Классификация облаков

Форм облаков очень много, но они сводятся к нескольким основным типам. Выделяют 10 основных форм (родов) облаков по их внешнему виду, однако эти формы хорошо согласуются с особенностями их формирования.

Выделяют три яруса облаков – верхний, средний, нижний. Также выделяют три основных класса облаков – перистые, слоистые и кучевые. Перистые наблюдаются только на верхнем ярусе, слоистые и кучевые – на любых. В особую группу отдельно выделяют облака, из которых происходят осадки (nimbus). В результате получается 10 комбинаций высоты и классов облаков, дающих 10 основных форм облаков. Они схематически показаны на рис.6.17.

Рис.6.17. Классификация облаков

Нижний ярус: St – Слоистые (Stratus); Ns – Слоисто-дождевые (Nimbostratus); Sc – Слоисто-кучевые (Stratocumulus).

Средний ярус: As – Высоко-слоистые (Altostratus); Ac – Высоко-кучевые (Altocumulus).

Верхний ярус: Ci – Перистые (Cirrus); Cs – Перисто-слоистые (Cirrostratus); Cc – Перисто-кучевые (Cirrocumulus).

Облака вертикального развития: Cu – Кучевые (Cumulus); Cb – Кучево-дождевые (Cumulonimbus).

Деление на ярусы в некоторой степени условно, но оно очень полезно в практических целях, т.к. каждому ярусу свойственны определенные особенности облаков и определенные их роды. Т.к. тропопауза на разных широтах располагается на разных высотах (ее высота уменьшается от экватора к полюсам, как и толщина тропосферы), то и ярусы для разных широт выделяются по-разному. Отметим, что «приписываются» облака не обязательно к тому ярусу, в котором они находятся (бывает, что облака, начинаясь в пределах одного яруса, достигают вверх другого). Облака относят к тому ярусу, на котором находится их основание (табл.6.1). Для каждого яруса характерны свои формы облаков (см. подпись к рис.6.17).

Таблица 6.1.

Высота ярусов облаков в различных широтных поясах, км.

Облака вертикального развития называются так потому, что нередко располагаются на двух и даже на всех трех ярусах, поэтому их отнесение к конкретному ярусу нецелесообразно. Кроме того, такие облака образуются благодаря вертикальным конвективным движениям, в отличие от слоистых, образующихся в результате неупорядоченных преимущественно невертикальных движений на большой площади. Это также дает повод не относить конвективные облака вертикального развития к конкретным ярусам.

Всего насчитывается около сотни видов облаков, однако тонкие различия важны разве что для аэрологов. С точки зрения метеорологии важнее происхождение облаков и их основные свойства, главные из которых – способность давать осадки и генезис облаков. Генезис (происхождение) облаков важно, т.к. облака бывают внутримассовыми и фронтальными, а в ряде случаев некоторые особенности облаков и их распространения могут служить предвестниками погоды. Что касается осадков, то они возможны лишь из некоторых форм облаков, которые в таком случае получают приставку «дождевые» (nimbus).

Отметим, что кроме общей классификации, приведенной выше, существуют и другие, например, классификация по микроструктуре и водности. Согласно этой классификации облака делят на три класса: водяные (капельные) - состоящие только из капель, ледяные (кристаллические) – состоящие только из кристаллов, и смешанные.

В теплое время года водяные облака образуются главным образом в нижних слоях тропосферы, смешанные - в средних, ледяные - в верхних. В холодное время года при низких тем­пературах смешанные и ледяные облака могут возникать и вблизи земной поверхности.

Рассмотрим основные особенности облаков по 10 основным формам международной классификации.

1. Облака верхнего яруса - самые высокие облака тропо­сферы. Они образуются при наиболее низких температурах и состоят только из ледяных кристаллов. Эти облака имеют белый цвет, они полупрозрачны и мало затеняют солнечный свет. Они не представляют опасности для полетов авиации.

Перистые облака выглядят как отдельные нити, гряды или полосы волокнистой структуры. Обычно с одного из концов каждого облака имеется характерный изгиб, так что все облако по форме напоминает крючок. Перистые облака, постепенно заволакивающие все небо, служат заблаговременным признаком скорого изменения погоды.

Перисто-кучевые облака представляют собой гряды или пла­сты, состоящие из очень мелких хлопьев, шариков, завитков (барашков). Часто они напоминают рябь на поверхности воды или песка.

Перисто-слоистые облака представляют собой тонкую проз­рачную белесоватую вуаль, частично или полностью закрываю­щую небосвод. Иногда они имеют волокнистую структуру. В этих облаках часто возникают оптические явления гало (световые круги вокруг Солнца, слегка окрашенные в радужные цвета). Эти облака трудно наблюдать, ибо они скорее похожи на дымку. Наиболее надежно их можно определить по характерному гало вокруг Солнца.

