Девушке по имени N посвящается. Мечтающей на облаках.
*****
Содержание.
1. Необходимость.
2. Лирика.
3. Состав.
4. Виды облаков.
5. Образование облаков. Общее описание.
6. Границы облаков.
7. Цвет облаков.
8. Облака и Погода.
* Облака и давление. «Циклоны».
* Мелкий дождь.
* Дождь. Град. Ветер.
* Снег. Обледенение.
9. «Искусственные» облака.
10. Облака на других планетах.
*****
1. Необходимость.
Бог ведет выкупленных евреев через пустыню в облачном столбе, передвигаясь впереди, останавливаясь, когда наступало время привала, и снова двигаясь, когда пора было продолжать путь.
Гэвин Претор-Пинней.
Облачность закрывает примерно половину поверхности Земли.
(Небо над экватором почти всегда в облаках).
Если бы ветер не переносил облака, то суша, континенты, оказались бы почти безводными.
Днём облака и сам воздух предохраняют почву от чрезмерного нагревания, а ночью препятствуют отдаче накопленного тепла в мировое пространство.
Итог: выравнивание температуры дня и ночи.
(Сравнение: температура безатмосферного Меркурия tн -180оС, tд ~ 400оС).
*****
2. Лирика.
Природа - вечно изменчивое облако; никогда не оставаясь одной и той же, она всегда остается сама собой.
Эмерсон.
Хотите –
буду безукоризненно нежный,
не мужчина – а облако в штанах.
В. Маяковский.
После того как я узрел бушующее море с чистым, светящимся небом над ним, я не выношу уже всех бессолнечных, затянутых тучами страстей, которым неведом иной свет, кроме молнии.
Фридрих Ницше.
Тень - самый верный спутник человека, но даже она его покидает, когда над его головой сгущаются тучи.
Чарлз Калеб Колтон
На челе гения заметна какая-то особенная ясность, которая, несмотря на то, что страдания его сильнее страданий обыкновенных людей, всегда просвечивает сквозь страдания подобно солнцу, сияющему из-за грозовой тучи.
Артур Шопенгауэр.
Тучки небесные, вечные странники!
Степью лазурною, цепью жемчужною
Мчитесь вы, будто как я же, изгнанники
С милого севера в сторону южную.
Кто же вас гонит: судьбы ли решение?
Зависть ли тайная? злоба ль открытая?
Или на вас тяготит преступление?
Или друзей клевета ядовитая?
Нет, вам наскучили нивы бесплодные...
Чужды вам страсти и чужды страдания;
Вечно холодные, вечно свободные,
Нет у вас родины, нет вам изгнания.
М. Лермонтов.
Разве ты не видишь, что Аллах гонит облака.
Коран.
Облака плывут и птицы кружат в пустоте небес. Благодаря пустоте превращения могут свершаться без конца. Таково же дао мудрого.
Гуань Инь Цзы
В сердце каждой настоящей женщины горит искра небесного огня, которая спокойно спит при ярком дневном свете благополучия, но вспыхивает, сияет и блещет, разгоняя мрачные тучи в дни несчастий.
В. Ирвинг.
*****
3. Состав.
Нет большего чуда, чем вода, удерживаемая на небесах.
Исидор Севильский.
Долина Такахе. Новая Зеландия.
Начну с облаков. Они переваливают через гребень, заглядывают в долину и наконец, решив, что здесь вполне можно отдохнуть, неторопливо скатываются вниз, обволакивают и вас и весь ландшафт, да и к тому же промачивают вас до костей.
Даррелл.
Любое облако представляет собой воздух, насыщенный сконденсировавшейся влагой.
Все облака представляют собой сообщество миниатюрных водяных капель, ледяных кристаллов или тех и других вместе.
(Средняя облачная капля имеет размер ~ 0,1 мм).
Если «отжать» все существующие облака, выльется вода объёмом 3 Чёрного моря.
Для того, чтобы наполнить водой столовую ложку потребовалось бы около 7 млрд. капелек тумана.
Туман – это облако, основание которого покоится на подстилающей поверхности.
Облако – туман в высоте.
В. Даль.
Аристотель описывает облако как «пространство совместного обитания огня и воздуха».
*****
4. Виды облаков.
(Форма облака + Структура + Высота).
Верхний ярус (6000 м и выше).
Перистые.
Перисто-кучевые.
Перисто-слоистые.
Средний ярус (2000-6000 м).
Высоко-кучевые.
Высоко-слоистые.
Нижний ярус (0-2000 м).
Слоисто-дождевые
Слоисто-кучевые.
Слоистые.
Слышимый звук не передаётся на высоте 130 км и более.
