Микрофизическое строение облаков.
Различают следующие микрофизические характеристики облаков: агрегатные состояние облачных элементов (водяные капли ледяные кристаллы), размеры капель и кристаллов, водность (содержание жидкой воды в единице объема воздуха, измеряемое в г/м3).
Агрегатное состояние облачных элементов зависит от температуры, при которой происходит образование и развитие облака. В связи с этим все облака подразделяются на 3 группы: капельно -жидкие (водяные); кристаллические (ледяные) и смешанные (состоящие из переохлажденных капель воды и ледяных кристаллов).
К капельно- жидким относятся все облака, целиком состоящие из ледяных капель, в том числе переохлажденных. Причем, переохлажденные облака наблюдаются, как правило, при температуре -100С-120С. однако отмечены случаи, когда водяные облака наблюдались при температуре -350С. Замерзание капель и образование ледяных кристаллов наиболее интенсивно происходит при температуре -120С и ниже.
Начиная с момента образования ледяных кристаллов, облака становятся смешанными. Чем ниже температура, тем больше увеличивается доля кристаллов в облаках. Чисто кристаллическая облака наблюдаются при температуре -400С и ниже …. (Таб.3.1)
Размеры облачных элементов весьма разнообразны. В водяных облаках встречаются капли, радиус которых колеблется от 1-2 мк до 100мк и более. Наиболее крупные капли наблюдаются в кучево-дождевые облаках с сильно развитой турбулентностью. Ледяные кристаллы имеют длину до нескольких миллиметров и толщину от 1 до нескольких мк.
Водность облаков зависит от их агрегатного состояния. Наибольшая водность наблюдается в капельно-жидких и смешанных облаках. Так, в мощных кучевых и особенно в кучево-дождевых облаках водность может достигать до 10г/м3. В этих облаках хорошо заметна связь водности с характером вертикальных движений, так как именно в этих облаках наблюдается наиболее интенсивная турбулентность. Водность кристаллических облаков мала и в среднем составляет 0,02г/м3.
Водность облаков не остается неизменной, так как в облаках непрерывно
идут процессы конденсации и сублимации водяного пара, испарения и замерзания
капель, укрупнения облачных элементов и выпадения осадков. Поэтому водность облаков непрерывно изменяется как во времени, так и по вертикали в толще облачного слоя.
Микрофизическое (внутреннее) строение облаков в значительной степени определяется теми условиями, которые приводят к их образованию.
Пример повторяемости различной микрофизической структуры облаков приведен в таблице 3.1
Таблица 3.1
Повторяемость (в процентах) облаков различной микрофизической структуры на высотах до 6км над центральными районами Восточной Европы.
Облака | Температура ºС | ||||||
от 0 до -5 | от -5 до -10 | от -10 до -15 | от -15 до -20 | от -20 до -25 | от -25 до -30 | от -30 до -35 | |
Переохлажденные | 71,4 | 50,4 | 34,4 | 18,4 | 11,2 | 3,8 | 2,5 |
Смешанные | 28,6 | 46,7 | 57,7 | 60,4 | 54,7 | 47,7 | 32,3 |
Кристаллические | 0,0 | 2,9 | 7,9 | 21,2 | 34,1 | 48,5 | 65,2 |
Классификация облаков.
Облака можно классифицировать по внешнему виду (морфологическая классификация) или по происхождению-по характеру процессов облакообразования (генетическая классификация).
Облака различают прежде всего по своему внешнему виду. Поэтому для метеорологических наблюдении принята морфологическая классификация облаков. Она включает десять основных форм (родов) облаков, которые в свою очередь подразделяются на ряд видов и разновидностей.
В основу определения форм облаков положены их внешний вид и структура, т.е. особенности расположения на небе (например, в виде отдельных, изолированных облачных масс или в виде сплошного покрова облаков), а также плотность облаков.
В зависимости от внешнего вида и от того, на какой высоте расположена нижняя граница облаков их делят на три яруса: верхний, средний, нижний.
В классификации выделена особая четвертая группа облаков –это облака вертикального развития. Они представляют собой отдельные облачные массы, простирающиеся по вертикали до значительных высот. Высота их нижней границы обычно располагается в нижнем ярусе, а верхней – большей частью в среднем или верхнем.
В качестве международных употребляют латинские названия облаков, в том числе общепринятые сокращения их буквами.