Низко нависающие пышные слои
Только что облака тяжело нависали, давя, а вот они уже совсем другие, располагающие к мечтательности. Все мы, бывало, глядели на небесные замки и воображали мир, далекий от повседневных забот бренной земли. В процессе прекращения слоистых облаков в слоисто-кучевые в небе появляются неровные просветы синевы. За несколько часов до этого казалось, будто солнце совсем погасло, однако теперь туманный слой начал собираться в покрытые снежными шапками горы и таять, стекая в извилистые синие реки. Там, наверху, другой мир — изменчивая местность ледниковых долин и волнистых пиков, земля обещаний и спасения от действительности, со своими собственными туманообразными законами геологии.
Два главных персонажа комедии Аристофана «Птицы», впервые поставленной в 414 году до н. э., устали от Афин, своего родного города. Афинских граждан преклонного возраста утомило засилье бюрократии и бесконечные судебные тяжбы, и вот они, как и многие современные горожане, решили податься на природу, ища жизни поспокойней. Оставляя город и свои долги, они отправились на поиски Терея, персонажа греческой мифологии, которого боги превратили в птицу — удода. Они рассудили, что Терей, прежде бывший человеком, а теперь ставший птицей, много чего повидал на своем веку, и задумали обратиться к нему с просьбой: «Ты город укажи нам, мягкий, войлочный, прекрасношерстный, чтоб тепло устроиться»[52].
Однако, когда они нашли Терея, ни один из советов птицы им не подошел. Афиняне поняли, что напрасно искать вольготного житья в уже существующих городах, к тому же птицы живут без забот отнюдь не среди урбанистических ландшафтов. Тут у одного старика возникла идея, которую он и предложил птицам. Что, если им всем вместе основать город в небесах — наверху, среди облаков, подальше от земных забот?
В этом новом городе сосредоточится вся власть, объяснял старик, потому что птицы смогут требовать у богов выкуп за то, что станут пропускать к Зевсу и другим небожителям дым от сжигаемых на земле жертвоприношений. Небесный город будет надежным пристанищем. Птицы так обрадовались плану старика, что тут же согласились, избрав афинянина своим правителем.
Съев волшебный корень, он отрастил крылья, которые, несомненно, должны были помочь в передвижении по новому городу. Однако бегство в «город-утопию» сопровождалось некоторыми трудностями. Мало того, что новый правитель и его друг вынуждены были отбиваться от всевозможных барышников и ловкачей, пожелавших поселиться в облачном городе, им также пришлось соперничать кое с кем из прогневавшихся олимпийских богов.
Но конец оказался счастливым. Двоим друзьям удалось-таки убедить богов передать власть птицам, и вскоре приятели принялись править в облачном городе, городе своей мечты. Однако о любом, кто вздумает мечтать о подобном, вы скажете, что он, мол, живет в Тучекукуевске. И окажетесь недалеко от истины, потому что слово это является прямым переводом греческого «Нефелококкигия» — именно так назвали свой утопический город двое афинских граждан.
Что же делать любителю облаков в ожидании, пока слоистые облака не превратятся в слоисто-кучевые, которые затем разойдутся, открывая небо? Конечно же, смотреть вверх и мечтать о своем собственном Тучекукуевске.
***
Слоисто-кучевые облака нависают низким слоем и обычно образуются на высоте от 2 000 до 6 500 футов[53] в областях с умеренным климатом; своим внешним видом они напоминают холмы и куртины. Часто слоисто-кучевые облака похожи на кучевые; они могут собираться вместе, составляя слой без разрывов или с просветами. Однако слой слоисто-кучевых облаков отличается гораздо большим разнообразием тонов, чем слоистые облака; к тому же у него гораздо более четко выражено основание. Оттенки могут варьироваться от ослепительно-белого до темно- или синевато-серого. Как правило, слоисто-кучевые облака не проливаются обильными осадками, однако, если их холмики вырастают достаточно большими, может пройти легкий дождь или снег. Если из одного облачка льет как из ведра, причиной тому наверняка кучевое мощное или даже кучево-дождевое, «вкрапленное» в основание облачка, просто его высокая верхушка снизу незаметна.
Слоисто-кучевые облака можно рассматривать как промежуточный вариант между одиночными, свободно передвигающимися кучевыми и бесформенным слоем слоистых. Из всех низких облаков слоисто-кучевые выделяются тем, что для них характерно большое внешнее разнообразие.
Виды и разновидности этого рода зависят в основном от формы и расположения отдельных элементов. Существуют три общепризнанных вида: слоистообразные, самые распространенные, комковатый слой которых затягивает большую часть неба, а не покрывает его одним-двумя не связанными друг с другом лоскутами; башенковидные, у которых отдельные элементы облачного слоя башенками возвышаются над более-менее гладким основанием; чечевицеобразные, имеющие форму гладких зерен чечевицы или миндаля (иногда они образуются не комковатым слоем, а скорее отдельными миндалевидными облачками). Как и облака других родов, слоисто-кучевое облако не обязательно должно строго соответствовать одному из этих видов — если оно не подпадает ни под одно из вышеприведенных описаний, лоскут низко нависающих комковатых облачков просто-напросто определяют как слоисто-кучевое облако.
Если вы хотите научиться определять названия облаков, нам следует запомнить, что в любое время любой род облаков может быть представлен только одним видом. Однако облака могут демонстрировать любое сочетание разновидностей, имеющих внешний вид, характерный для данного рода. Слоисто-кучевое облако как раз отличается подобным разнообразием, оно — гордый обладатель семи общепризнанных разновидностей:
1) Двойные: слои явно насчитывают более одного и располагаются на разной высоте.
2) С просветами: между куртинами облаков в разрывы проглядывает небо или облака, находящиеся выше.
3) Дырявые: довольно редкая разновидность, скорее, облака можно назвать «perlucidus наоборот», с более крупными просветами, окаймленными несвязанными друг с другом, похожими на медовые соты облачными реками.
4) Лучевидные: подобная разновидность встречается и среди кучевых облаков — клочки слоя выстраиваются в более-менее параллельные ряды, которые тянутся так далеко, что как будто сходятся у горизонта.
5) Плотные: как и две последующие разновидности, встречаются среди слоистых облаков. Облачный слой при этом достаточно густой, чтобы целиком скрыть луну или солнце.
6) Просвечивающие: в этом случае, наоборот, слой такой гонкий, что сквозь него проступают очертания луны или солнца (просвечивающие и плотные — единственные взаимоисключающие разновидности).
7) Волнистые: слой представлен параллельными рядами облачков-валиков, либо четких, с промежутками, либо сросшихся, причем основание слоя имеет вид параллельных, волнообразных неровностей.
Слоисто-кучевоеоблако: выглядиттак, будтокто-тонесмогвовремянайтивыключательуавтомата, производящегосахарнуювату.
Имея столько обличий, слоисто-кучевое облако всегда находится в процессе изменений. Его можно сравнить с известной певицей Шер, для которой обычное дело постоянно менять сценические костюмы: убегая со сцены, она затем появляется и еще более фантастическом наряде. А уж каким разнообразием отличаются одеяния слоисто-кучевого облака! Одно из самых ярких — «шкваловый ворот». Слоисто-кучевое облако в этот момент похоже на длинную трубу, с поверхностью иногда гладкой, как изо льда, иногда мягкой и пушистой, похожей на вытянутое кучевое облако.
Вы только не смейтесь, но однажды я полетел аж на другой край света, и все ради того, чтобы увидеть похожее на валик слоисто-кучевое облако. Называется оно Морнинг Глори и образуется весной, в сентябре-октябре в небе над северной частью Квинсленда, Австралия.
Это австралийское облако зачастую длиннее, чем британские, его огромная масса проплывает над побережьем залива Карпентария. Образуется оно посреди огромной волны воздуха, передвигающейся со скоростью 40 миль в час[54]; благодаря ему возник крошечный поселок, ставший меккой для планеристов, катающихся на воздушной волне как на доске для серфинга. Этот уникальный тип слоисто-кучевого облака настолько потряс меня, что я посвятил ему целую главу (см. стр. 351). Вне всяких сомнений, Морнинг Глори можно было бы сравнить с певицей Шер в медных доспехах-бикини и золотом шлеме викингов — наряде, в котором она изображена на обложке ее альбома 1979 года «Take Me Home».
Может показаться смешным то, что одна и та же классификация слоисто-кучевых облаков применима к таким непохожим друг на друга Морнинг Глори и слоисто-кучевым слоистообразным облакам с просветами: вытянутая и гладкая «труба» и протяженный слой отдельных комковатых облачков. Эти двое кажутся полными противоположностями.
Однако любители облаков должны помнить, что термин «слоисто-кучевые» применяется к любым низким облакам (ниже 6 500 футов[55]), которые не относятся ни к обособленным конвекционным, таким как различные виды кучевых облаков, ни к туманным, лишенным характерных черт слоям слоистого облака. Эта категория служит вместилищем низких облаков, которые отказываются подчиняться строгим правилам: всех тех вольнодумцев, которые смеются над нашими критериями, определяющими их низко нависающих родственников.
Конечно, облака не слишком обращают внимание на правила поведения, которые мы так самонадеянно предписываем им. Они хаотичны по самой своей туманной сути, они всеми силами стараются помешать нашим попыткам классифицировать их.
Ну как можно такое туманообразное, эфемерное и изменчивое тело загнать в узкие рамки? Ничего не поделаешь, придется полюбить бунтарскую сущность облака — едва вы решите, что наконец-то определили его, как оно тут же изменится, посмеявшись над вами.
Предлагая свою систему классификации, Люк Говард назвал лекцию «О видоизменениях облаков». И поступил достаточно мудро, поняв всю бессмысленность рассуждений об облаках как о застывших формах. Облака постоянно изменяются; фотографы и художники не в состоянии передать этот процесс. Вводя термины «кучевое», «слоистое», «перистое» и «дождевое», Говард имел в виду лишь определенные моменты в череде постоянно меняющихся очертаний.
Облака, эта вода в переходном состоянии, могут представлять собой кратковременные стадии в непрерывном круговороте поднимающейся к небу и выпадающей в виде осадков на землю воды. Облако — теннисный мячик, грациозно зависших в воздухе на самой верхней точке «свечи»
***
Один из способов образования слоисто-кучевого облака заключается в растекании кучевых облаков и соединении их друг с другом. Возможно, вас заинтересует следующий факт: тектонические сдвиги атмосферных слоев приводят к тому, что свободно плывущие островки кучевых облаков собираются в холмистую местность, характерную для слоисто-кучевых. Вообще-то такое случается, когда кучевые облака формируются в условиях «инверсии», выражаясь языком метеорологов.
Эту инверсию невозможно увидеть — она имеет отношение к температуре воздуха, — потому и вникнуть в нее непросто. Но вы правильно сделаете, если уделите этому минуту-другую, поскольку инверсия играет важную роль в процессе растекания многих облаков, не только слоисто-кучевых.
Отличительной чертой тропосферы является то, что с высотой воздух в данном атмосферном слое становится холоднее. Это если говорить в общем. На деле же гак происходит не всегда. Теплые и холодные воздушные массы движутся вокруг планеты, и в результате распределения тепла в различных слоях атмосферы в дневное и ночное время более теплый воздух оказывается над более прохладным. Получается, что в такой области воздух на короткое время становится чем выше, тем теплее. Происходит временная инверсия нормального распределения температур. Такое может иметь место на любой высоте тропосферы — над территориями небольшой площади или над областями в тысячи квадратных миль.
