Как возникает неустойчивая погода


Кто из нас в жаркий летний день не любовался белыми кучевыми облаками, медленно плывущими по голубому небу! Они так своеобразны, так похожи на куски ваты, что их трудно спутать с другими формами облаков.

Кучевые облака называют еще иногда «облаками хорошей погоды». И действительно, редко бывает такое летнее солнечное утро, чтобы к 10—11 часам утра не начали образовываться кучевые облака (рис. 8, а). Этих облаков становится больше всего в послеполуденные часы, а к вечеру они опять рассеиваются.

Но не всегда кучевые облака оправдывают свое название «облаков хорошей погоды». В некоторые летние дни кучевые облака начинают нагромождаться вверх в виде гор или башен (рис. 8, б), их нижнее основание темнеет, а вершины ослепительно сверкают под лучами Солнца. Такие облака называются мощными кучевыми; их толщина от нижнего основания до вершины достигает нескольких километров.

Но вот в мощном кучевом облаке начинает происходить какая-то на первый взгляд незаметная перемена. Его вершина, имеющая форму цветной капусты (рис. 8, б), постепенно затуманивается, теряет четкость своих очертаний, и от вершины во все стороны начинают вырастать тонкие перистые облака (рис. 8, в). Если облако находится у горизонта, то «в профиль» оно становится похожим на кузнечную наковальню.

Теперь облако уже называется кучево-дождевым, так как с того момента, когда вершина его начала затуманиваться, из облака стал падать дождь. Именно такие облака, «грозовые тучи», приносят с собой летние ливни, грозы, град, а осенью и весной «крупу» — белые шарики, более мелкие, чем градины.

Зимой кучевые облака почти никогда не наблюдаются (обычно они начинают образовываться только после схода снежного покрова), а кучево-дождевые облака все же наблюдаются, хотя и значительно реже, чем летом. Зимние кучево-дождевые облака гораздо ниже, «приземистее», чем летние, и приносят короткие снежные шквалы.

Для кучевых и кучево-дождевых облаков очень характерно то, что они сильно развиты в высоту и редко закрывают сплошь весь видимый небосвод — между ними обычно бывают просветы голубого неба.

Кучевая и кучево-дождевая облачность возникает тогда, когда воздух в нижних слоях сильно нагревается от земной поверхности. Нагретый слой воздуха становится более легким и, как пробка, всплывает вверх в виде отдельных пузырей или струй, а на его место сверху опускается более тяжелый, холодный воздух из верхних слоев.

Воздух, как и всякий газ, нагревается при сжатии и охлаждается при расширении. Когда воздух поднимается вверх, он попадает в условия более слабого давления — ведь слой атмосферы над ним становится тоньше и атмосферное давление с высотой ослабевает. В этих условиях поднимающийся воздух расширяется и охлаждается. Температура его становится ниже на один градус через каждые 100 метров подъема.

По мере того как струи воздуха поднимаются все выше и выше, они становятся все холоднее; наконец, на некоторой высоте начинается конденсация водяного пара, находящегося в воздухе, и образуются кучевые и кучево-дождевые облака.

Опускающиеся струи воздуха попадают в слои с более сильным давлением и от сжатия нагреваются. В них не только не происходит никакой конденсации, но даже испаряются и рассеиваются те облака, которые были случайно увлечены этим нисходящим потоком. Поэтому кучевые и кучево-дождевые облака представляют изолированные клубы, или «кучи», облаков с просветами между ними, нагромождающиеся в высоту.

Такие облака пронизывают снизу вверх много слоев атмосферы, и бурные восходящие потоки воздуха увлекают за собой вверх водяные капли в те высокие холодные слои, в которых всегда имеются тонкие ледяные кристаллы. Как только облако вырастет до слоя с ледяными кристаллами, сразу его вершина начинает затуманиваться, и облако из кучевого превращается в кучево-дождевое.

Сильные восходящие потоки воздуха в кучево-дождевых облаках приводят к образованию града, а также другого интересного явления природы — грозы.

Осадки кучево-дождевых облаков хотя и сильны, но продолжаются недолго: ведь кучево-дождевое облако сплошь закрывает небо только на небольшом пространстве и быстро переносится ветром. Поэтому погода при кучево-дождевой облачности очень неустойчива — то выпадает сильный дождь или снег, то светит Солнце.

Теперь нам уже понятно, почему кучевая и кучево-дождевая облачность образуется главным образом летним днем — ведь в это время Солнце наиболее сильно нагревает земную поверхность, что вызывает восходящие токи воздуха. Но кучевая и кучево-дождевая облачность может возникать не только из-за солнечного нагрева — эта облачность образуется также в холодной воздушной массе, приходящей из холодных областей в теплые. Холодный воздух в этом случае тоже нагревается от более теплой земной поверхности, в нем возникают восходящие токи, образуется кучевая и кучево-дождевая облачность, выпадают ливни, наблюдаются грозы; зимой, когда солнечное нагревание слабо, кучеводождевая облачность со снежными шквалами образуется только при вторжении холодных воздушных масс.

Итак, холодные воздушные массы обладают несколькими характерными признаками, по которым мы можем их узнать.

  1. Холодные воздушные массы движутся из холодных областей в теплые и к нам приходят обычно с севера — из Арктики. Летом они могут приходить также с запада — с более холодного, чем суша, Атлантического океана. Значит, обычно в холодной воздушной массе дуют северные или западные ветры.
  2. О приходе холодной воздушной массы мы можем судить по резкому похолоданию.
  3. Холодные воздушные массы приносят с собой неустойчивую погоду: летом относительно прохладную, зимой — морозную, ветреную, с кучево-дождевыми облаками, с внезапными прояснениями; летом с ливнями, градом и грозами, зимой — со снежными шквалами и вспышками пурги.