Воздушные массы приносят потепления и похолодания


Как мы уже знаем, в наших широтах и в полярных странах воздух громадными потоками (часто до тысячи километров в поперечнике) непрерывно движется вокруг центров циклонов и антициклонов.

Эти воздушные течения и приносят нам тепло или холод из тех стран, откуда они движутся.

Неожиданное потепление вызывается приходом теплой воздушной массы, которая движется из теплых районов в более холодные. Теплая воздушная масса, переходя в более холодные области, оказывается гораздо теплее земной поверхности, над которой она движется. От соприкосновения с этой поверхностью воздушная масса снизу непрерывно охлаждается. Иногда прилегающие к земле воздушные слои могут оказаться даже холоднее верхних слоев.

Охлаждение теплой воздушной массы, идущее снизу от Земли, вызывает конденсацию водяного пара в самых нижних слоях воздуха, и в результате этого образуются облака и выпадают осадки. Облака эти располагаются невысоко. Они часто опускаются до Земли и переходят в сплошные туманы.

Толщина облачного слоя невелика: обычно она не превышает нескольких сотен метров.

Атмосфера Земли (нажмите для увеличения)

В нижних слоях теплой воздушной массы во все сезоны года достаточно тепло (зимой она приносит нам оттепели), и ледяных кристаллов здесь обычно не бывает. Поэтому низкие облака теплой воздушной массы состоят обычно из одних водяных капель и не могут давать сильных осадков. Иногда лишь выпадает мелкий, моросящий дождь, даже не смачивающий крыши домов.

Облака теплой воздушной массы ровным или слегка волнистым сплошным покровом заволакивают все небо и тянутся на сотни и тысячи километров. Они называются слоистыми (если они ровные) или слоисто-кучевыми (если они волнистые).

Полную противоположность теплой воздушной массе представляет холодная воздушная масса. Она движется из холодных районов в теплые и приносит похолодание. Переходя на более теплую земную поверхность, холодная воздушная масса непрерывно нагревается снизу. При нагревании не только не происходит конденсации, но даже образовавшиеся уже облака и туманы должны испаряться. Однако небо не становится безоблачным, только облака в этом случае образуются совсем по другим причинам, чем в теплой воздушной массе. Вспомните, что происходит с водой в сосуде, когда ее ставят на огонь. Со дна сосуда поднимаются струйки теплой, а на дно опускаются струйки холодной воды. Нечто подобное происходит и в холодной воздушной массе, нагревающейся от теплой земной поверхности. Кроме того, при нагревании все тела расширяются и плотность их уменьшается. Когда самый нижний слой воздуха нагревается и расширяется, то он становится более легким и как бы всплывает в виде отдельных пузырей или струй. На его место опускаются более тяжелые слои холодного воздуха. Воздух, как и всякий газ, при сжатии нагревается, а при расширении охлаждается. Когда воздух поднимается, то он попадает в условия более слабого давления, так как атмосферное давление с высотой становится слабее. В этих условиях воздух должен расширяться, а следовательно, и охлаждаться. Температура его становится на 1° ниже через каждые 100 м подъема. По мере того как воздух поднимается все выше и выше, он становится все холоднее, пока, наконец, на некоторой определенной высоте в нем не начнется конденсация и образование облаков.

Опускающиеся струи воздуха попадают в слой с более сильным давлением и от сжатия нагреваются. В них не только не происходит никакой конденсации, но даже испаряются и рассеиваются те части облаков, которые были увлечены этим нисходящим потоком. Поэтому облака холодных воздушных масс представляют собой нагромождающиеся в высоту изолированные клубы, или «кучи», облаков с просветами между ними. Такие облака называются кучевыми, или кучево-дождевыми. Облака холодной воздушной массы во всем противоположны облакам теплой воздушной массы. Они никогда не опускаются до Земли и не переходят в туманы, а толщина их от основания до вершины может быть очень большой — до 5—8 км. Эти облака редко закрывают весь видимый небосвод, и между ними обычно бывают просветы голубого неба.

Такие облака пронизывают снизу вверх много слоев атмосферы. Восходящие потоки воздуха увлекают за собой водяные капли в те высокие холодные слои, в которых всегда имеются тонкие ледяные кристаллики. Как только облако вырастает до слоя с ледяными кристаллами, вершина его сразу начинает затуманиваться, теряет свою характерную форму
«цветной капусты» и облако превращается в кучево-дождевое. С этого момента из облака начнут бурно выпадать осадки — сильные летние ливни и обильные зимние снегопады.

Летом такие ливни часто сопровождаются грозой и градом, а осенью и весной из кучево-дождевых облаков иногда выпадает крупа — ледяные шарики, более мелкие, чем градины. Осадки холодной воздушной массы хотя и сильные, но продолжаются недолго, потому что кучево-дождевое облако сплошь закрывает небо только на небольшом пространстве; оно быстро переносится ветром, и вскоре небо проясняется. Поэтому погода в холодной воздушной массе очень неустойчива: то выпадает сильный дождь или обильный снег, то светит яркое солнце.

 

ПРИЗНАКИ УХУДШЕНИЯ ПОГОДЫ

Понаблюдайте, как происходит ухудшение погоды и ясный день сменяется ненастьем. Если внимательно за этим следить, то можно научиться предсказывать дождь или снег за несколько часов и даже суток вперед.

Ярко сияет солнце, и голубое небо, казалось бы, предвещает ясный вечер и такой же прекрасный следующий день. Но вот на самом горизонте, чаще всего на его западной стороне, появляются чуть заметные, тонкие, прозрачные перистые облака. Они постепенно распространяются по небу в виде тонких нитей или вуали. Часто эти нити кажутся лучами, сходящимися в одну точку горизонта, откуда они впервые появились.

Прозрачные перистые облака обычно никто не замечает, не подозревая, что они первые вестники наступающего ненастья. Затем появляются и другие признаки изменения погоды — начинает усиливаться ветер. Примените известное уже вам правило: если стать спиной к ветру, то область низкого давления всегда будет слева и несколько впереди. Если облачность уплотняется в той части горизонта, которая находится по левую руку от вас, то она связана с областью низкого давления. Мы ведь знаем, что в области низкого давления погода ненастная, с осадками; значит, эта, на первый взгляд безобидная, перистая облачность действительно предвещает ненастье.

Признаки изменения погоды

Если же облачность появилась в правой части горизонта, то она никакого ухудшения погоды не предвещает — она вовсе не связана с циклоном.

Пройдет несколько часов, перистая облачность постепенно уплотнится. Уплотнение ее начинается с того края горизонта, где она впервые появилась. Потом облачность перейдет в сплошную прозрачную белесоватую пелену — в перисто-слоистые облака. Солнце начнет сиять менее ярко, и иногда вокруг него может появиться круг. Пройдет еще несколько часов— и небо все затянет сплошная белая пелена, сквозь которую солнце будет только мутно просвечивать, как сквозь масляную бумагу. Такая белая пелена состоит из высокослоистых облаков. Постепенно солнце станет все более затуманиваться, и начнут падать первые мелкие кйапли дождя. Дождь усилится, солнце совершенно скроется, под высокослоистыми облаками появятся быстро несущиеся обрывки низких облаков. Небо будет серое, мрачное, плачущее, покрытое слоисто-дождевыми облаками. Дождь, а зимой снег, обычно идет несколько часов, но иногда ненастье затягивается на целый день и даже на целые сутки. Как только дождь ослабевает и затем прекращается, ветер меняет свое направление и иногда наступает резкое потепление.