Вывод: В облаках «возможно поговорить».
Завернувшись в рогожу, спать в горной хижине среди облаков и снегов: так можно сберечь бодрость духа.
Хун Цзычен
*****
5. Образование облаков. Общее описание.
Облака – самые яркие выразители идеи равенства, потому что их хорошо видно отовсюду.
Гэвин Претор-Пинней.
Воздух в нижних слоях атмосферы нагревается.
Соприкасаясь с водой, он становится влажным.
Этот воздух поднимается вверх.
При подъёме он будет расширяться.
Следствия расширения:
1. Преодолевается давление - каким бы малым оно ни было.
На это уходит энергия (совершается работа).
Воздух охлаждается (на 1оС на каждые ~ 100м подъёма).
2. Уменьшается абсолютная влажность.
Точка росы восходящего ненасыщенного воздуха снижается (~ на 0,2оС на каждые ~ 100м подъёма).
Воздух достигает своей точки росы.
Конденсация.
Для того, чтобы пар сконденсировался в воду необходимы ядра конденсации.
(Пыль, споры бактерий, кристаллики соли и т.д.).
Таковые есть - пар конденсируется в воду.
(При этом выделяется теплота;
теперь вода охлаждается ~ на 0,6оС на каждые ~ 100м подьёма;
суммарное падение температуры 0,4оС).
Итог: Образуются облака.
*****
6. Границы облаков.
* Верхняя граница облаков.
Определяется общим содержанием влаги в воздухе и проходит примерно там, где ИК прозрачность насыщенного водяного пара становится настолько малой, что пропускает в космос тепловое излучение.
* Нижняя граница облаков.
Определяется точкой росы.
Вниз в облаке температура растёт.
С ростом температуры быстро взрастает концентрация насыщенных паров.
На некоторой высоте температура становится достаточной для испарения всей капелькой воды.
Влажность облака обращается в ноль.
*****
7. Цвет облаков.
У каждой темной тучки есть светлый краешек.
Индейское изречение.
Сверху ослепительно ярки (отражают солнечный свет).
Снизу кажутся светлыми.
Тёмные грозовые облака.
Почти весь падающий на них свет, многократно рассеиваясь на капельках воды, уходит вверх. Интенсивность диффузного света внутри облака опадает при понижении.
Итог: Внизу большого облака намного темнее, чем сверху.
Иногда на небе возникают перламутровые, или жемчужные облака, имеющие очень красивые, нежные тона.
Очень редкие и наблюдаются лишь в высоких широтах. После захода солнца они бывают настолько яркими, что свет от них окрашивает на земле снег.
(Находятся очень высоко – 20-30 км – и остаются освещёнными ещё долгое время /~ 2 часа/ после захода солнца).
Серебристые облака (Открыты в 1885 г. В. Цераским).
«Летом в высоких широтах вскоре после захода солнца на тёмном небе иногда появляются призрачные голубовато-серебристые облака». Имеют волнистую структуру, напоминающую морскую поверхность.
Об их природе спорят до сих пор.
Когда смотришь на серебристые облака, кажется, что видишь огромные морские волны…Над Южным полюсом практически всегда можно видеть сребристую «шапку»…
Романенко + Гречко («Салют-6»).
Взгляд на Землю из Космоса:
Из-за облаков выглядит «ярче».
(Облака вносят значительный вклад в альбедо Земли).
Взгляд с Луны.
Из-за лучшего отражения света за счёт облаков и из-за того, что площадь поверхности Земли в 14 раз больше лунной, полная Земля освещает ночи Луны в 40 раз ярче, чем полная Луна освещает нас.
(Проявление освещения Земли Луны – пепельный свет).
*****
8. Облака и Погода.
* Облака и давление. «Циклоны».
Циклон.
Как правило мощная облачность располагается над теми местами, где давление у поверхности низкое.
Сюда стремятся, закручиваясь кориолисовыми силами, поверхностные ветры (циклон), воздух поднимается вверх, охлаждается, образуются облака.
Антициклон.
Область повышенного давления у поверхности.
Сухой воздух опускается из верхней атмосферы.
Облаков нет. Ясная погода.
Размер циклона и антициклона 200-300км.
Среднее время жизни – примерно неделя.
(В Исландии постоянный циклон. Летом и зимой над Исландией облака. Рождён этот циклон встречей тёплых вод Гольфстрима и холодного полярного воздуха).
* Мелкий дождь.
Слоистые (stratus) облака.
Дождь из слоистых облаков если и идёт, то мелкий, моросящий
(для образования крупных капель не хватает толщины).
* Дождь. Град. Ветер.
