Удивительное рядом

№49 от 03 декабря 2015 года

Статья

Комментарии (0)

Облачная мозаика

Вероятно, каждый из нас, прежде чем выйти на улицу, смотрит в окно. И зачастую даже беглый взгляд на небо может дать больше информации, чем подробный прогноз погоды. Пока свод воздушный ясный или с легкими облачками — дождя-снега не будет. А вот пасмурное, сероватое небо предупреждает: ждите осадков. Если же тучи грозовые бродят в поднебесье низко-низко — надвигается ненастье…
Что же собой представляют облака? Оказывается, это… вода. Скопление (около 10 млр/м3) невидимых глазу частиц водяного пара. Почему же на небе она выглядит не так, как на земле? Существует в виде капелек (до -10 °С) или снежинок, кристалликов льда (ниже -15°С) с диаметром всего несколько тысячных миллиметра. Отражает свет во всех направлениях. Отсюда молочный цвет облака, его непрозрачность, размытость. А у налитой в емкость воды — поверхность ровная, однородная. Вспомните: на морозе мы тоже выдыхаем мини-облачка. В них полно молекул пара — не менее 4% от общего веса воздуха. Но они слишком малы, чтобы побелить воздух. И лишь когда теплое дыхание смешивается с холодным воздухом, движение частиц замедляется, они охотнее кучкуются, становясь видимыми. То же происходит и с облаками. Нагреваясь, поверхность земли рождает потоки теплого воздуха. Они-то и поднимают влагу и излишек тепла вверх, способствуя удержанию в воздухе капелек минут десять. Почувствовать их можно в самолете, летящем сквозь облака, — его слегка покачивает.

А почему вдруг частички падают на землю? И из одних облаков идет дождь, снег, град, а из других — ничего? Все зависит от их размеров. Облака ясной, сухой погоды состоят из капелек не больше 0,005 мм в диаметре. И чтобы пробиться через восходящие потоки теплого воздуха, им надо укрупниться. У тяжелых больше шансов упасть. Но для этого молекулы воды должны зацепиться за какие-либо твердые частицы диаметром не более 0,001 мм. Это будущие ядра конденсации облаков: пылинки, песчинки… На них-то и скапливается влага, подобно выпадению кристаллов соли из перенасыщенного раствора на опущенную нитку или палочку. Не случайно над крупными городами, где в воздухе много примесей, облаков всегда больше.
Если лужицы на земле замерзают при 0°С, то капли в атмосфере ведут себя иначе. Им опять нужны ядра, но на этот раз их объем при диаметре от 0,005 мм должен быть в 100—130 тыс. раз больше ядер для конденсации. Однако нужные частицы скальных пород и иных минералов редки, как и кристаллы льда. А раз их нет, то капли могут переохлаждаться, пока температура не опустится до -35°С… и даже -40°С. Тут и ядра найдутся, и начнется реакция замерзания. Кристаллы льда, сталкиваясь с такими каплями, растут. Достигнув нужных для бегства размеров, вырываются из облака. Попадая под ним в более теплые условия, тают, падая на землю в виде дождя.
Увы, мы нередко нарекаем на дождь. Однако не стоит забывать, что небесная вода подпитывает моря, реки, озера. Без нее не было бы жизни. Облачный покров снижает количество солнечного излучения, поглощаемого землей, охлаждая планету. И если бы облака исчезли — на Земле бы потеплело. Где-то их почти нет, где-то сплошная пелена. И все из-за разной степени загрязненности и скорости, мощности проносящихся потоков воздуха. Насыщаясь влагой в одном месте, в другом они отдают ее. Затяжная непогода обычна для зон соприкосновения теплого и холодного воздуха. К тому же облака — еще и очистители, изымающие вредные примеси. Если бы не они, воздух в городах был бы мутным, едким, смертоносным…
Наблюдать за облаками — очень интересное занятие. «Тучки небесные! Вечные странники!» постоянно в движении. А какие невероятные композиции они создают! Учат нас образному мышлению. Как же разобраться в этой облачной пестроте? Очень просто. Несмотря на разнообразие, облаков всего-навсего три основных типа.