Принимая участие в образовании облаков, инверсия играет роль невидимого потолка, ограничивая их рост в высоту. Сталкиваясь с инверсией, формирующие кучевые облака восходящие потоки могут вдруг обнаружить, что они охладились и стали легче окружающего их воздуха. Им ничего не остается, как только растечься в стороны. Под областью инверсии облака соединяются друг с другом как кольца дыма, собирающиеся под крышей теплицы, в то время как попыхивающий трубкой садовод возится с помидорами.
Таким же образом объясняется образование «наковальни» у кучево-дождевого грозового облака. В случае с этой громадиной невидимым потолком температурной инверсии обычно выступает «тропопауза», верхний слой тропосферы, на которой температура перестает снижаться с понижением высоты (результат того, что газы, такие как озон, поглощают в нижней стратосфере ультрафиолетовые лучи солнца).
В случае же с низкими облаками хорошей погоды — кучевыми — происходит следующее. Если их восходящие потоки не в состоянии прорваться через локальную область температурной инверсии, облака расширяются в стороны, сливаясь в слой соединившихся группами облачков — слоисто-кучевые облака.
***
У всех у нас бывает так, что иногда хочется сбежать от реальности. Я не имею в виду очереди в аэропорту и толпы рвущихся на посадку, которые потом жарятся на пляже в обществе других туристов, отдыхающих по принципу «все включено». Вы, наблюдающие облака, можете сбежать, не удаляясь при этом от своего дома, причем это ничего не будет вам стоить, зато душой вы точно отдохнете.
Я называю это «созерцанием небес внизу»; эффективность способа сильно зависит от выбора правильного умонастроения и местоположения. Найдите небольшую возвышенность — холм, а может, окно на втором этаже — и ложитесь на спину так, чтобы, глядя вверх, видеть облака прямо перед собой и за собой. Для начала можно опробовать способ на впечатляющем пейзаже слоисто-кучевых облаков.
Когда вы смотрите на облака, у вас должна измениться перспектива видения. С этой выигрышной для наблюдения точки вам должно казаться, что не облака находятся вверху, а вы смотрите на них сверху вниз. Вы как будто зависаете над фантастической землей облаков, простирающейся вдаль.
Хорошо бы нанести эту удивительную землю на карту, потому что во второй раз вы ее не увидите. Следует обозреть контуры этой местности — пройтись взглядом по мягким волнам возвышенностей, проследить путь закручивающихся спиралями долин, остановиться на отбрасывающих тени горных пиках. По сути говоря, местность эта освещается изнутри.
«Температурнаяинверсия»—однаизпричин, покоторойкучевыеоблакарастекаютсяисобираютсявкомковатыйслойслоисто-кучевых.
Недавно был наконец решен вопрос о том, какую музыку слушать во время созерцания облаков. Николас Ривз, профессор из Квебекского университета в Монреале, Канада, изобрел «облачную арфу» — инструмент, который создает музыку исходя из формы облаков. Пока что арфа играла в шести городах: канадских Амосе и Монреале, французском Лионе, немецком Гамбурге, польском Гижицко и американском Питсбурге.
Когда небо голубое, арфа молчит, но при первом же появлении облака раздается музыка. «Арфа снабжена лазерным дальномером, — поясняет Ривз, — лазерный луч которого направлен на облака. Все, что инструмент улавливает посредством этого луча, измеряется, и мы получаем данные о степени яркости облака и его высоте». «Играющий на облаке» музыкант настраивает инструмент таким образом, что получаемая от лазерного луча информация преобразуется в звуки музыки. Уже настроенная арфа воспроизводит музыку облаков для проходящих мимо слушателей.
Иногда приглашается оркестр, который обеспечивает музыкальное сопровождение для арфы. «Это означает, что мы можем играть музыку облаков Сент-Луиса, штат Миссури, посредством аранжировки Триллиана Бартела из Гамбурга», — объясняет Ривз.
В Амосе, провинция Северный Квебек, облачную арфу установили в парке на поляне, окруженной деревьями. «Когда светила полная луна, — вспоминал Ривз, — люди приходили со спальными мешками и ложились поблизости. Просто лежали и слушали музыку облаков… Фантастика!»
Большаяоблачнаяарфа, установленнаянатерриторииОбществаискусствитехнологии, Монреаль, в 2004 году. Арфаиграетмузыкублагодарялазерномудальномеру, которыйрегистрируетизменениявоблаках.
Созерцая облака, находящиеся внизу, вам всегда удастся, пусть даже на несколько минут, убежать от гнета забот повседневной жизни. Пусть другие мечтают о том, чтобы очутиться, скажем, на Солнце — те, кто любуется облаками, знают способ получше. Они могут посетить мир, который американский писатель и натуралист Генри Дэвид Торо наблюдал на закате дня:
Меж двух огромных гор нижнего слоя под вечерним красным заревом, слегка окутанным розовато-янтарным светом, через великолепное ущелье, далеко-далеко, как, возможно, бывает на картинах, изображающих испанское побережье со стороны Средиземного моря, я: вижу город, вечный город запада, город призрачный, по чьим, улицам, не вышагивал ни один путешественник, по мостовым которого уже торопливо промчались кони солнца — какая-то Саламанка, родившаяся в моем, воображении[56].
***
В заключительном эпизоде «Близких контактов третьей степени», фильма Стивена Спилберга, на «Чертову башню» в Вайоминге опускается огромное НЛО, и Рой Нери, которого играет Ричард Дрейфус, поднимается на борт объекта с целой командой американских ученых, которых потом увозит в неизвестном направлении.
Наверняка своим пересказом я все испортил — ведь кто-то еще не видел фильм, — но у меня есть на то причины: спецэффекты, предшествующие прибытию космического корабля-носителя, могут объяснить, каким образом температурная инверсия приводит к формированию слоисто-кучевых облаков.
Прямо перед появлением корабля приземляется эскадрилья летательных аппаратов поменьше. Они показываются из густого слоя вздымающихся волнами облаков, которые растекаются по пустынному небу в замедленном темпе. Это первое за всю историю кинематографа убедительное изображение облаков, созданное первопроходцем в области визуальных эффектов Дугласом Трамбаллом. И, хотя облака набухали позади воздушного судна как-то не очень натурально, они растеклись по небу совсем как слоисто-кучевые. Чтобы создать их, Трамбаллу пришлось придумать и построить специальное оборудование. Назвали его «облачной емкостью». Оно произвело революцию среди создателей «облачных» спецэффектов, а действовало по принципу температурной инверсии.
Облака Трамбалла не содержали в себе капельной взвеси, подобно настоящим облакам, они состояли из крошечных шариков краски, помещенных в емкость с водой. Чтобы управлять поведением этих шариков и должным образом освещать их, Трамбалл решил сделать облака миниатюрными. «Я подумал, что похожие на настоящие, но миниатюрные облака можно создать в жидкой среде, куда будет впрыснута другая жидкость молочно-белого цвета», — рассказывал он в интервью журналу «Американский кинематографист» в 1977 году.
Слоисто-кучевымсчитаетсяоблако, находящеесянавысотедо 6 500 футов. Поэтойфотографиитрудносудитьовысоте, однаконарядыволнтакприятносмотреть, чтоявсежепоместилфотографиювэтомразделе.
Итак, в своей специальной студии Трамбалл построил стеклянный куб со сторонами по семь футов, в который рука-автомат, управляемая на расстоянии, впрыскивала особого рода жидкость — смесь, содержащую белую плакатную краску.
Емкость походила на гигантский аквариум, только непонятно было, какую рыбу в нем собираются держать — тропическую или ту, которая водится в прохладной воде. Нижняя половина емкости была наполнена прохладной водой, а верхняя половина - теплой. Ясно, что температура воды всегда стремится к однородности. Однако путем сложной системы труб, подогрева и фильтрации создатели спецэффекта поддерживали в воде температурную инверсию, при которой слой более плотной прохладной воды, находящейся внизу, «накрывался» слоем не такой плотной теплой воды. В пограничной зоне между слоями управляемая рука-автомат впрыскивала облачка белой краски.
Освещение сверху имитировало лунный свет, а помещенные и зоне между слоями оптоволоконные зонды играли роль всполохов молний. Спилбергу оставалось только направить камеру вверх и снять облака снизу, сквозь толщу воды.
Температура раствора краски была чем-то средним между теплой и прохладной водой, а значит, и плотность его тоже была средней. Когда краску впрыснули между двух слоев, она распространилась вверх только до уровня теплой воды, а вниз — только до уровня прохладной. И подобно тому, как температурная инверсия не видна в воздухе, не видна она и для камеры в воде. Облака Трамбалла слились и растеклись комковатым слоем точно так же, как слоисто-кучевые облака ниже температурной инверсии.
«Так как для каждого «подхода» нужен был совершенно чистый резервуар, наполненный слоями до определенной степени нагретой (а также охлажденной) фильтрованной воды, — рассказывал Трамбалл, — процесс съемок оказался не из легких, иногда приходилось делать перерывы. Так что нужного эффекта мы добивались больше года».
Пусть процесс создания в шизофреническом, страдающем раздвоением личности аквариуме облачков белой краски, которые были бы похожи на облака в небе над Вайомингом, и был мучительным, работа Трамбалла в «Близких контактах» была выдвинута в 1978 году на премию «Оскар» в номинации «Лучшие визуальные эффекты». Правда, награду Трамбалл так и не получил, что, по-моему, форменное безобразие. И все же я не побоюсь обвинений в пристрастности: несомненно, филигранная работа Трамбалла по созданию настоящих облаков вполне достойна приза за «Наилучшее использование температурной инверсии для роли второго плана».
Несколько лет назад я побывал на художественной выставке в британской части галереи Тейт; выставка называлась «Величественная Америка: пейзажи США 1820–1880 гг.» В залах одни за другим демонстрировались огромные холсты с работами известных художников Америки XIX века. Изображенные на картинах идиллические пейзажи впечатляли: дикие, невозделанные луга и прерии, озера и горы, простирающиеся насколько хватает глаз; в каталоге пояснялось, что все они отражают первопроходческий дух переселенцев из Европы, приехавших на новый континент и осваивавших новые земли. Меня, понятное дело, в этих картинах интересовало то, что творилось с небесами.
Я смотрел на «Сумерки среди дикой природы» Фредерика Эдвина Чёрча, на «Шторм в Скалистых горах — гора Розалии» Альберта Бирштадта, и меня поразило то, что фантастические облачные пейзажи прямо-таки зеркально отражали происходящее на земле. Временами эффектно изображенные небеса воспевали дикую природу гораздо больше, чем пейзажи земные. Часть полотна над горизонтом передавала дух первопроходцев прошлого гораздо выразительнее, чем часть полотна под горизонтом.
Мне захотелось заняться «созерцанием небес внизу» прямо в галерее, и я купил каталог картин, чтобы посмотреть на них в перевернутом виде. Надо думать, что Чёрч и Бирштадт, узнав о таком, перевернулись бы в своих гробах, однако эксперимент оказался небезынтересным.
Глядя на великолепные картины, в которых облака выступали в качестве земных пейзажей, я сравнивал свои ощущения с теми, которые испытал при виде этих же картин, но висящих как подобает, и особой разницы не заметил. Меня обуяло любопытство: если один из восхитительных холстов повесить вверх тормашками, насколько быстро публика заметит это? Что если удивительно реально изображенные багряные облака с картины «Закат, Бар-Харбор» Чёрча станут земным пейзажем, а темные, холмистые силуэты земного ландшафта — задумчивыми тучками, плывущими в небе?
