………..   Кучево-дождевые, Cumulonimbus (Cb)..	0,8—2,0       0,8—2,0     0,4—1,5	0,3—3       3—5     5—12	1—5       2—10     5—50	капельные       капельные     смешанные	десятки минут     »     »	1 м/сек       10 м/сек     15—20 м/сек	отсутствуют       отсутствуют     ливень, град

Слоисто-кучевые облака (Sc) (снимок с самолёта).

 

Перисто-кучевые облака (Cc tract.) — след за самолётом.

  Лит.: Атлас облаков, под ред. А. X. Хргиана, Л., 1957; Физика облаков, под ред. А. Х. Хргиана, Л., 1961; Шметер С. М., Физика конвективных облаков, Л., 1972; Труды VIII Всесоюзной конференции по физике облаков и активным воздействиям, Л., 1970; Изменение погоды человеком, пер. с англ., под ред. И. П. Мазина, М., 1972; Mason В. J., The physics of clouds, Oxf., 1957; Proceedings of the International conference on cloud physics, Toronto, August, 1968, Toronto, 1968.

Слоисто-кучевые облака (вид с земли).

  И. П. Мазин.