"Зимой у нас в небе словно сплошное болото": правда об облаках, о которой мы не задумываемся
Хотя облака ассоциируются у нас с чем-то легким и воздушным, на самом деле их вес составляет сотни, тысячи, а огромные кучевые облака – даже миллионы тонн, так как они состоят из мельчайших капель воды. Об этом в передаче Латвийского радио "Zināmais nezināmajā" рассказали руководитель отдела прогнозов и климата Латвийского центра окружающей среды, геологии и метеорологии Андрис Виксна и аспирантка факультета точных наук и технологий Латвийского университета, руководитель Школы молодых физиков Агнесе Спустака.
Облака – древнейшие вестники погоды
От свинцово-серого "покрывала" зимой до мечтательных кучевых облаков летом – облака могут принимать самые причудливые формы, каждая из которых сообщает нам о предстоящих погодных изменениях. "С древних времен облака были самым простым индикатором того, что нас ожидает, ведь без дождя или, наоборот, без солнца невозможно представить многие повседневные процессы. Даже сегодня мы зависим от сельского хозяйства, от его продукции, а урожайность напрямую зависит от погоды", – объясняет LSM.lv Андрис Виксна.
При этом облака указывают не только на погоду в ближайшие часы, но и на долгосрочные изменения климата. "Облака огромны, а значит, они способны существенно влиять на происходящее в долгосрочной перспективе. Они могут накапливать тепло и пропускать больше солнечной энергии в атмосферу, либо, наоборот, защищать нас от слишком быстрого ее рассеивания. Это помогает нам удерживать глобальное тепло, изучать его и прогнозировать будущие изменения", – поясняет Агнесе Спустака.
Стоит ли верить народным приметам?
Наблюдение за облаками перед важными делами – это вовсе не просто предрассудки наших предков. Многие народные приметы, связанные с облаками, имеют под собой научное обоснование.
"По-прежнему действует примета: если солнце садится в красных облаках, на следующий день будет дождь. Конечно, это не означает 100% вероятность осадков, но указывает на повышенную влажность в атмосфере. Увеличивается количество плотных облаков, солнце садится за облаками – все это чаще всего свидетельствует о приближении атмосферного фронта, который, скорее всего, принесет дождь", – объясняет Виксна.
Таких наблюдений существует очень много. Хотя климат в наши дни меняется, законы физики остаются неизменными, а значит, многие народные приметы актуальны и сегодня.
Как образуются облака?
Чтобы лучше понять процесс формирования облаков в атмосфере, Спустака предлагает представить воздух в виде кухонной губки, которая может удерживать определенное количество воды. "Чем теплее воздух, тем больше воды он может в себе удерживать. Соответственно, когда воздух охлаждается, он больше не может удерживать воду, и происходит конденсация – водяной пар превращается в капли, образуя облака", – объясняет Спустака.
По такому же принципу формируется и туман, который можно считать одним из видов облаков. Кучевые облака образуются, когда нагретая солнцем земля испаряет воду, и теплый воздух поднимается вверх. Однако, достигнув высоты примерно одного километра, воздух охлаждается на 10 градусов, и в результате конденсации появляются облака.
"Почему облака выглядят по-разному? Белые кучевые облака состоят из капель воды, которые еще слишком малы, и поэтому хорошо отражают свет. Когда капли становятся крупнее, вода начинает поглощать свет, его становится меньше, и мы видим облака серыми", – поясняет Спустака.
Разумеется, на формирование облаков влияют и другие атмосферные процессы – ветер, температура воздуха, давление, влажность, интенсивность солнечного излучения. "Атмосфера – это не однородная среда, она хаотична, и процессы в ней происходят одновременно. Эти процессы крайне сложны, и иногда создается впечатление, будто там действуют другие законы физики. Например, мы привыкли, что вода замерзает при нуле градусов, но в облаках ее микроскопические частицы могут оставаться в жидком состоянии даже при -20, -40 градусах", – добавляет Виксна.
Сколько весит облако?
Облака образуются, когда в воздухе накапливается избыточное количество влаги. Когда влаги становится слишком много, из облаков начинают формироваться дождевые капли или ледяные кристаллы, которые выпадают в виде осадков. "Чтобы начался процесс перехода водяного пара в капли, их размер должен составлять примерно сотую долю толщины человеческого волоса, а в облаках такие капли обычно имеют размер около 0,2 микрометра. Когда множество таких капель объединяются, они становятся крупными, и типичная капля дождя уже достигает двух миллиметров – это тот размер, который мы можем видеть", – объясняет Спустака.
Когда капли становятся слишком тяжелыми, они падают вниз. "Обычное облако весит около 100–500 тонн, а большие облака – еще больше. В начале формирования облака воздух занимает значительный объем, и благодаря потокам ветра и турбулентности капли удерживаются в воздухе. Но когда они объединяются, становятся тяжелыми и уже не могут оставаться в воздухе – тогда они выпадают осадками", – рассказывает Спустака.
Хотя облака выглядят легкими и невесомыми, ежедневно над нашими головами, особенно когда небо затянуто плотными серыми облаками, находятся сотни и тысячи тонн воды. "Огромное дождевое кучевое облако может весить десятки миллионов тонн. По сути, оно буквально висит над нами, но, конечно, это все относительно", – отмечает Виксна.
Зимой – "болото" в небе
Облака бывают самыми разными, и существует множество их разновидностей, но в целом их делят на четыре основные группы в зависимости от высоты.
"Есть низкие облака – до двух километров. Средние облака – это слоистые, перистые, их высота составляет от двух до шести километров. Дальше – от шести до 13 километров – это в основном перистые облака. Четвертая группа – это кучевые облака, или облака вертикального развития", – объясняет Виксна.
То, какие облака мы видим чаще, зависит от множества факторов, но можно заметить и сезонные различия. С некоторыми исключениями, летом чаще встречаются красивые белые кучевые облака, а зимой – плотная серая облачность. "Зимой у нас в небе словно сплошное болото – это слоистые облака, облака дождевые, и кажется, что дождь льет бесконечно. В это время года к земле поступает меньше солнечной энергии, и не формируются конвективные процессы, характерные для лета, когда солнце прогревает поверхность, теплый воздух стремительно поднимается, охлаждается и образует красивые, эффектные облака", – рассказывает Виксна.
Однако в определенных условиях даже зимой могут формироваться мощные кучевые облака, особенно над незамерзшим морем. Тогда возникает так называемый "озерный эффект", когда облака, формируясь над морем, двигаются к суше и вызывают сильные снегопады в прибрежных районах.