Перевернутая картина показалась мне воплощением амбиций народившейся облачной республики, все расширяющей свои территории. Глядя на перевернутые высоко-слоистые и кучевые — облака, которые обычно образуются несколькими милями выше слоисто-кучевых, — окрашенные в закатные гона, я представлял, будто смотрю на эти великолепные виды сверху.
Я совсем забылся, гуляя по воображаемым местностям, — как может случиться с любым из вас при наблюдении за облаками лежа на земле — и вдруг со смущением почувствовал на себе пристальные взгляды окружающих. Наверняка в их глазах я выглядел этаким полным профаном от искусства: стою посреди знаменитой галереи и листаю каталог, перевернутый вверх ногами.
***
Слоисто-кучевые облака образуются не только из кучевых, которые растекаются под областью инверсии. Образуются они и из устойчивых, уплощенных слоистых, туманный слой которых собирается в комки.
Что же побуждает низко нависающее одеяло слоистых облаков так «взбиваться»? Одна причина — ветры, которые вдруг задувают и создают турбулентность на уровне облаков. Другая — очень небольшая толщина слоистых, пропускающих достаточно солнечного света для того, чтобы мягкие дуновения восходящих потоков поднимались с земли и «взбалтывали» их. Однако слоистые могут сбиться кучками, превращаясь в слоисто-кучевые, и тогда, когда дует небольшой ветер, а облачный слой слишком толстый для появления восходящих потоков.
В таком случае слоистые облака становятся слоисто-кучевыми благодаря их способности поглощать и отдавать тепло. Подобные сведения, как и информация об инверсии, пригодятся любому наблюдателю за облаками, потому как без них невозможно понять процесс образования не только слоисто-кучевых, а и облаков вообще.
Теплота перемещается четырьмя различными способами, и все четыре влияют на формирование облаков.
«Закат, Бар-Харбор» (1854), ФредерикЭдвинЧёрч. Интересно, еслибыкартинависелавверхтормашками, кто-нибудьэтозаметилбы?
«Конвекция» — способ, при котором теплый воздух, увлекаемый восходящим потоком, переносит теплоту вверх. Пример с лавовой лампой продемонстрировал то, как теплота может переноситься вместе с движением жидкостей, а также газов. «Теплопроводность» — способ, при котором теплота перемещается между соприкасающимися объектами или вдоль них, так как сверхактивные молекулы более теплой среды возбуждают своих более спокойных соседей до тех пор, пока те не начинают передвигаться с такой же скоростью. Примером этому может служить снежок, тающий у вас на ладони. То же самое происходит и в другом случае — когда после безоблачной ночи воздух соприкасается с холодной поверхностью земли и, теряя тепло, забираемое землей, охлаждается до состояния тумана. «Испарение» — способ, при котором капельки пота, испаряющиеся с вашей кожи, охлаждают вас: вода, забирая тепло с кожи, переходит в газообразное состояние. То же самое происходит и со слегка прогревающимся воздухом, когда появляются первые капельки облака — воздух расширяется и плывет, поднимаясь в виде холмиков, напоминающих цветную капусту, — кучевых облаков — и все это благодаря теплу, высвобождающемуся при образовании капелек. Последний, четвертый, способ — «излучение».
Ну вот, опять я скатился до урока физики. Однако прогуливать его не советую. Чем вы там занимаетесь? Возитесь в гараже? Лучше выйдите и уделите немного времени излучению. Дело в том, что этот способ — самый важный из всех четырех. Конечно же, не потому, что способствует превращению слоистых облаков в слоисто-кучевые, а по той причине, что без него на планете Земля было бы слишком холодно для существования живых организмов. Суть излучения заключается и том, что солнечное тепло доходит до нас через безвоздушное пространство космоса. Способ передачи тепла с помощью излучения в достаточной мере отличается от остальных трех, поскольку тут речь заходит об электромагнитных волнах.
Мы видим лишь очень узкую часть спектра электромагнитной энергии, излучаемой солнцем. Тем не менее, этот видимый свет несет 45 % всей солнечной энергии. 9 % приходится на спектр коротких волн — к примеру, ультрафиолетовое излучение, которое мы не видим, но чувствуем как загар; остальные 46 % приходятся на более широкий спектр волн подлиннее, называемых инфракрасными, которые мы также не можем видеть, но чувствуем как тепло. Все предметы излучают радиацию, и чем у них выше температура, тем короче длина электромагнитных волн, которые они излучают наиболее интенсивно. (Вот почему при нагревании предмет сначала раскаляется докрасна, затем становится желтым, а уже потом — голубым.) Планета Земля гораздо холоднее Солнца, поэтому интенсивнее всего испускает длинные, невидимые полны инфракрасного излучения.
Изрезанныйрельефслоисто-кучевыхоблаковподчиняетсясобственнымзаконамвоздушнойгеологии.
Хотя все предметы излучают электромагнитные волны, они, эти волны, могут сильно отличаться по части длины от волн поглощаемых. Зависит это от типов атомов или молекул, из которых предметы состоят. Капельки воды в облаке стремятся поглотить больше длинноволнового, инфракрасного излучения, а множество коротких, видимых и ультрафиолетовых лучей они попросту отражают. Вот почему небо, затянутое тучами, предвещает прохладные дни (тучи отражают большую часть коротковолнового солнечного излучения и сами в процессе не нагреваются) и теплые ночи (поглощая большую часть длинноволновых инфракрасных лучей земной поверхности, тучи передают некоторое их количество обратно).
С начала главы прошло уже немало времени, и настала наконец пора объяснить, каким же образом тонкий покров слоистых облаков преобразуется в комковатые слоисто-кучевые облака, причем без всякой помощи ветров извне или восходящих потоков.
Слоистое облако остывает в верхней части и нагревается в нижней. Верхушка облака поглощает мало коротковолнового солнечного излучения, идущего сверху, — она его просто отражает; однако основание поглощает порядочное количество идущего с земли длинноволнового излучения. Снизу теплое, сверху прохладное — такое положение дел приводит к высокой степени неустойчивости, причем для любого облака, поскольку находящийся ниже теплый воздух расширяется и начинает подниматься вверх через слой воздуха более прохладного и плотного. И вот слоистое облако, до того представлявшее собой тонкий, устойчивый слой, начинает образовывать конвекционные клубы — в отдельных его областях теплый воздух поднимается вверх. Облачные массы начинают вертеться, где-то сгущаясь, а где-то разжижаясь. В результате появляется слоисто-кучевое облако.
Ну как, я ведь не слишком утомил вас, правда?
***
Из всех диковинных, причудливых земель, какие посетил Лемюэль Гулливер из «Путешествий Гулливера» — сатирического романа XVIII века, написанного Джонатаном Свифтом, — Лилипутия запоминается лучше всего, и причиной тому ее миниатюрные жители с их грандиозными замыслами. Однако сейчас нам интересны другие туземцы — те, с которыми отважный персонаж Свифта встретился на одном из других островов.
Когда Гулливер попал на Лапуту, он с удивлением обнаружил, что остров летает над облаками. В воздухе его удерживал огромный магнит, находившийся в основании острова. Лапутяне умели управлять своим летающим островом: изменяя ориентацию магнита, они направляли остров к подвластным королю землям. Сами же островитяне представляли собой сборище весьма странных типов:
У всех головы были скошены направо или налево; один глаз смотрел внутрь, а другой прямо вверх к зениту. Их верхняя одежда была украшена, изображениями солнца, луны, звезд[57].
Живя высоко в облаках, лапутяне отличались рассеянностью — их умы всегда были заняты некими туманными размышлениями из области математики и музыки. Первое, что бросилось Гулливеру в глаза, это прислужники-хлопальщики, находившиеся при лапутянах. Прислужники носили с собой надутые пузыри, внутрь которых насыпался сухой горох или мелкие камешки; пузыри эти были привязаны к концу короткого шеста. Пузырем слуга ударял по ушам господина, когда кто-либо обращался к тому, и по губам, когда от господина ждали ответа:
По-видимому, умы этих людей так поглощены напряженными размышлениями, что они не способны ни говорить, ни слушать речи собеседников, пока их внимание не привлечено каким-нибудь внешним, воздействием на органы речи и слуха[58].
Нуичтостого, чтокто-товитаетвоблаках?
Гулливеру этот чудной народец так и не пришелся по душе. Хотя он и уважал их математические и музыкальные таланты, лапутяне были до того погружены в свой собственный мир, что путешественник едва ли мог с ними общаться.
Если вы дадите своим мыслям свободу, отпустив их бродить по изменчивым просторам небес, вам непременно скажут - и не раз — что вы, как те самые лапутяне, витаете в облаках.
Хотя… кому какое дело? Да и что плохого в том, чтобы витать в облаках?
Глава 5
megaobuchalka.ru
КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА (и вновь ясное небо)
Вся цепочка обычно занимает около дня
Во второй части последовательности главную роль играют не организованные в слои, а отдельные конвекционные облака. Это означает, что изменения носят куда более лихорадочный характер.
Когда температура снова снижается, может начаться иной ряд изменений, отличающихся большей внезапностью. Обычно эта часть последовательности начинается с появления слоя высоко-кучевых облаков или их более высокоярусного эквивалента, состоящего из кристаллом льда — перисто-кучевых облаков. Моряки называют их «макрелевыми», поскольку на вид они напоминают рыбью чешую.
Бытующая среди моряков поговорка: «Макрелевое небо, макрелевое небо: ни сухим, ни мокрым долго не был»[95], - точно описывает то, что начнется потом. Когда температура падает, из бойких кучевых облаков или из наслоения слоисто-кучевых резко вырастает мощное кучевое или даже кучево-дождевое облако. Естественно, эти горы влаги не могут долго удерживать воду, и из них внезапно начинают выпадать осадки (дождь, снег или град) — нередко сильные, но обычно кратковременные. Вспыльчивые конвекционные облака проливаются дождем тотчас же, стоит им образоваться, и порой вздымают яростный ветер.
Когда гроза заканчивается, в небе остаются полоски высоко-слоистых облаков и, для равновесия, которое не может не радовать, те высокие и тонкие перистые облака, с которых все начиналось. Эти остатки перистых облаков могут висеть в небе еще некоторое время, и, если вы до сих пор были заняты земными делами и только что решили взглянуть на небо, у вас может возникнуть вопрос: а может, последовательность лишь начинается? Присутствуете ли вы при начале представления или же при его завершении?
О том, что дело подходит к концу, расскажет направление ветра. Если вы находитесь в Северном полушарии, то, встав спиной к ветру, дующему над поверхностью земли, увидите, что перистые облака сдувает влево, а не вправо, как в начале последовательности.
Итак, вторая половина последовательности, сопровождающая снижение температуры воздуха, выглядит следующим образом:
ВЫСОКО КУЧЕВЫЕ ИЛИ СЛОИСТО-КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА («макрелевое небо», как называют его моряки)
МОЩНЫЕ КУЧЕВЫЕ ИЛИ КУЧЕВО-ДОЖДЕВЫЕ ОБЛАКА (несущие внезапные и сильные осадки)
ВЫСОКО-СЛОИСТЫЕ ОБЛАКА (отдельные полоски, остающиеся после грозовой тучи)
ПЕРИСТЫЕ ОБЛАКА
Вся цепочка обычно занимает несколько часов.
