Cumulonimbus: сильный дождь и гром на горизонте.

Современные прогнозы погоды полагаются на сложные компьютерные симуляторы, Эти симуляторы используют все физические уравнения, описывающие атмосферу, в том числе движение воздуха, тепло солнца и образование облаков и дождя.

Дополнительные улучшения в прогнозы со временем означает, что современные пятидневные прогнозы погоды столь же умелы, как и трехдневные прогнозы 20 лет назад.

Но вам не нужен суперкомпьютер, чтобы предсказать, как погода над вашей головой может измениться в течение следующих нескольких часов - это было известно во всех культурах на протяжении тысячелетий, Следя за небом над вами, и немного зная о том, как образуются облака, вы можете предсказать, идет ли дождь в пути.

И, кроме того, небольшое понимание физики за облачным образованием подчеркивает сложность атмосферы и проливает некоторый свет на то, почему предсказание погоды за несколько дней является такой сложной проблемой.

Итак, вот шесть облаков, чтобы следить за ними, и как они могут помочь вам понять погоду.

1) Кучевые облака

Кучевые облака: маленькие белые пушистые облака. Бретт Сейлс / Pexels, CC BY

Облака образуются, когда воздух остывает до точки росы, температура, при которой воздух больше не может удерживать весь свой водяной пар. При этой температуре водяной пар конденсируется с образованием капель жидкой воды, которую мы наблюдаем как облако. Для того, чтобы этот процесс произошел, мы требуем, чтобы воздух был вынужден подниматься в атмосфере, или чтобы влажный воздух вступал в контакт с холодной поверхностью.

В солнечный день солнечное излучение нагревает землю, которая, в свою очередь, нагревает воздух над ним. Этот нагретый воздух поднимается конвекцией и формами Кучевые облака, Эти облака «хорошей погоды» выглядят как вата. Если вы посмотрите на небо, заполненное кучевыми облаками, вы можете заметить, что у них плоские основания, все они лежат на одном уровне. На этой высоте воздух с уровня земли охлаждается до точки росы. Кучевые облака обычно не дождются - вы находитесь в хорошей погоде.

2) Кучево-дождевые

В то время как маленькие кучевые облака не дождются, если вы заметите, что кучевые облака становятся больше и расширяются в атмосферу, это признак того, что в пути идет сильный дождь. Это распространено летом, с утренним Кумулусом, развивающимся в глубокие кучево-дождевые облака (грозы) облаков во второй половине дня.

Кучево-дождевая с характерной формой наковальни.

Рядом с землей кучево-дождевые облака хорошо определены, но выше, они начинают выглядеть потихоньку по краям. Этот переход указывает, что облако больше не состоит из капель воды, а кристаллов льда. Когда порывы ветра дуют капли воды за облаком, они быстро испаряются в более сухом окружении, придавая водяным облакам очень острый край. С другой стороны, кристаллы льда, выносимые вне облака, быстро не испаряются, что дает тонкий вид.

Кучево-дождевые облака часто плоские. Внутри кучево-дождевого облака теплый воздух поднимается конвекцией. При этом он постепенно остывает до тех пор, пока не будет такой же температуры, как окружающая атмосфера. На этом уровне воздух больше не плавучий, поэтому он не может расти дальше. Вместо этого он распространяется, образуя характерную форму наковальни.

3) Cirrus

Облака перистые могут обозначать приближение теплого фронта - и дождя. Фото: Саймон А. Эггер

Перистые облака очень высоко в атмосфере. Они тонкие, состоящие целиком из кристаллов льда, падающих в атмосферу. Если Cirrus переносятся горизонтально ветрами, движущимися с разной скоростью, они приобретают характерную крючкообразную форму. Только на очень больших высотах или широтах Cirrus производит дождь на уровне земли.

Но если вы заметите, что Циррус начинает покрывать больше неба, а становится все ниже и толще, это хороший признак того, что приближается теплый фронт. В теплом фасаде встречаются теплые и холодные воздушные массы. Более легкий теплый воздух вынужден подниматься над массой холодного воздуха, что приводит к образованию облаков. Опускающиеся облака показывают, что фронт приближается, давая период дождя в следующие 12 часы.

4) Stratus

Стратус: мрачный. Ханна Кристенсен, Автор условии

Слоистые облака представляет собой сплошной лист облаков, покрывающий небо. Stratus образуется мягким восходящим потоком воздуха или слабым ветром, приносящим влажный воздух через холодную землю или морскую поверхность. Облако Stratus тонкое, поэтому, хотя условия могут казаться мрачными, дождь маловероятен, и в лучшем случае будет легкий дождь. Стратус идентичен туману, поэтому, если вы когда-нибудь гуляли в горах в туманный день, вы шли в облаках.

5) Лентикулярный

Наши последние два типа облаков не помогут вам предсказать предстоящую погоду, но они дают представление об чрезвычайно сложных движениях атмосферы. Гладкая, линзовидная Линзовидный облака формируются, когда воздух взорван и находится над горным хребтом.

Над горами видны линзовидные облака.

Пройдя мимо горы, воздух опускается на прежний уровень. Когда он тонет, он согревается, и облако испаряется. Но он может перерегулировать, и в этом случае воздушная масса бобы обратно, позволяя сформировать еще одно Линтикулярное облако. Это может привести к появлению облаков, простирающихся далеко за пределы горного хребта. Взаимодействие ветра с горами и другими поверхностными особенностями является одной из многих деталей, которые должны быть представлены в компьютерных симуляторах, чтобы получить точные прогнозы погоды.

6) Кельвин-Гельмгольц

И, наконец, мой личный фаворит. Кельвина-Гельмгольца облако напоминает вздымающуюся океанскую волну. Когда воздушные массы с разной высотой движутся горизонтально с разной скоростью, ситуация становится неустойчивой. Граница между воздушными массами начинает пульсировать, со временем образуя большие волны.

Облака Кельвина-Гельмгольца похожи на разрушающие волны в океане.

Облака Кельвина-Гельмгольца редки - единственный раз, когда я заметил, что это была над Ютландой, западная Дания, потому что мы можем видеть, как этот процесс происходит в атмосфере, если нижняя воздушная масса содержит облако. Затем облако может проследить волны разлома, раскрывая запутанность невидимых движений над нашими головами.

Об авторе

Ханна Кристенсен, приглашенный научный сотрудник, физика атмосферы и планет, Оксфордский университет

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon