ИЗ ЧЕГО СОСТОЯТ ОБЛАКА.
По составу облака делятся на три группы:
1) водяные (жидкокапельные), состоящие из капель воды. При отрицательных температурах они состоят из переохлажденных капель;
2) ледяные (кристаллические), состоящие из ледяных кристаллов;
3) смешанные, состоящие из смеси переохлажденных водяных капель и ледяных кристаллов.
Водяные облака в теплое время года в умеренных широтах располагаются ,в основном, в нижней части тропосферы ( тропосфера – самый нижний слой атмосферы, простирается примерно до 13 км ), смешанные – в средней ее части, ледяные – в верхней. В холодное время года при очень низких температурах воздуха и земной поверхности ледяные облака могут возникать и в нижней тропосфере.
Размеры капель в облаках первоначально определяли косвенными методами, например по оптическим явлениям, связанным с облаками. В частности, об этом можно судить по размерам цветных колец (венцов) вокруг светил при наличии просвечивающих облаков. Сейчас размеры капель в облаках определяют микрофотографированием.
Размеры капель в облаках колеблются в широких пределах. Капли, составляющие облако в период его образования, имеют диаметр 5 50 мкм, т. е. такой же, как и капли тумана. В процессе развития в облаке образуются капли диаметром 50 200 мкм (морось), которые начинают медленно падать. В дальнейшем диаметр капель может увеличиваться до 500 5000 мкм (дождевые капли).
Ледяные кристаллы, составляющие облака, различаются как по размеру, так и по форме. Форма и размер кристаллов в значительной степени зависят от температуры и относительной влажности воздуха в облаке. Основной формой твердых облачных частиц является шестигранная призма. Такие частицы называются полными кристаллами. Они существуют лишь в том случае, когда сублимация пара происходит медленно и спокойно. Шестигранные призмы, имеющие малую высоту по сравнению с площадью основания, называются ледяными пластинами. Кристаллы, сильно развитые в высоту, но с малой площадью основания, называются ледяными столбиками. Существуют и более сложные кристаллы в виде частичек неправильной формы. Могут возникать кристаллы в виде ледяных игл, строение которых соответствует строению лучей игольчатых звезд.
При интенсивной сублимации происходит быстрый рост ледяных пластинок на их углах. При этом получаются различные формы шестилучевых звездочек, называемые скелетами или снежинками.
В настоящее время собрано много материалов по фазовому состоянию облаков. Получено, что в умеренных широтах при температуре – 18°С водяные и смешанные облака составляют около 60 % всех наблюдающихся облаков, а кристаллические – 40 %; при температуре – 40°С – соответственно 10 и 90 %.
Таким образом, при отрицательных температурах встречаются облака в различных фазовых состояниях. Однако, как показывают приведенные данные, с понижением температуры доля кристаллических облаков возрастает, а доля водяных и смешанных убывает.
Важной характеристикой облака является его водность. Водностью облака называется количество воды, содержащейся в 1м³ облака. Определение водности облаков раньше производилось косвенными методами. Впоследствии был разработан самолетный метод непосредственного измерения водности при полете в облаке. Водность облаков, состоящих из мелких капель, не превышает 1 г/м³ и чаще всего составляет 0,2 0,4 г/м³. В центральной части развитых кучевых облаков водность равна 2 г/м³, а в кучево-дождевых облаках она может достигать 4 – 5 г/м³. Водность ледяных облаков не превышает 0,02 г/м³. В смешанных облаках она составляет 0,2 – 0,3 г/м³.