Как образуются облака

Облака, так же как и туманы, есть не что иное, как скопление продуктов конденсации водяного пара на некоторой высоте. Строение облаков подобно строению тумана. В зависимости от состояния облачных элементов различают облака водяные, или капельножидкие, состоящие только из капелек воды; ледяные, состоящие только из кристалликов льда, и смешанные, состоящие как из капелек, так и из ледяных кристалликов. При температурах от 0 до -12, -15° облака состоят из переохлажденных капелек и частью из кристаллов при более низких температурах они имеют преимуще­ственно кристаллическую структуру, хотя сильно переохлажден­ные капли в облаках могут наблюдаться до температуры -30, -40°.

Радиус капелек в одном и том же облаке колеблется в довольно широких пределах: от 1—5 до 70—100. Механизм образования облаков весьма сложен, но общим условием для их образования и развития являются небольшое пересыщение водяного пара, и наличие активных ядер конденса­ции на той или иной высоте в свободной атмосфере.

Из большого разнообразия форм облаков по условиям их образования можно выделить три основных типа: кучеобразные, слоистообразные и волнистые, располагающиеся параллельны­ми грядами или волнами.

Облака типа кучевых образуются в результате термиче­ской и динамической конвекции. Влажный воздух при этом, поднимаясь, адиабатически охлаждается на некоторой высоте от поверхности земли достигает состояния полного влагонасыщения и пересыщения. С этой высоты, называемой уровнем конденсации, начинается сгущение водяного пара и образование облака. По мере дальнейшего развития процесса конденсации облако постепенно разрастается как в ширину, так и в высоту.

Такого типа облака образуются и развиваются при наличии неустойчивого состояния атмосферы в дневное время над сушей и в ночное над морем. Нередко кучевые облака раз­виваются от уровня конденсации (500—600 м) и до высоты 6— 9 км, превращаясь в мощные грозовые облака. Из таких обла­ков выпадают ливни, сопровождающиеся грозами и опасными для морского транспорта сильными шквалами. Облака типа слоистых образуются либо вследствие ра­диационного излучения (охлаждения) воздушного слоя, либо в результате смешения разных по влагосодержанию и температу­ре воздушных масс. В других случаях такие облака образуются при медленном натекании теплого воздуха на холодный. В каждом из этих случаев процесс облакообразования про­исходит в результате охлаждения влажного воздуха в простран­стве с большой горизонтальной протяженностью. Поэтому слоистообразные облака закрывают небо нередко на сотни и тысячи километров.

Высота нижней границы слоистообразных облаков бывает различной: от нескольких десятков метров до 6—7 км и более. Облака типа волнистых образуются на границе двух слоев воздуха, резко отличающихся между собой плотностью (температурой) и скоростью движения. В этих случаях на по­верхности раздела таких слоев в атмосфере образуются воздушные волны подобно тому, как образуются волны па поверхности моря при ветре. Влажный воздух, поднимаясь на вершину вол­ны, адиабатически охлаждается, водяной пар конденсируется, образуя облака вдоль всего гребня волны. Система параллельных друг другу волн образует волнообразную облач­ность, располагающуюся параллельными грядами. При наблю­дении с поверхности земли эти облака благодаря перспективе кажутся сходящимися у горизонта полосами или валами. Вол­нистые облака могут образовываться в тропосфере на любой высоте.