Последовательность разделена на две части, поскольку порой эти части разворачиваются независимо друг от друга. Стремительность разворачивания событий тоже может варьироваться: иногда все происходит настолько спокойно, что дело даже не доходит до осадков.
Может быть, это и правда было похоже на таблицу латинских глаголов, однако вам будет куда легче запомнить последовательность смены облаков, связанную с прохождением через область пониженного атмосферного давления, если вы поймете, почему все происходит именно так и никак иначе.
Эго открытие было сделано сразу после Первой мировой войны блестящей группой метеорологов, работавших в Бергене, на юго-западном побережье Норвегии. Берген — один из самых влажных городов во всей Европе, годовое количество осадков в нем составляет 2200 мм, рядом с которыми даже лондонские 560 мм смотрятся довольно-таки жалко: в общем, у Бергенской школы (под таким названием стала известна эта группа метеорологов) были все основания для того, чтобы задуматься о формировании дождевых облаков.
Они не только выдвинули теорию относительно того, почему облака в умеренных поясах сменяют друг друга именно в такой последовательности, но и выявили более фундаментальные закономерности. Бергенская школа объяснила, как в умеренных поясах устанавливается погода. Это объяснение оказалось едва ли не самым выдающимся вкладом в наше понимание переменчивости погоды в средних широтах.
Работы Бергенской школы стали важнейшим прорывом в составлении прогнозов погоды для данных регионов. Не менее важно и то, что они помогут вам запомнить типичную последовательность смены облаков, которая начинается с распространения по всему небу высоких тонких полосок перистых облаков, состоящих из кристаллов льда.
Бергенская школа была создана синоптиком Вильгельмом Бьёркнесом, который переехал в Берген в 1917 г. Бьёркнес вернулся в Норвегию, проработав пять лет в Лейпцигском университете. В годы Первой мировой войны важнейшая задача предсказания погоды решалась преимущественно посредством отслеживания изменений атмосферного давления по барометрам. Еще со времен изобретения барометра во Флоренции в 1644 г. было известно, что снижение атмосферного давления ведет к повышению вероятности появления облаков и, как следствие, дождя. Несмотря на крайнюю актуальность получения более точных прогнозов погоды, никто на самом деле не знал, почему изменения погоды связаны с изменениями атмосферного давления, регистрируемыми барометром.
Вернувшись в Берген, Бьёркнес обнаружил, что его страна находится на грани голода. Из-за холодного климата и скалистого ландшафта Норвегия веками была вынуждена рассчитывать на импорт зерна. Война помешала поставкам до такой степени, что Норвегии пришлось прибегнуть к крайним мерам — поднимать собственную сельскохозяйственную промышленность, и перед Бьёркнесом была поставлена задача реорганизации метеорологической службы страны с тем, чтобы она снабжала выбивающихся из сил фермеров более полной информацией.
Фермеры нуждались прежде всего в точных предупреждениях о приближении гроз, которые могли нанести ущерб их и без того уязвимому урожаю. Это требование подтолкнуло Бьёркнеса и собравшуюся вокруг него группу молодых метеорологов к поиску ответа на вопрос, почему низкое атмосферное давление связано с дождем и грозами. В 1918 г. они пришли к заключению, что в средних широтах само по себе снижение атмосферного давления не ведет ни к сырой, ни к грозовой погоде. И изменения давления, и дождливая погода — следствие того, что обширные массивы холодного и теплого воздуха приходят в соприкосновение друг с другом.
Ученые Бергенской школы первыми предположили, что атмосфера ведет себя подобно огромному тепловому двигателю. В то время как части атмосферы над жаркими тропиками нагреваются, ее участки над полюсами остаются холодными.
Чтобы сгладить различия в температурах, воздух перемещается вокруг земного шара и перераспределяет тепло. Норвежцы установили, что эти перемещения могут быть описаны через движение обособленных воздушных масс: подобно теплым и холодным океанским течениям, они перемешиваются в значительно меньшей степени, чем нам могло бы показаться.
Бергенцы открыли волнообразный характер температурной неоднородности, заключающейся в том, что массивы теплого воздуха с экватора сталкиваются с массивами холодного воздуха с полюсов. Они установили, что эта неоднородность охватывает земной шар на широте 50–60° как в Северном, так и в Южном полушарии.
Именно вдоль этой извилистой, постоянно сдвигающейся границы между воздушными потоками рождается переменчивая погода умеренных поясов. Поскольку в те годы все еще помнили о войне, Бьёркнес назвал эту линию «полярным фронтом», позаимствовав термин из языка военных. Название оказалось более чем уместным, поскольку именно на этих фронтах воздушные массы частично прорываются друг в друга. Там же закладывается погода, ведущая к типичной цепочке превращения облаков, которая начинается с робкого шепота перистых облаков и заканчивается грохотом мощного кучевого или даже гулом кучево-дождевого облака.
«Приливы» и «отливы» состязающихся воздушных масс (теплого воздуха, движущегося из тропиков к полюсам, и холодного воздуха, перемещающегося в противоположном направлении) ведут к тому, что линия полярного фронта непрерывно сдвигается то к северу, то к югу, расплывается или, напротив, становится более четкой, рвется и перестраивается. Удивительно, до чего изменчива эта линия сражений, разгорающихся лишь из-за того, что солнце в разной степени нагревает разные части земного шара.
Когдавсреднихширотахперистыеоблакараспространяютсяповсемунебуисоединяютсядругсдругом, этаприметазаранееуказываетнагрядущееснижениеатмосферногодавления.
Какоенамделодотого, чтоперистыеоблакавозвещаютоб«ухудшении»погоды, еслионистольпрекрасны, какэтипредставителивидаперистыхнитевидныхоблаков?
Только в годы Второй мировой войны летчики заметили высоко в тропосфере крайне быстрые полосы ветра, соответствующие, как выяснилось, общему расположению полярного фронта. Эти скоростные струйные течения, как их стали называть, перемещаются высоко в тропосфере между блуждающими линиями температурной неоднородности. На высоте около 30 000 футов[96] летчики, пытавшиеся лететь против струйного течения, с удивлением обнаружили, что фактически стоят на месте. Когда же они летели по течению, время полета в значительной степени сокращалось. Именно струйные течения над полярным фронтом в Северном полушарии — причина того, что полет из Лондона в Нью-Йорк может занять на час меньше, чем путешествие обратно.
Порой в небе можно увидеть уходящие к горизонту длинные полосы перистого облака, создаваемые струйным течением, — ледяные кристаллы, разметанные вдоль потоков высотного скоростного ветра. Струйные течения заметно влияют также на движение завихрений и ряби, формирующихся вдоль полярного фронта.
Именно перемещение этих завихрений, подталкиваемых струйным течением в восточном направлении, на границе между воздушными массами и взяла за основу Бергенская школа, объясняя устойчивую последовательность смены облаков, характерную для умеренных поясов.
***
По мере того как росло признание предложенной норвежцами модели, метеорологи все реже смотрели на барометры и все чаще — на облака. Впервые появилось объяснение того, как облакообразование в умеренных поясах связано со сменой погоды. Хотя сама по себе мысль о том, что определенный тип облакообразования предвещает грозу, восходит по меньшей мере ко временам Аристотеля, ученые обычно относили ее к разряду народных примет. Бьёркнес и его помощники обнаружили, что этот особый тип облакообразования удивительным образом повторяется всякий раз при столкновении теплых и холодных воздушных масс.
В средних широтах иногда можно ощутить выраженные перепады температур вследствие того, что под действием струйного течения полярный фронт заметным образом завихривается назад и вверх. Сперва на смену более холодному (полярному) воздуху приходит более теплый (тропический), а затем, когда завихрение проходит, он вновь замещается полярным воздухом. Именно вдоль границ между воздушными массами образуются облака и, как следствие, выпадают осадки.
***
Теплый воздух обладает меньшей плотностью по сравнению с холодным, поэтому при их столкновении именно теплый воздух обычно поднимается наверх. Если по пути из тропиков он движется над океанами, в нем накапливается немалое количество водяных паров. Поднимаясь над холодным воздухом, он охлаждается, и часть этих паров сгущается в облака.
Поднимающийся вверх теплый воздух заставляет стрелки барометров уходить вниз шкалы, показывая, что атмосферное давление на уровне земли снижается, и в результате «сражения воздушных масс» образуется область пониженного давления.
Обе части классической последовательности смены облаков происходят на границе температур в конце области пониженного давления. Чем больше разница в температуре и влажности воздушных масс, тем крупнее облака и тем сильнее осадки.
С приходом более теплого воздуха начинается более постепенная смена облаков, организованных в слои (исходно — в верхних слоях тропосферы). А когда более холодный воздух вновь начинает подталкивать массивы более теплого вперед, наступает очередь более стремительной последовательности облаков конвекционного происхождения. Таким образом, завихрение в перемежающейся линии воздушных масс состоит из двух частных фронтов, именуемых «холодным» и «теплым».
Теплый фронт в передней части завихрения постепенно наклоняется, что ведет к незначительному подъему больших массивов теплого воздуха. В свою очередь, этот подъем вызывает утолщение поверхностных волокон перистых облаков, за которыми следуют все более и более глубокие слои облака. Между двумя половинами последовательности небо может очиститься, пока участок теплого воздуха не начнет подниматься вверх. Однако, когда вновь приходит холодный воздух, незамедлительно начинается вторая часть последовательности. Теплый воздух резко поднимается вверх, тогда как холодный буквально ввинчивается вниз. Вдоль холодного фронта могут образовываться неустойчивые кучево-дождевые облака, вздымающиеся подобием огромных башен. Резкий подъем воздуха приводит также к усилению ветра.
Такпроисходитоблакообразованиеприпрохожденииобластипониженногодавления. Есливыдумаете, чтоэтотрисунокслишкомсложен, вынужденвасогорчить: этокрайнеупрощеннаясхемасменыпогоды.
Модель взаимодействия воздушных масс, предложенная Бергенской школой, стала поводом для реабилитации всех тех, кому облака казались достоверными индикаторами смены погоды. Люк Говард уподобил облака выражению лица человека. «Обычно они столь же наглядно отражают действие всех этих механизмов [погоды], - писал он, — как выражение лица отражает состояние души или тела человека»[97]. Ненавязчиво распространяющиеся по небу пучки перистых облаков могут стать первым намеком на то, что настроение атмосферы меняется. Может, для того, чтобы объяснить это явление, и потребовалась целая Бергенская школа, однако знатоки облаков с давних пор твердят: «Если в небе увидишь малярную кисть — скоро ветер задует так, что держись»[98].
***
Прорыв в понимании погоды, произошедший за последние пятьдесят лет благодаря анализу перемещения воздушных масс, наряду с возможностью получения изображений с искусственных спутников Земли и с увеличением быстродействия вычислительных машин, позволил изрядно усовершенствовать процесс составления прогнозов погоды. Как следствие, мы привыкли все больше и больше полагаться на прогнозы погоды, предлагаемые средствами массовой информации.
С одной стороны, эти прогнозы в значительной степени облегчают нам жизнь, когда мы принимаем решение, планировать ли на выходные пикник, но с другой стороны, мы совсем разучились замечать перемены в настроении атмосферы. Мы еще смотрим порой на облака, отражающие эти перемены, но все меньше понимаем, что означает увиденное. Мы как будто бы становимся метеорологическими аутистами.