2. Облака среднего яруса. Эти облака могут как образоваться на среднем ярусе, так и представлять собой оторвавшиеся от мощных кучевых облаков фрагменты. Облака среднего яруса как правило, не представляют особой опасности для полетов авиации.

Высоко-кучевые облака представляют собой облачные пла­сты или гряды белого или серого цвета (иногда одновременно обоих). Это достаточно тонкие облака, более или менее затеняющие солнце. Пласты (или гряды) состоят из плоских валов, дисков, пластин, часто расположенных рядами. В них нередко возникают оптические явления венцы (своеобразные ореолы или кольца вокруг Солнца). Для высоко­кучевых облаков характерна радужная окраска краев облаков, направленных к солнцу.

Высоко-слоистые облака представляют собой светлый, молочно-серый облачный покров различной плотности, застилаю­щий небосвод целиком или частично. Через менее плотные уча­стки в виде размытых пятен могут просвечивать Солнце и Луна. Высоко-слоистые облака являются типичными смешанными облаками: наряду с мельчайшими каплями в них содержатся и мелкие снежинки. Такие облака дают слабые осадки, которые в теплое время года, как правило, испаряются по пути к земной поверхности. Зимой из них часто выпадает мелкий снег. Тем не менее, к дождевым эти облака не относят, т.к. осадки из них гораздо более редки, чем из других облаков.

3. Облака нижнего яруса. Это облака в основном горизонтального развития – вертикальная конвекция в них развита слабо, но эти облачные системы распространяются над большими площадями.

Слоистые облака - однородный серый слой капельного строения. Из этих облаков может выпадать морось. При доста­точно низких отрицательных температурах в облаках появля­ются и твердые элементы, тогда из них могут выпадать ледя­ные иглы, мелкий снег, снежные зерна. Солнечный диск, про­свечивающий сквозь облака, имеет четкие очертания. Иногда эти облака имеют вид разорванных клочьев.

Слоисто-дождевые облака имеют такое же происхождение, как и высоко-слоистые. Однако слой их более мощный (не­сколько километров). Основание этих облаков находятся в нижнем ярусе, но слой может быть весьма мощным. В верхней части они состоят из мель­чайших капель и снежинок (схожи с высоко-слоистыми обла­ками), а в нижней могут содержать также крупные капли и снежинки. Поэтому слой этих облаков имеет темно-серый цвет. Солнце и луна сквозь него не просвечивают. Из этих облаков, как правило, выпадает обложной дождь или снег, достигающий земной поверхности.

Слоисто-кучевые облака представляют собой гряды или слои серых или беловатых облаков, почти всегда имеющие более темные участки. Облака эти состоят из таких же элементов, что и высоко-кучевые (из дисков, плит, валов), однако более круп­ных. Расположены структур­ные элементы чаще всего рядами. Слоисто-кучевые облака со­стоят в основном из мелких однородных капель (при отрица­тельных температурах - переохлажденных) и не дают осадков.

4. Облака вертикального развития. Это облака, в которых сильно развита вертикальная конвекция, поэтому они весьма опасны для авиации, летчики предпочитают не залетать в такие облака, особенно если они дождевые.

Кучевые облака - плотные с резко очерченными контурами отдельные облака, развивающиеся вверх в виде холмов, купо­лов, башен. Имеют ослепительно белые клубящиеся вершины (похожие на кочаны цветной капусты). Основания облаков срав­нительно темные. При большом количестве кучевые облака об­разуют гряды, но иногда наблюдаются в виде многочисленных отдельных облаков. Кучевые облака состоят только из водяных капель (без кристаллов) и осадков не дают. Однако в тропиках, где водность облака ве­лика, из них вследствие взаимного слияния капель могут выпа­дать небольшие дожди.

Кучево-дождевые облака образуются в результате дальней­шего развития кучевых облаков. Они представляют собой мощ­ные кучевообразные массы, очень сильно развитые по верти­кали в виде гор и башен. Часто простираются от нижнего до верхнего яруса. Закрывая солнце, они сильно уменьшают осве­щенность. Вершины их приплюснуты, имеют волокнистую перистообразную структуру и нередко характерную форму накова­лен, по которым издалека всегда легко идентифицировать кучево-дождевое облако. Кучево-дождевое облако состоит в верхней части из ледяных кристаллов, а в средней - из кристаллов и капель различного размера, вплоть до самых крупных. Они дают осадки ливневого характера. С такими облаками часто связаны грозовые явления, поэтому их называют еще грозовыми (а так­же ливневыми). На фоне их нередко наблюдается радуга. Кучево-дождевые облака нередко сопровождаются шквальным ветром и могут быть очень опасными, особенно над океаном. Многие погибшие корабли обязаны своей печальной судьбой именно встрече с мощным кучево-дождевым облакам.