Облачный атлас: введение в системы облаков
Появление, развитие, трансформация и разрушение облаков и облачных систем подчиняются определенным закономерностям. Облака располагаются на небесном своде в виде скоплений определенной формы или систем облаков разных форм, различной протяженности и структуры. Облачные системы характеризуются последовательностью форм, размерами и высотой облаков во времени и пространстве. Они отделяются друг от друга участками ясного (малооблачного) неба или более высоких облаков.
Материалы радиолокационных наблюдений, метеорологических спутников Земли показывают, что кроме облачных систем синоптического масштаба, называемых макросистемами (протяженность порядка 103 км и более, продолжительность существования от 1 до 5 дней), имеются также системы меньшего масштаба, именуемые мезосистемами (протяженность порядка 10–102 км, продолжительность существования от нескольких до десяти часов).
При плотности действующей в настоящее время метеорологической сети Росгидромета мезосистемы или совсем не выявляются, или фиксируются одной-двумя станциями, что не позволяет определить их истинные размеры и погодные характеристики. Однако они представляют большой практический интерес, так как с ними связаны многие неблагоприятные и опасные гидрометеорологические явления.
Технические возможности искусственных спутников Земли и метеорологических радиолокаторов позволяют наблюдать мезосистемы и следить за их эволюцией. Макросистемы определяются только со спутников, они бывают
- фронтальными
- внутримассовыми
Фронтальные системы облаков
Фронтальные макросистемы представляют собой огромные облачные системы, вытянутые вдоль фронта на тысячи километров и в ширину на сотни километров. Облака обычно распространяются в высоту на значительную часть тропосферы и иногда разделяются на слои. Внутри системы могут возникать безоблачные прослойки.
Установлено, что на некоторых участках фронтальной поверхности (фронта) время от времени возникают мезопроцессы, под влиянием которых образуются более или менее обособленные мезосистемы облаков. В мезосистемах, в отличие от соседних участков, облака имеют другие высоты, толщины и формы, в связи с чем непрерывность изменения свойств облачного покрова во фронтальной системе нарушается.
Поскольку продолжительность мезопроцессов небольшая, мезосистемы облаков как структурные объекты фронтальной облачности (и вообще облачных макросистем) разрушаются на одних участках системы и возникают на других.
Теплым фронтом называется поверхность раздела двух воздушных масс в том случае, если она перемещается в сторону холодного воздуха. Прохождение теплого фронта характеризуется, как правило,
- пасмурной погодой,
- усилением ветра,
- продолжительными обложными осадками
Зимой – это
- снегопады, нередко с метелями
- оттепели
в другие сезоны года – обложные дожди.
Для типичной системы облаков теплого фронта характерна достаточно четкая последовательность смены форм облаков во времени и пространстве.
В стадии формирования, как и в стадии распада, фронтальная система характеризуется облаками верхнего и среднего ярусов. Мезосистемы облаков в пределах макросистемы теплого фронта наблюдаются чаще всего в следующих случаях.
- В передней ее части в виде гряд (полос) Ci и Cs, отделенных участком ясного (малооблачного) неба от основного массива. В такой гряде по мере прохождения ее через пункт наблюдения происходит сначала увеличение и уплотнение облачности, а затем уменьшение и утончение облачности. Ясное (малооблачное) небо, появляющееся после прохождения этой мезосистемы, может сохраняться в пункте наблюдения несколько часов.
- Часто мезосистемы отмечаются в зоне наибольшего падения давления (в зоне наибольших значений отрицательной барической тенденции) на расстоянии 100–300 км от линии фронта. При этом наблюдается следующая фронтальная последовательность смены форм: тонкие As быстро переходят в плотные As, затем появляются низкие Ns, с которыми связаны и наиболее интенсивные осадки. Вскоре высота облаков резко увеличивается. Создается впечатление, что фронт уже прошел, однако основная зона облаков, связанная с линией фронта, приходит несколько позднее. Иногда система облаков теплого фронта (на отдельных участках) состоит из двух-трех таких более плотных параллельных полос.
Появление облаков Cb на теплом фронте в летнее время по существу также означает появление мезосистемы, которая может сопровождаться и грозами, и ливнями. Таким образом, макросистема облаков теплого фронта может включать несколько мезосистем, в каждой из которых наблюдается своя последовательность изменения количества и высоты облаков, нарушающая типичную фронтальную последовательность. Единой облачной системы, представляемой на типичных схемах, т. е. с постепенным увеличением облачности и снижением высоты облаков к линии фронта, в этих случаях не наблюдается. В мезосистемах преобладают переходные формы облаков в результате действия процессов различного масштаба и различной активности.
В следующий раз продолжим разговор о системах облаков.
