Облачный атлас: внутримассовые системы облаков

Внутримассовые системы облаков не связаны с атмосферными фронтами и с восходящим движением воздуха над какой-либо поверхностью раздела. Они образуются в результате взаимодействия воздушной массы непосредственно с подстилающей поверхностью или в результате адвекции облачных систем из таких барических образований, как циклоны и ложбины.

Характер облачности в таких системах определяется степенью устойчивости и влажности атмосферного воздуха, наличием или отсутствием слоев инверсий, тепловым состоянием подстилающей поверхности.

Существенную роль играет также характер вертикальных движений. В антициклонах, где преобладают нисходящие движения, часто наблюдается ясная погода или тонкие подынверсионные облака St, Sc, Ас. Приносимые сюда из циклонов и ложбин фронтальные облака под влиянием нисходящих потоков размываются и утончаются.

По признаку температурной стратификации среды различают системы устойчивых и неустойчивых воздушных масс.

Для устойчивых воздушных масс характерны волнистообразные (слоистые и слоисто-кучевые) облака, горизонтальная протяженность которых может достигать нескольких сотен, а иногда и тысяч километров. Большое значение имеет также радиационное выхолаживание верхней границы облачности.

В зависимости от влагосодержания воздуха, степени его устойчивости, а также длительности процесса выхолаживания образующиеся облака могут иметь различную высоту нижней границы и различную вертикальную мощность.

Для неустойчивых воздушных масс характерны конвективные (кучевые и кучево-дождевые) облака. Количество и мощность конвективных облаков в неустойчивой воздушной массе зависят от степени ее неустойчивости, влагосодержания воздуха, отсутствия или наличия инверсий, скорости конвективных движений. Конвективные облака неустойчивой воздушной массы имеют достаточно четкий суточный ход: минимальное количество облаков наблюдается ночью, максимальное – днем, в 15–16 ч. При значительной неустойчивости возникшие утром Cu hum. развиваются и последовательно переходят в Сu cong. и Cb. Если неустойчивость воздушной массы невелика, Сu hum. в Cb не развиваются.

Стратосферные и мезосферные облака

Перламутровые облака

Перламутровые облака представляют собой очень тонкие просвечивающие облака, образующиеся на высотах около 22–30 км. По форме они схожи с чечевицеобразными, нередко имеют радужную окраску, обусловленную дифракцией света на частицах облаков. Предполагают, что они состоят из мелких переохлажденных капель воды и кристаллов льда. В сумерках перламутровые облака бывают настолько яркими, что на земле предметы отбрасывают тень. Вечером по мере захода солнца за горизонт расцветка постепенно бледнеет, свечение исчезает. С наступлением утренних сумерек облака снова начинают светиться. Наблюдаются крайне редко, преимущественно в горных странах зимой и в полярных широтах.

Серебристые облака

Серебристые, или мезосферные, облака образуются в районе мезопаузы на высотах около 82 км. Похожи на перистые или перисто-слоистые облака очень тонкой нежной структуры. Отличаются большой яркостью, но полностью прозрачны. Звезды просвечивают сквозь них, не теряя яркости. Имеют характерный шелковистый отлив и голубовато-белый (серебристый) цвет.

Основные особенности наблюдений за серебристыми облаками заключаются в следующем:

а) наблюдаются только в течение сумерек (вечерних и утренних) при освещении их лучами солнца, погруженного под горизонт на угол до 8° (гражданские сумерки) и до 18° (астрономические сумерки). Вечером, с окончанием гражданских сумерек, серебристые облака могут быть видны не только в северной половине неба, где их и следует прежде всего искать, но и вблизи зенита и даже несколько южнее. По мере опускания солнца сегмент небесного свода, занятый видимыми серебристыми облаками, все больше и больше сокращается. При угле погружения солнца 18°, когда видны все доступные глазу звезды, серебристые облака могут наблюдаться только на севере вблизи горизонта. В утренние сумерки последовательность явлений обратная;

б) наблюдаются только в теплое время года;

в) в северном полушарии наблюдаются преимущественно в широтной зоне 50–65°, в южном полушарии отмечаются иногда в более низких широтах. Выделяют 4 типа серебристых облаков.

1. Флёр – тонкая туманообразная пелена.

2. Полосы – размытые и резко очерченные наподобие тонких струй.

3. Валы (волны) – ряд резко очерченных параллельных коротких полос.

4. Завихрения – возникают во флёре, полосах и валах. Характерной особенностью серебристых облаков является довольно большая скорость их движения (40–80 м/с).

Происхождение и микроструктура этих облаков не ясны. Предполагалось, что они состоят из вулканической пыли, однако оптические явления, типичные для вулканических облаков, при наблюдениях за серебристыми облаками не отмечались.

В следующий раз мы поговорим об эволюции облаков.