В 1156 г. китаец Е Мэн-ди писал: «Когда у меня было много свободного времени, я обычно рано вставал и, покуда мысли мои были ничем не заняты, концентрировал их на красоте полей, деревьев, рек, гор и облаков — и вдруг заметил, что могу верно предсказать погоду в семи или восьми случаях из десяти. Тогда я понял, что покой позволяет узреть Вселенную, почувствовать ее внутренний настрой и постичь истину»[99].
Когда я впервые проследил классическую последовательность смены облаков, начиная с распространения по небу перистых облаков, я буквально влюбился в происходящее. Поезд нес меня из Лондона на юго-запад. Это означало, что погода будет меняться прямо по ходу движения, и я смогу наблюдать за облакообразованием в более интенсивном режиме.
Те, кто питает ненависть к облакам и осадкам, наверняка считают, что словечко «пониженное», подходящее как к атмосферному давлению, так и к настроению, не случайно употребляется для описания всего того, что происходит, когда приближается поднимающийся вверх теплый воздух. Однако я с ними не согласен. Стоял апрельский день, а в Англии в это время года облака достигают пика своей активности. По пути к железнодорожному вокзалу в Лондоне я заметил, как по синему небу распространяются полоски перистых облаков. Кое-где виднелись низкие кучевые облака, и их движение указывало на направление низкого ветра, которое иногда не так-то легко установить по прихотливым вихревым облачкам, образующимся прямо среди небоскребов.
Остановившись и повернувшись к ветру спиной, я определил, что высокие перистые облака распространяются вправо от меня, свидетельствуя о том, что приближается зона пониженного давления. Разве мое настроение могло понизиться из-за мысли, что это чудесное зрелище не продлится слишком долго? Напротив, я испытывал любопытство: а действительно ли облака поведут себя так, как пишут в книгах? Мне не терпелось увидеть их безмолвное представление, разыгрываемое как будто специально для меня.
Продвигаясь к западу, я наблюдал, как теплый фронт на переднем крае зоны пониженного давления безмолвно дирижирует облаками. Впереди, предвосхищая ход событий, распространялось перистое облако, образуя белесую пелену, которая утолщалась и снижалась, превращаясь в высоко-слоистое облако. А затем, как если бы по сигналу, на вагонном стекле появились первые капли дождя: сперва совсем маленькие, они постепенно превратились в бегущие по стеклу потоки воды.
Когда поезд пересекал границу между холодным и теплым воздухом на уровне земли, высоко-слоистое облако стало еще толще и спустилось еще ниже. Низко в небе повисло слоисто-дождевое облако, и непрерывно идущий из него дождь усилился. Если бы я наблюдал за происходящим из Лондона, эта часть общей последовательности прохождения через зону пониженного давления заняла бы не меньше суток. В поезде же я промчался сквозь теплый воздух за считанные часы.
Когда я добрался до пункта назначения, истончающееся слоисто-дождевое облако начало разбиваться на слоисто-кучевые. В центральной части завихрения, где конкурирующие воздушные массы перестали подниматься вверх, небо расчистилось. Однако я знал, что на этом дело не закончится, и действительно, после обеда начали образовываться кучевые облака, причем некоторые из них стали размягчаться сверху. Вскоре верхушки облаков приобрели характерную матовость, наглядно демонстрируя, что облака превратились в грозовые.
Ближе к вечеру теплых лучей низкого солнца было уже не разглядеть. Небо, словно лицо пьяницы после драки, набухло темными, готовыми излиться на землю облачными глыбами. Внезапно хлынул ливень. Вновь похолодало, и я понял, что сейчас через нас проходит арьергард зоны пониженного давления: массив холодного воздуха, двигаясь в сторону Лондона, круто подныривал под более влажный массив теплого воздуха. Однако даже это не понизило моего настроения. Я стоял под ливнем и чувствовал, как мне на лоб каскадом обрушиваются капли: обильные потоки воды очищали воздух. Травинки вокруг меня трепетали и подрагивали под проливным дождем.
Полюбить облака можно, только наблюдая за их сменой. Ни один знаток, едва взглянув на небо, не скажет, будет ли дождь. Точно так же по одному мгновенному фотоснимку невозможно догадаться, что чувствовал изображенный на нем человек. Если он получился с полузакрытыми глазами, означает ли это, что ему хотелось спать? А если его лицо именно в эту долю секунды искривилось в гримасе, означает ли это, что он чувствовал боль? Да нет, это скорее означает, что снимок не удался.
Чтобы понять, что чувствует человек, нам нужно понаблюдать, как меняется выражение его лица в течение некоторого времени. Точно так же прекрасное перистое облако, разметавшееся по небу, ничего не говорит о том, какая нас ждет погода. Чтобы ответить на этот вопрос, придется запастись терпением и понаблюдать, как облака превращаются друг в друга.
***
Утверждение о том, что по облакам можно предсказывать погоду, стало уже общим местом. Чего не скажешь о предсказании землетрясений. Тем не менее один китайский химик, вышедший на пенсию и живущий теперь в Нью-Йорке, занимается именно предсказаниями подобного рода. Чжунхао Шу утверждает, что появление определенных типов облаков — важное, но недооцененное средство выявления приближающихся землетрясений в краткосрочной перспективе.
Многие сейсмологи считают его догадки вздором, однако Шу настолько убежден в существовании связи между «неметеорологическими» системами облаков и крупнейшими землетрясениями, что после выхода на пенсию посвятил всю свою жизнь пристальному изучению спутниковых изображений облачного покрова с целью предсказания стихийных бедствий. Он утверждает, что появление «сейсмических облаков» позволяет предсказать место и силу подземных толчков и выдать предупреждение в среднем за тридцать дней до землетрясения.
Шу выявил пять отличающихся друг от друга типов сейсмических облаков. Самые яркие и необычные с виду — «линейные» и «перьевидные»: они представляют собой отдельные широкие или узкие полоски высоких облаков, похожие на короткие прямые перистые облака. Появляются они в высшей степени внезапно, за несколько секунд, словно хвост от ракеты. «Глазовидные» сейсмические облака принимают форму штриха внутри разрыва в наличествующем слое облаков верхнего яруса. Хвост облака, считает Шу, указывает на эпицентр предстоящего землетрясения, а его длина, как показывает сопоставление предшествующих видеоизображений и последовавших за ними толчков, дает сведения о вероятной силе землетрясения. Согласно протоколам Шу, интервал между появлением одного из типов облаков и землетрясением может составлять до 103 дней, в среднем же — 30 дней.
Шу не утверждает, будто бы открыл механизмы влияния землетрясений на облакообразование, однако предлагает объяснение сродни истолкованию того, почему вулкан перед извержением начинает куриться. «Пары подземных вод, образующиеся при очень высокой температуре и под очень высоким давлением, прорываются к поверхности земли через одну или несколько трещин, — предполагает он. — Затем они поднимаются вверх, и в результате их столкновения с холодным воздухом в атмосфере образуется облако». Шу считает, что вследствие сейсмического давления в подземных скальных породах могут образовываться небольшие расселины, предшествующие основному разлому. В эти трещины просачиваются подземные воды, нагреваемые огромной силой трения. Под действием сильнейшего давления вода, распространяясь, в какой-то момент прорывается на поверхность в виде струйки пара, и в небе над трещиной образуется облако. Оно может быть использовано в качестве метки: место его появления и ориентация указывают на общее местоположение будущего разлома, а размер свидетельствует о сейсмической силе и, следовательно, о масштабах землетрясения.
Шу, не имея специального геологического образования, первым признает, что механизм образования сейсмических облаков требует дальнейшего изучения. Однако ему самому более важной проблемой представляется точность предсказаний.
По утверждению Шу, с тех пор, как он начал вести журнал, где записывал собственные предсказания, около 70 % этих предсказаний сбылись — это при том, что в его распоряжении были только общедоступные спутниковые изображения. Будь у него доступ к результатам непрерывных съемок с более высоким разрешением, процент попаданий, по его мнению, был бы выше.
Сейсмологи, ранее называвшие Шу шарлатаном, стали следить за его прогнозами после 25 декабря 2003 г. В этот день он опубликовал на своем Интернет-сайте прогноз, в котором предсказывал землетрясение. Просматривая за несколько дней до публикации прогноза снимки, сделанные с метеорологического спутника «Метеосат-5», расположенного над Индийским океаном, Шу заметил классическое сейсмическое облако, располагавшееся вдоль хорошо известной геологам линии разлома в юго-восточной части Ирана. Обнаружив на снимках огромный след облака, которое, судя по всему, появилось где-то на середине линии разлома, Шу предсказал в этой области землетрясение силой не менее 5,5 балла по шкале Рихтера. Согласно прогнозу, землетрясение должно было произойти в течение последующих 60 дней.
26 декабря в 5 часов 26 минут утра по линии разлома произошло землетрясение силой в 6,6 балла. Эпицентром его стал старинный иранский город Бам: его местоположение почти в точности соответствовало кончику облака, обнаруженного Шу. Землетрясение вызвало серьезные разрушения, более 26 тысяч человек погибли, десятки тысяч были ранены. Стихия сравняла с землей 70% зданий 1500-летнего торгового города на Шелковом пути.
После столь точного предсказания землетрясения в Баме Шу был приглашен в мае 2004 г. в Тегеран — выступить на семинаре ООН и Иранского космического агентства, где обсуждался вопрос об использовании космических технологий в целях экологической безопасности и ликвидации последствий стихийных бедствий. По наблюдениям Ансари Амоли, эксперта космического агентства в области дистанционного зондирования и обеспечения готовности к стихийным бедствиям, доклад Шу был с интересом воспринят присутствовавшими на семинаре геологами, сейсмологами и метеорологами. «Его сейсмические облака представляются многообещающим способом усовершенствования краткосрочного предсказания землетрясений, особенно если использовать их в сочетании с традиционными методами, — отметил Амоли. — Однако для начала необходимо лучше разобраться в стоящих за ними механизмах. Я считаю, что специалистам по землетрясениям стоит всерьез заняться исследованиями в этой области».
Будущее покажет, будут ли методы предсказания землетрясений, предложенные Шу, приняты научным сообществом. Некоторым исследователям они кажутся притянутыми за уши.
СЛЕВА: «Глазовидное»сейсмическоеоблакопоклассификацииЧжунхаоШу. СПРАВА: 25 декабря 2003 г. Шу, опираясьнаизображениеэтогооблака, предсказалземлетрясениесилойв 5,5 илиболеебаллов. Место, откудапоявилосьоблако (отмеченозвездочкой), сталоэпицентромземлетрясениясилойв 6,6 балла, разрушившегонаследующийденьиранскийгородБам.
«Только мистеру Шу могло прийти в голову, что между облаками и землетрясениями, происходящими на глубине 10 км под поверхностью земли, есть хоть какая-то связь», — прокомментировала открытие сейсмолога-самоучки доктор Люси Джонс, главный научный сотрудник отделения Геологического комитета США в Пасадене. Однако вполне возможно, что его идеи не столь смехотворны, как ей кажется. Во всяком случае, у них весьма солидная генеалогия.