Знакомые зимние мотивы: нависающие над землей (высота 0,5 км) непрозрачные плоские туманообразные или разорванные серые образования — слоистые облака. Как по волшебству: то исчезают, то появляются. Однако редко много влаги отдают — лишь моросящий дождик или отдельные снежинки. В зависимости от степени видимости различают туман (меньше 1 км) и дымку (1-2 км).
Клочки ваты, башни, холмы, овечки… — это кучевые облака. Отражая лучи солнца, они слепят, а когда оно за ними — мрачнеют. Днем и вечером встречаются разорванные, а утром — маленькие, плоские (в ширину больше, чем в высоту). И их, и средних братьев (что в ширину, что в высоту) величают облаками ясной погоды. Выстроившись рядами параллельно ветру, образуют «улицы». И лишь в ненастье преображаются в сердитые кучевые мощные облака — младшие братья грозового. Лишь оно слабнет, претенденты на трон тут же заменяют его. Ливни, град, бури, грозы, ураганы и даже торнадо... — работа царя облаков, способного подбросить самолет, как блин на сковородке. Низко нависающая темно-синяя туча-борода с белыми вершинами несколько километров шириной и высотой более восемнадцати может растянуться на сотни километров. А когда тучи, злодеи облачного мира, норовят сбиться в банды — жди еще большей беды: в груду хлама превращается все, что попадается на их пути…
Все осадки да осадки. В небе появились просветы, открыв завитки изящных перистых облачков («разметавшиеся пряди спутанных волос»). Название-то какое! Под стать легкокрылым, сотканным из кристаллов образованиям. Молчаливые мимолетности не пугают дождем-снегом, да и с ветром не дружат и свет не закрывают.

Почему так не похожи облака? Образуются на разных высотах. К тому же могут соединяться. Ближе всего к земле (не выше 2 км) — облака нижнего яруса (кучевые и слоистые). Взбившись, могут превращаться в слоисто-кучевые (волны, гряды, пластины), принося слабый дождь, снег. Облака среднего яруса встречаются на высоте 2–8 километров. Это высококучевые (бело-серо-синеватые волны-булочки) и высокослоистые (серая пелена). А когда на небе плывут всколоченные седины, знайте: нагрянули плаксивые слоисто-дождевые облака. «Стойкие солдатики» поливают не спеша, без перерыва. Повыше (5—14 км) забрались облака верхнего яруса, обычно без осадков. Это льдистые образования и облака «в яблоках» — перисто-кучевые (тонкая рябь) и перисто-слоистые (нити, туман). Сквозь них видны солнце и луна.
Основные типы могли бы забрать всю славу себе, но не стоит забывать и об облаках-компаньонах (царской свите) — разорванно-дождевых, облачной шапке, вуали. Поодиночке они не ходят, появляясь лишь с главным облаком. Будучи в центре событий, порой увлекаясь, теряются в нем. Многие вообще именуются добавочными элементами. Это разные фигуры-утолщения: признак надвигающегося смерча — «указующей в направлении земли перст» (хобот); расширение вбок типа ледяного полога (наковальня); вымеобразные облака-груди (вымя), передний край грозы (грозовой вал)…
Вот и подошло к концу наше знакомство с удивительными небесными созданиями. Не забывайте о них в осенне-зимнее ненастье, когда «как на древнем, выцветшем холсте стынет небо тускло-голубое», затянутое серой пеленой. Любуйтесь необычными образованиями, принимающими самые разнообразные формы — от изящных кружев, парящих птичек и рыбок, тучных барашков-овечек до сказочных персонажей и воздушных замков! Ведь они — «поэзия Природы, произносимая шепотом» и до конца не раскрытая, написанная так крупно, чтобы видно было всем.

Цифры и факты

* Капельки воды средних размеров облака примерно в 1 км3 весят столько же, сколько 80 слонов: их общий вес достигает 200 тыс. кг, а слон в среднем весит 2,5 тыс. кг.
* Падающие частички облаков разные по диаметру — от дымки в несколько сотых долей миллиметра до измороси (0,2—0,5 мм) и дождевых капель (0,5—5 мм). Когда же диаметр приближается к 8 мм, капли разбиваются на более мелкие.
* Для удаления из атмосферы под облаком до 99% частиц и растворимых газов, например двуокиси серы, достаточно всего лишь 2,5 см3 дождевых осадков.
* Каждый день в мире случается около 40 тыс. гроз. В центре каждой — кучево-дождевое облако (и не одно). Энергия его приравнивается к мощности десятка бомб вроде той, что была брошена на Хиросиму. При вспышке молнии выделяется невероятное количество теплоты (гром). Воздух нагревается до 27000°С. Это в четыре раза выше температуры поверхности Солнца!
* Самые высокие (более 7 км) и быстрые среди облаков — перистые. По сравнению с кучевыми кажутся неподвижными, хотя и несутся с ветром наперегонки со скоростью 160—240 км/час.

Татьяна МОИСЕЕВА, биолог, писатель