Римский историк Плиний Старший, ссылаясь на наблюдения Аристотеля, в 77 г. н. э. упоминал облака, появляющиеся перед землетрясением:
Известно, что люди на корабле чувствуют землетрясение так, как если бы в борт внезапно ударила волна, поднятая, однако, отнюдь не порывом ветра… Небеса тоже подают знак: если землетрясение приближается в дневное время или вскоре после заката, в ясном небе, подобно топкому длинному штриху, растягивается облако…[100]
Они описаны и в 32 главе «Брихат Самхиты», санскритского трактата VI в. н. э., принадлежащего перу философа, математика и астронома Варахамихиры. В этой работе, где, по мнению ученых, были заложены основы древнеиндийской астрономии и астрологии, утверждается, что существует такой тип землетрясений, за неделю до которого появляются необычные облака:
А за неделю до него появляются предвестники: огромные цветные облака, похожие па цветы голубой лилии, пчел и глазные капли, отменно грохочущие и освещаемые вспышками молний, исторгают тонкие струи воды, напоминающие заостренные облака. Землетрясение этого цикла убьет тех, кто привязан к рекам и морям, кроме того, за ним последуют проливные дожди…[101]
Первое же письменное предсказание землетрясения, основанное на появлении облаков, появилось в китайской хронике «Лундэ сяньчжи» 1623 г.[102]:
Стоял теплый солнечный день, небо было синим, и чистым, Вдруг появились черные полосы облаков, охватившие небо подобно длинной змее. Облака долго не уходили; значит, будет землетрясение.[103]
Шу утверждает, что нашел запись о землетрясении, произошедшем 25 октября 1622 г. в Гуюане в китайской провинции Нинся. Это единственное землетрясение такой силы в Западном Китае за 148-летний периоде 1561 по 1709 г.
Чембыобычнониказалисьперистыеоблака—ангельскимиволосамиилибородоймудреца, —этооблакобольшевсегопохоженерасческу.
Независимо от того, доведется ли вам увидеть облака, предвещающие землетрясение, у вас всегда есть возможность понаблюдать за теми, что предсказывают смену погоды. Прежде всего следует обращать внимание на поведение облаков верхнего яруса — таких, как перистые. Растягиваясь и утолщаясь в синеве небес, они похожи не столько на пряди ангельских волос, сколько на клочковатую бороду мудреца. Именно этот добродушный старик поведает вам о грядущей погоде. Но он говорит шепотом. И только тот, кто будет внимателен, услышит.
Облака среднего яруса
Глава 9
megaobuchalka.ru
Внешний вид — серые облака, состоящие из крупных гряд (волн), пластин или глыб, разделенных просветами или сливающихся в сплошной серый волнистый покров неодинаковой плотности.
Высота основания — в пределах 0,5—1,5 км.
Толщина слоя — от 0,2 до 0,8 км.
Оптические явления и прозрачность — при сплошном покрове плотных Sс Солнце не просвечивает, поэтому определить его местоположение трудно. Если в облаках имеются просветы или тонкие части у краев облака, то Солнце и Луна могут временами просвечивать, причем иногда образуются венцы.
Осадки — из большинства разновидностей Sс не выпадают. Из непросвечивающих слоисто-кучевых облаков Sс ор. могут выпадать слабые непродолжительные осадки в виде дождя или редкого снега (зимой иногда и из Sс trans.).
Виды и разновидности Sс.
1. Вид Stratocumulus undulates (Sc und.) — волнистые. Чередующиеся гряды (валы), разделенные промежутками или сливающихся друг с другом. Разновидности Sc und.:Связь с другими формами. Слоисто-кучевые облака Sс могут наблюдаться одновременно с высоко-кучевыми Ас. Ряд разновидностей Sc cuf. образуется при распаде Сu или Сb. При наблюдениях важно отделить случаи, когда растекание Сu или Си cong. вызвано общим увеличением устойчивости стратификации атмосферы, что сопровождается образованием Sc diur., от тех случаев, которые связаны лишь с обычным вечерним прекращением конвекции, что приводит к образованию Sc vesp. Кроме того, Sс при усиливающейся конвекции могут развиваться в кучевые облака, особенно часто это происходит с Sc cast. При приближении фронта облака Sс могут смениться на Ns, что сопровождается выпадением обложных осадков. Наоборот, при ослаблении процессов конденсации фронтальные Ns могут перейти в Sс. При ослаблении волновых движений и преобладании турбулентного перемешивания Sс могут перейти в St.
Характерные особенности по наблюдениям снизу. Отличительным признаком слоисто-кучевых облаков 5с служит внешний вид, малая высота основания, четко очерченная нижняя поверхность и в большинстве случаев отсутствие осадков или их небольшая продолжительность. При определении Sс могут возникнуть трудности в различении их от Ас, Ас ор., St, Ns и, наконец, от Сu. Наиболее существенные признаки: облака Sс располагаются более низко и состоят из более крупных элементов. Условно принимается, что видимый размер элементов Sс превышает десятикратный диаметр Солнца. Sс ор. отличаются от Аs ор. главным образом по высоте их расположения. Кроме того, у Аs меньше выражено волнистое строение, а волны, не имея правильного чередования, представляют собой отдельные вытянутые по горизонтали уплотнения неправильной формы. Sc ор. имеют вид правильных волн. Аз часто имеют волокнистое строение, которого не бывает у Sс. Цвет покрова Аs синеватый, серый или желтовато-серый. Облака Sc ор. обычно отличаются от облаков Ns волнистым строением и отсутствием осадков. Полезно при различении Sс от Аs и Ns учитывать тип погоды, поскольку Аs и Ns являются преимущественно облаками фронтальных систем, тогда как Sс образуются в большинстве случаев внутри однородных воздушных масс. Знание предшествующей истории облачной системы позволяет более точно определить форму облаков. Облака Sс отличаются от облаков St большей высотой основания и более ярко выраженной волновой структурой. Облака Sс отличаются от Сu (которые иногда располагаются грядами) большой длиной гряд и отсутствием куполообразных вершин (кроме разновидности Sc cast., у которой выступающие купола и башни сравнительно невелики и быстро меняют очертания). При растекании Сu их следует считать перешедшими в Sс, когда облака образуют достаточно однородный и плоский слой или гряды. Может наблюдаться и переходная форма облаков Sс (Сu), если переход одной формы в другую совершился неполностью.
Процессы образования. К основным процессам, вызывающим образование слоисто-кучевых облаков, можно отнести следующие: 1. Волновые движения в слоях инверсий, расположенных ниже 2 км над поверхностью земли. 2. Растекание Сu или Cu cong. в слое под инверсиями ниже 2 км. 3. Волновые движения, которые возникают над подветренным склоном возвышенностей и приводят к образованию Sc lent. 4. Волновые движения в сочетании оседанием отдельных, сравнительно небольших объемов воздуха, которые появляются при затухании конвекции в Cb, а иногда и в имеющемся слое Sс, приводят к образованию Sc mam. 5. Конвективные движения, развивающиеся в слое Sс, приводят к образованию Sc cast.
chukin.ru
глава 4
СЛОИСТО-КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА (STRATOСUМULUS)
Низко нависающие пышные слои
Только что облака тяжело нависали, давя, а вот они уже совсем другие, располагающие к мечтательности. Все мы, бывало, глядели на небесные замки и воображали мир, далекий от повседневных забот бренной земли. В процессе прекращения слоистых облаков в слоисто-кучевые в небе появляются неровные просветы синевы. За несколько часов до этого казалось, будто солнце совсем погасло, однако теперь туманный слой начал собираться в покрытые снежными шапками горы и таять, стекая в извилистые синие реки. Там, наверху, другой мир — изменчивая местность ледниковых долин и волнистых пиков, земля обещаний и спасения от действительности, со своими собственными туманообразными законами геологии.
Два главных персонажа комедии Аристофана «Птицы», впервые поставленной в 414 году до н. э., устали от Афин, своего родного города. Афинских граждан преклонного возраста утомило засилье бюрократии и бесконечные судебные тяжбы, и вот они, как и многие современные горожане, решили податься на природу, ища жизни поспокойней. Оставляя город и свои долги, они отправились на поиски Терея, персонажа греческой мифологии, которого боги превратили в птицу — удода. Они рассудили, что Терей, прежде бывший человеком, а теперь ставший птицей, много чего повидал на своем веку, и задумали обратиться к нему с просьбой: «Ты город укажи нам, мягкий, войлочный, прекрасношерстный, чтоб тепло устроиться»
Слоисто-кучевое облако: выглядит так, будто кто-то не смог вовремя найти выключатель у автомата, производящего сахарную вату.
Имея столько обличий, слоисто-кучевое облако всегда находится в процессе изменений. Его можно сравнить с известной певицей Шер, для которой обычное дело постоянно менять сценические костюмы: убегая со сцены, она затем появляется и еще более фантастическом наряде. А уж каким разнообразием отличаются одеяния слоисто-кучевого облака! Одно из самых ярких — «шкваловый ворот». Слоисто-кучевое облако в этот момент похоже на длинную трубу, с поверхностью иногда гладкой, как изо льда, иногда мягкой и пушистой, похожей на вытянутое кучевое облако.
Вы только не смейтесь, но однажды я полетел аж на другой край света, и все ради того, чтобы увидеть похожее на валик слоисто-кучевое облако. Называется оно Морнинг Глори и образуется весной, в сентябре-октябре в небе над северной частью Квинсленда, Австралия.
Это австралийское облако зачастую длиннее, чем британские, его огромная масса проплывает над побережьем залива Карпентария. Образуется оно посреди огромной волны воздуха, передвигающейся со скоростью 40 миль в час
«Температурная инверсия» — одна из причин, по которой кучевые облака растекаются и собираются в комковатый слой слоисто-кучевых.
Недавно был наконец решен вопрос о том, какую музыку слушать во время созерцания облаков. Николас Ривз, профессор из Квебекского университета в Монреале, Канада, изобрел «облачную арфу» — инструмент, который создает музыку исходя из формы облаков. Пока что арфа играла в шести городах: канадских Амосе и Монреале, французском Лионе, немецком Гамбурге, польском Гижицко и американском Питсбурге.
Когда небо голубое, арфа молчит, но при первом же появлении облака раздается музыка. «Арфа снабжена лазерным дальномером, — поясняет Ривз, — лазерный луч которого направлен на облака. Все, что инструмент улавливает посредством этого луча, измеряется, и мы получаем данные о степени яркости облака и его высоте». «Играющий на облаке» музыкант настраивает инструмент таким образом, что получаемая от лазерного луча информация преобразуется в звуки музыки. Уже настроенная арфа воспроизводит музыку облаков для проходящих мимо слушателей.
Иногда приглашается оркестр, который обеспечивает музыкальное сопровождение для арфы. «Это означает, что мы можем играть музыку облаков Сент-Луиса, штат Миссури, посредством аранжировки Триллиана Бартела из Гамбурга», — объясняет Ривз.
В Амосе, провинция Северный Квебек, облачную арфу установили в парке на поляне, окруженной деревьями. «Когда светила полная луна, — вспоминал Ривз, — люди приходили со спальными мешками и ложились поблизости. Просто лежали и слушали музыку облаков… Фантастика!»
Большая облачная арфа, установленная на территории Общества искусств и технологии, Монреаль, в 2004 году. Арфа играет музыку благодаря лазерному дальномеру, который регистрирует изменения в облаках.
Созерцая облака, находящиеся внизу, вам всегда удастся, пусть даже на несколько минут, убежать от гнета забот повседневной жизни. Пусть другие мечтают о том, чтобы очутиться, скажем, на Солнце — те, кто любуется облаками, знают способ получше. Они могут посетить мир, который американский писатель и натуралист Генри Дэвид Торо наблюдал на закате дня:
Меж двух огромных гор нижнего слоя под вечерним красным заревом, слегка окутанным розовато-янтарным светом, через великолепное ущелье, далеко-далеко, как, возможно, бывает на картинах, изображающих испанское побережье со стороны Средиземного моря, я: вижу город, вечный город запада, город призрачный, по чьим, улицам, не вышагивал ни один путешественник, по мостовым которого уже торопливо промчались кони солнца — какая-то Саламанка, родившаяся в моем, воображении
Слоисто-кучевым считается облако, находящееся на высоте до 6 500 футов. По этой фотографии трудно судить о высоте, однако на ряды волн так приятно смотреть, что я все же поместил фотографию в этом разделе.
Итак, в своей специальной студии Трамбалл построил стеклянный куб со сторонами по семь футов, в который рука-автомат, управляемая на расстоянии, впрыскивала особого рода жидкость — смесь, содержащую белую плакатную краску.
Емкость походила на гигантский аквариум, только непонятно было, какую рыбу в нем собираются держать — тропическую или ту, которая водится в прохладной воде. Нижняя половина емкости была наполнена прохладной водой, а верхняя половина - теплой. Ясно, что температура воды всегда стремится к однородности. Однако путем сложной системы труб, подогрева и фильтрации создатели спецэффекта поддерживали в воде температурную инверсию, при которой слой более плотной прохладной воды, находящейся внизу, «накрывался» слоем не такой плотной теплой воды. В пограничной зоне между слоями управляемая рука-автомат впрыскивала облачка белой краски.
Освещение сверху имитировало лунный свет, а помещенные и зоне между слоями оптоволоконные зонды играли роль всполохов молний. Спилбергу оставалось только направить камеру вверх и снять облака снизу, сквозь толщу воды.
Температура раствора краски была чем-то средним между теплой и прохладной водой, а значит, и плотность его тоже была средней. Когда краску впрыснули между двух слоев, она распространилась вверх только до уровня теплой воды, а вниз — только до уровня прохладной. И подобно тому, как температурная инверсия не видна в воздухе, не видна она и для камеры в воде. Облака Трамбалла слились и растеклись комковатым слоем точно так же, как слоисто-кучевые облака ниже температурной инверсии.
«Так как для каждого «подхода» нужен был совершенно чистый резервуар, наполненный слоями до определенной степени нагретой (а также охлажденной) фильтрованной воды, — рассказывал Трамбалл, — процесс съемок оказался не из легких, иногда приходилось делать перерывы. Так что нужного эффекта мы добивались больше года».
Пусть процесс создания в шизофреническом, страдающем раздвоением личности аквариуме облачков белой краски, которые были бы похожи на облака в небе над Вайомингом, и был мучительным, работа Трамбалла в «Близких контактах» была выдвинута в 1978 году на премию «Оскар» в номинации «Лучшие визуальные эффекты». Правда, награду Трамбалл так и не получил, что, по-моему, форменное безобразие. И все же я не побоюсь обвинений в пристрастности: несомненно, филигранная работа Трамбалла по созданию настоящих облаков вполне достойна приза за «Наилучшее использование температурной инверсии для роли второго плана».
Несколько лет назад я побывал на художественной выставке в британской части галереи Тейт; выставка называлась «Величественная Америка: пейзажи США 1820–1880 гг.» В залах одни за другим демонстрировались огромные холсты с работами известных художников Америки XIX века. Изображенные на картинах идиллические пейзажи впечатляли: дикие, невозделанные луга и прерии, озера и горы, простирающиеся насколько хватает глаз; в каталоге пояснялось, что все они отражают первопроходческий дух переселенцев из Европы, приехавших на новый континент и осваивавших новые земли. Меня, понятное дело, в этих картинах интересовало то, что творилось с небесами.
Я смотрел на «Сумерки среди дикой природы» Фредерика Эдвина Чёрча, на «Шторм в Скалистых горах — гора Розалии» Альберта Бирштадта, и меня поразило то, что фантастические облачные пейзажи прямо-таки зеркально отражали происходящее на земле. Временами эффектно изображенные небеса воспевали дикую природу гораздо больше, чем пейзажи земные. Часть полотна над горизонтом передавала дух первопроходцев прошлого гораздо выразительнее, чем часть полотна под горизонтом.
Мне захотелось заняться «созерцанием небес внизу» прямо в галерее, и я купил каталог картин, чтобы посмотреть на них в перевернутом виде. Надо думать, что Чёрч и Бирштадт, узнав о таком, перевернулись бы в своих гробах, однако эксперимент оказался небезынтересным.
Глядя на великолепные картины, в которых облака выступали в качестве земных пейзажей, я сравнивал свои ощущения с теми, которые испытал при виде этих же картин, но висящих как подобает, и особой разницы не заметил. Меня обуяло любопытство: если один из восхитительных холстов повесить вверх тормашками, насколько быстро публика заметит это? Что если удивительно реально изображенные багряные облака с картины «Закат, Бар-Харбор» Чёрча станут земным пейзажем, а темные, холмистые силуэты земного ландшафта — задумчивыми тучками, плывущими в небе?
Перевернутая картина показалась мне воплощением амбиций народившейся облачной республики, все расширяющей свои территории. Глядя на перевернутые высоко-слоистые и кучевые — облака, которые обычно образуются несколькими милями выше слоисто-кучевых, — окрашенные в закатные гона, я представлял, будто смотрю на эти великолепные виды сверху.
Я совсем забылся, гуляя по воображаемым местностям, — как может случиться с любым из вас при наблюдении за облаками лежа на земле — и вдруг со смущением почувствовал на себе пристальные взгляды окружающих. Наверняка в их глазах я выглядел этаким полным профаном от искусства: стою посреди знаменитой галереи и листаю каталог, перевернутый вверх ногами.
***
Слоисто-кучевые облака образуются не только из кучевых, которые растекаются под областью инверсии. Образуются они и из устойчивых, уплощенных слоистых, туманный слой которых собирается в комки.
Что же побуждает низко нависающее одеяло слоистых облаков так «взбиваться»? Одна причина — ветры, которые вдруг задувают и создают турбулентность на уровне облаков. Другая — очень небольшая толщина слоистых, пропускающих достаточно солнечного света для того, чтобы мягкие дуновения восходящих потоков поднимались с земли и «взбалтывали» их. Однако слоистые могут сбиться кучками, превращаясь в слоисто-кучевые, и тогда, когда дует небольшой ветер, а облачный слой слишком толстый для появления восходящих потоков.
В таком случае слоистые облака становятся слоисто-кучевыми благодаря их способности поглощать и отдавать тепло. Подобные сведения, как и информация об инверсии, пригодятся любому наблюдателю за облаками, потому как без них невозможно понять процесс образования не только слоисто-кучевых, а и облаков вообще.
Теплота перемещается четырьмя различными способами, и все четыре влияют на формирование облаков.
«Закат, Бар-Харбор» (1854), Фредерик Эдвин Чёрч. Интересно, если бы картина висела вверх тормашками, кто-нибудь это заметил бы?
«Конвекция» — способ, при котором теплый воздух, увлекаемый восходящим потоком, переносит теплоту вверх. Пример с лавовой лампой продемонстрировал то, как теплота может переноситься вместе с движением жидкостей, а также газов. «Теплопроводность» — способ, при котором теплота перемещается между соприкасающимися объектами или вдоль них, так как сверхактивные молекулы более теплой среды возбуждают своих более спокойных соседей до тех пор, пока те не начинают передвигаться с такой же скоростью. Примером этому может служить снежок, тающий у вас на ладони. То же самое происходит и в другом случае — когда после безоблачной ночи воздух соприкасается с холодной поверхностью земли и, теряя тепло, забираемое землей, охлаждается до состояния тумана. «Испарение» — способ, при котором капельки пота, испаряющиеся с вашей кожи, охлаждают вас: вода, забирая тепло с кожи, переходит в газообразное состояние. То же самое происходит и со слегка прогревающимся воздухом, когда появляются первые капельки облака — воздух расширяется и плывет, поднимаясь в виде холмиков, напоминающих цветную капусту, — кучевых облаков — и все это благодаря теплу, высвобождающемуся при образовании капелек. Последний, четвертый, способ — «излучение».
Ну вот, опять я скатился до урока физики. Однако прогуливать его не советую. Чем вы там занимаетесь? Возитесь в гараже? Лучше выйдите и уделите немного времени излучению. Дело в том, что этот способ — самый важный из всех четырех. Конечно же, не потому, что способствует превращению слоистых облаков в слоисто-кучевые, а по той причине, что без него на планете Земля было бы слишком холодно для существования живых организмов. Суть излучения заключается и том, что солнечное тепло доходит до нас через безвоздушное пространство космоса. Способ передачи тепла с помощью излучения в достаточной мере отличается от остальных трех, поскольку тут речь заходит об электромагнитных волнах.
Мы видим лишь очень узкую часть спектра электромагнитной энергии, излучаемой солнцем. Тем не менее, этот видимый свет несет 45 % всей солнечной энергии. 9 % приходится на спектр коротких волн — к примеру, ультрафиолетовое излучение, которое мы не видим, но чувствуем как загар; остальные 46 % приходятся на более широкий спектр волн подлиннее, называемых инфракрасными, которые мы также не можем видеть, но чувствуем как тепло. Все предметы излучают радиацию, и чем у них выше температура, тем короче длина электромагнитных волн, которые они излучают наиболее интенсивно. (Вот почему при нагревании предмет сначала раскаляется докрасна, затем становится желтым, а уже потом — голубым.) Планета Земля гораздо холоднее Солнца, поэтому интенсивнее всего испускает длинные, невидимые полны инфракрасного излучения.
Изрезанный рельеф слоисто-кучевых облаков подчиняется собственным законам воздушной геологии.
Хотя все предметы излучают электромагнитные волны, они, эти волны, могут сильно отличаться по части длины от волн поглощаемых. Зависит это от типов атомов или молекул, из которых предметы состоят. Капельки воды в облаке стремятся поглотить больше длинноволнового, инфракрасного излучения, а множество коротких, видимых и ультрафиолетовых лучей они попросту отражают. Вот почему небо, затянутое тучами, предвещает прохладные дни (тучи отражают большую часть коротковолнового солнечного излучения и сами в процессе не нагреваются) и теплые ночи (поглощая большую часть длинноволновых инфракрасных лучей земной поверхности, тучи передают некоторое их количество обратно).
С начала главы прошло уже немало времени, и настала наконец пора объяснить, каким же образом тонкий покров слоистых облаков преобразуется в комковатые слоисто-кучевые облака, причем без всякой помощи ветров извне или восходящих потоков.
Слоистое облако остывает в верхней части и нагревается в нижней. Верхушка облака поглощает мало коротковолнового солнечного излучения, идущего сверху, — она его просто отражает; однако основание поглощает порядочное количество идущего с земли длинноволнового излучения. Снизу теплое, сверху прохладное — такое положение дел приводит к высокой степени неустойчивости, причем для любого облака, поскольку находящийся ниже теплый воздух расширяется и начинает подниматься вверх через слой воздуха более прохладного и плотного. И вот слоистое облако, до того представлявшее собой тонкий, устойчивый слой, начинает образовывать конвекционные клубы — в отдельных его областях теплый воздух поднимается вверх. Облачные массы начинают вертеться, где-то сгущаясь, а где-то разжижаясь. В результате появляется слоисто-кучевое облако.
Ну как, я ведь не слишком утомил вас, правда?
***
Из всех диковинных, причудливых земель, какие посетил Лемюэль Гулливер из «Путешествий Гулливера» — сатирического романа XVIII века, написанного Джонатаном Свифтом, — Лилипутия запоминается лучше всего, и причиной тому ее миниатюрные жители с их грандиозными замыслами. Однако сейчас нам интересны другие туземцы — те, с которыми отважный персонаж Свифта встретился на одном из других островов.
Когда Гулливер попал на Лапуту, он с удивлением обнаружил, что остров летает над облаками. В воздухе его удерживал огромный магнит, находившийся в основании острова. Лапутяне умели управлять своим летающим островом: изменяя ориентацию магнита, они направляли остров к подвластным королю землям. Сами же островитяне представляли собой сборище весьма странных типов:
У всех головы были скошены направо или налево; один глаз смотрел внутрь, а другой прямо вверх к зениту. Их верхняя одежда была украшена, изображениями солнца, луны, звезд
Ну и что с того, что кто-то витает в облаках?
Гулливеру этот чудной народец так и не пришелся по душе. Хотя он и уважал их математические и музыкальные таланты, лапутяне были до того погружены в свой собственный мир, что путешественник едва ли мог с ними общаться.
Если вы дадите своим мыслям свободу, отпустив их бродить по изменчивым просторам небес, вам непременно скажут - и не раз — что вы, как те самые лапутяне, витаете в облаках.
Хотя… кому какое дело? Да и что плохого в том, чтобы витать в облаках?
librolife.ru
(Stratocumulus, Stcu, Sc) — более или менее темные неправильные шарообразные массы облаков или валы, придающие небу волнистый вид; образуются путем растекания кучевых облаков или распада на отдельности (сначала валы, затем неправильные шарообразные массы) слоисто-дождевых облаков в тылу и на флангах депрессий и тех частей оснований "стены" ливневых облаков холодных фронтов II рода, которые выносятся вперед при быстром их продвижении. Относятся к классу низких облаков и к нижнему ярусу. Измеримого количества осадков у них обычно не выпадает.
Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941
.
Слоисто-кучевые облака — (лат. Stratocumulus, Sc) крупные серые гряды пластин или х … Википедия
слоисто-кучевые облака — Облака нижнего яруса (символ: Sc), преимущественно слоистообразные в виде серых или белых слоев и гряд, лежащих против ветра, иногда из них выпадают слабые осадки в виде дождя, снега или мороси … Словарь по географии
Облака — Перисто кучевые облака, барашки . ОБЛАКА, скопления взвешенных в атмосфере водяных капель и ледяных кристаллов. Образуются главным образом в тропосфере. Различают по высоте: облака верхнего яруса (выше 6 км) перистые, перисто слоистые, перисто… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Слоисто-дождевые облака — (лат. Nimbostratus, Ns) тёмно серый слой облаков, обычно закрывающий всё небо без просветов. Порождает продолжительные, до нескольких часов, осадки, во время которых слой теряет очертания, выглядит однородным и бесформенным. В этом… … Википедия
облака — скопления взвешенных в атмосфере водяных капель и ледяных кристаллов. Облака образуются главным образом в тропосфере; их различают по высоте: облака верхнего яруса (выше 6 км) перистые, перисто слоистые, перисто кучевые состоят из ледяных… … Энциклопедический словарь
Кучевые облака — (Cumulus) плотные, днём ярко белые облака со значительным вертикальным развитием. Связаны с развитием конвекции в нижней и частично средней тропосфере. Чаще всего кучевые облака возникают в холодных воздушных массах в тылу циклона, однако… … Википедия
ОБЛАКА — ОБЛАКА, видимая масса частиц воды или кристаллов льда, взвешенных в нижних слоях атмосферы. Облака образуются, когда вода, находящаяся на поверхности Земли, превращается в пар в процессе ИСПАРЕНИЯ. По мере подъема в атмосферу пар охлаждается и… … Научно-технический энциклопедический словарь
ОБЛАКА — (Clouds) скопление мельчайших водяных капелек, ледяных кристалликов или снежинок, взвешенных в воздухе на большей или меньшей высоте. Мельчайшие капельки, из которых состоят облака, выделяются при охлаждении влажного воздуха, что происходит… … Морской словарь
ОБЛАКА — скопления взвешенных в атмосфере водяных капель и ледяных кристаллов. Облака образуются главным образом в тропосфере; их различают по высоте: облака верхнего яруса (выше 6 км) перистые, перисто слоистые, перисто кучевые состоят из ледяных… … Большой Энциклопедический словарь
ОБЛАКА — ОБЛАКА, скопления взвешенных в атмосфере водяных капель и ледяных кристаллов. Образуются главным образом в тропосфере. Различают по высоте: облака верхнего яруса (выше 6 км) перистые, перисто слоистые, перисто кучевые, состоят из ледяных… … Современная энциклопедия
dic.academic.ru
Виды облаков
Облака прекрасны, не так ли? Я люблю облака.
От небольших пушистых облачков до тяжелых свинцовых туч. Если величие земли олицетворяют горы, то величие неба определенно заключается в облаках.
Наименования облаков: кучевые, слоистые, перистые и дождевые
Классификация облаков базируется на латинских словах, которые определяют вид облака для наблюдателя с земли.
Облака также классифицируются по высоте их расположения. Приставка Cir подразумевает высокий уровень и Alto – средний уровень. Просто запомнив эти латинские слова и приставки, вы будете способны смотреть в небо и сразу сказать, что за облака сегодня.
Облака верхнего яруса: перистые (Cirrus), перисто-кучевые (Cirrocumulus), и перисто-слоистые (Cirrostratus)
Облака на больших высотах выше 6 км состоят из кристаллов льда. Это перистые облака. Запомните, они похожи на тонкие нити или локоны волос.
Перистые
Это перисто-кучевые облака. Запомните это измененное название, они также высоко расположены, но они сгруппированны в «пучки», никак не похожи на волосы.
Перисто-кучевые
Последние «высотные» облака – перисто-слоистые. Туманные, как вуаль, с ореолом солнечного света.
Перисто-слоистые
Облака среднего яруса: высоко-кучевые (Altocumulus) и высоко-слоистые (Altostratus)
Облака среднего яруса появляются между 2 и 7 км. В основном состоят из водяных капелек, которые при достаточно низких температурах образуют ледяные кристаллы.
Это высоко-кучевые облака, в виде «кучек», разъединенных просветами. Эти облака уже образуют массы, они больше и темнее, чем перисто-кучевые, но меньше, чем слоисто-кучевые.
Высоко-кучевые
Высоко-слоистые облака как правило равномерно-серые. Они полностью закрывают небо. Эти облака опасны для самолетов, поскольку могут привести к обледенению корпуса.
Высоко-слоистые
Облака нижнего яруса: кучевые (Cumulus), слоистые (Stratus), слоисто-кучевые (Stratocumulus), слоисто-дождевые (Nimbostratus) и кучево-дождевые
Облака нижнего яруса обычно расположены на высоте ниже 2 км. Они состоят из водяных капель, опять же, если температура достаточно низкая, то могут содержать кристаллы льда.
Кучевые облака, в общем, как раз те самые, которые мы сразу представляем при слове «облако».
Кучевые
Слоистые облака, также, как понятно из названия – расположены слоями, обычно похожи на сплошную завесу. Слоистые облака – это то, что представляют люди, представляя облачную погоду.
Слоистые
Ниже, слоисто-кучевые облака могут идентифицировать приближение плохой погоды. Они начинают собираться вместе. Снова, ключ к запоминанию названий облаков – это запомнить эти четыре латинских слова и пару приставок.
Слоисто-кучевые
Nimbostratus – это облака…, сможете догадаться? Nimbo-, значит дождь, и -stratus значит слои. Эти типичные серые облака обычной дождливой погоды.
Слоисто-дождевые
Они подразумевают скорый ливень или снег (в зависимости от температуры)..
Самые «тяжелые» облака – это кучево-дождевые (Cumulonimbus). В отличие от обычных кучевых облаков, расположенных в нижнем ярусе, они могут подниматься вверх, что провоцирует сильные ливневые осадки с градом и молниями. Эти облака также могут перейти в «супер-элемент», разновидности ураганной погоды.
Кучево-дождевые
Помимо основных типов, есть также несколько модификаций. Ниже перечисляется лишь малая часть из них.
Другие типы
Cumulonimbus Capillatus
Stratocumulus Lenticularis
Cirrus Intortus
Cirrus Uncinus
Cirrus Aviaticus
Также известные как «след инверсии самолета». Образуются после прохождения самолета.
Cirrostratus Undulatus
Stratus Fractus
Облака, которые не являются частью основной массы облаков. Здесь – низко висящее облако – это слоисто-разорванное.
Cumulus Castelanus
Поднимается несколькими башнями и выглядит как замок из облаков.
Указанные типы облаков также могут иметь дополнительные варианты.
Это далеко не полный список. Но я надеюсь, что вам понравилось.
И напоследок, один из моих любимых видов, потому что их обычно принимают за НЛО.
Лентикулярное облако
Перевод статьи Learn How to Identify Cloud Types
Про облака также можно почитать на Википедии
yvision.kz
Слоисто-кучевые облака — (лат. Stratocumulus, Sc) крупные серые гряды пластин или х … Википедия
слоисто-кучевые облака — Облака нижнего яруса (символ: Sc), преимущественно слоистообразные в виде серых или белых слоев и гряд, лежащих против ветра, иногда из них выпадают слабые осадки в виде дождя, снега или мороси … Словарь по географии
Слоисто-дождевые облака — (лат. Nimbostratus, Ns) тёмно серый слой облаков, обычно закрывающий всё небо без просветов. Порождает продолжительные, до нескольких часов, осадки, во время которых слой теряет очертания, выглядит однородным и бесформенным. В этом… … Википедия
Кучевые облака — (Cumulus) плотные, днём ярко белые облака со значительным вертикальным развитием. Связаны с развитием конвекции в нижней и частично средней тропосфере. Чаще всего кучевые облака возникают в холодных воздушных массах в тылу циклона, однако… … Википедия
ОБЛАКА СЛОИСТО-КУЧЕВЫЕ — (Stratocumulus, Stcu, Sc) более или менее темные неправильные шарообразные массы облаков или валы, придающие небу волнистый вид; образуются путем растекания кучевых облаков или распада на отдельности (сначала валы, затем неправильные шарообразные … Морской словарь
Высоко-кучевые облака — Высоко кучевые облака, фотография U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration Высоко кучевые облака (лат. … Википедия
Перисто-кучевые облака — (лат. Cirrocumulus, Cc) тонкие облака, состоящие из мелких волн, хлопьев или ряби … Википедия
ОБЛАКА — ОБЛАКА, видимая масса частиц воды или кристаллов льда, взвешенных в нижних слоях атмосферы. Облака образуются, когда вода, находящаяся на поверхности Земли, превращается в пар в процессе ИСПАРЕНИЯ. По мере подъема в атмосферу пар охлаждается и… … Научно-технический энциклопедический словарь
облака — скопления взвешенных в атмосфере продуктов конденсации водяного пара – капель воды, ледяных кристаллов или их смеси; основной источник осадков, выпадающих на поверхность Земли при укрупнении облачных частиц. Содержание сконденсированных частиц в… … Географическая энциклопедия
облака нижнего яруса — Облака, расположенные ниже 2 км, включают слоистые и слоисто кучевые облака. → Рис. 196 Syn.: нижние облака … Словарь по географии
Облака — атмосферные, скопление в атмосфере продуктов конденсации (См. Конденсация) водяного пара (См. Пар водяной) в виде огромного числа мельчайших капелек воды или кристалликов льда либо тех и других. Аналогичные скопления непосредственно у… … Большая советская энциклопедия
translate.academic.ru
|
|
|
|
|
|