В народе, что в туче: в грозу все наружу выйдет.
Народная мудрость
Тяжелые сердца, как и тяжелые тучи на небе, лучше всего облегчаються излиянием влаги.
Антуан де Ривароль
Кучевые облака (лат. cumulus – холм, груда).
Высота: 7-10км (на экваторе как исключение 12-15км).
Форма облака.
Охлаждённый воздух растекается в стороны и опускается вниз вокруг кучевого облака, создавая его причудливые формы.
(Особенно часто в виде белых барашков, окружённых безоблачными промежутками).
Почва и воздух над поверхностью очень сильно нагреты солнцем.
Зимой грозы возникают редко, так как земля не достаточно нагревается, чтобы вызвать местную грозу.
Следствие 1: вертикальные потоки воздуха.
Следствие 2: образование кучевых облаков на вершине потока.
Следствие 3: превращение кучевых облаков в грозовые.
Конденсация. Выделение тепла. Уменьшение степени охлаждения воздуха.
Вершины облаков вытесняются притекающим со всех сторон холодным воздухом в зону ледяных кристаллов.
Эти кристаллы становятся зародышами снегопада.
Дождь.
В центральной части потока есть противоток.
Он увлекает с собою вниз снежинки.
Таяние снежинок. Дождь.
Направленные вверх потоки могут удержать дождь в течении некоторого времени. Итог подобного задержания – последующий ливень.
Продолжительность грозы: от 5 минут до 1 часа.
Град.
Иногда капли дождя могут повторно подниматься вверх, в область температур ниже 0.
Замерзание. Град.
Самая крупная из зарегистрированных градин: m = 700гр, d = 14см.
Ветер.
У земной поверхности опускающийся холодный воздух растекается горизонтально под тёплым, который вытесняется вверх.
Итог: холодный шквал.
Часто температура приземного слоя при грозе понижается на 10оС за несколько минут.
* Снег. Обледенение.
Перистые облака (лат. cirros – локон, завиток).
Образование перистых облаков.
Образуются на большой высоте в быстрых турбулентных струях ветра.
Это облака, состоящие из водяных капелек, переохлаждённые, так как продолжают существовать в жидкой форме ниже точки замерзания.
Наблюдали незамёрзшие капельки при t = -50оС.
Обычно переохлаждённые водяные капельки в облаке превращаются в маленькие гексагональные кристаллы при t = -30оС.
Итог: перистые облака.
Снег.
При определённых условиях эти кристаллики становятся зародышами снежных хлопьев.
Процесс:
кристаллики падают сквозь переохлаждённые водяные капли;
давление пара над водой больше, чем надо льдом;
влага испаряется из капель и конденсируется на льде;
происходит рост кристаллов и превращение их в снежинки.
Обледенение.
Как только переохлаждённые капельки соприкасаются с каким-либо необогреваемым телом (например, поверхностью самолёта) они мгновенно превращаются в лёд и покрывают его слоем.
*****
9. «Искусственные» облака.
С помощью ракет или снарядов йодистым серебром «засевают» облака.
1964. Канада.
Гидроэлектрическая комиссия «Квебек гидро» решает повысить уровень водохранилищ путём увеличения осадков.
Засеваются облака. Дождь и дождь в течении 3-х недель.
Ярость жителей (большинство жило за счёт туризма). Разрушение генераторов йодистого серебра. Демонстрации. Угрозы убить министра природных ресурсов и линчевать председателя комиссии «Квебек гидро».
Дождь закончился. Всё успокоилось.
Япония.
80-е годы XX в. Проект по улавливанию дождевых облаков.
Строится гора из пластмассы.
(Каркас 10х1,2х06 км покрытый резиновой плёнкой).
*****
10. Облака на других планетах.
Сияй со звездами и пари с облаками. Сделай участие своим жизненным стилем, и все существование станет такой радостью и экстазом, что ты никогда и не мечтал о лучшей Вселенной...
Ошо.
Венера.
Сплошные облака жёлтого цвета (капли серной кислоты, примеси хлора и серы).
К поверхности доходит ~ 10% излучения.
Освещённость как на Земле в пасмурный день.
Юпитер и Сатурн.
Многослойные шары с постепенным переходом от жидкости к газу («облакам»).
Сатурн окружён огромным облаком нейтрального водорода.
Поверхности Юпитера и Сатурна исчисляются от верхнего края облаков.
Юпитер.
Трёхслойные облака:
аммиак;
гидросульфиды аммония;
вода.
Титан (спутник Сатурна).
Метиловые облака. Покрывают примерно половину поверхности Титана.
Верхняя часть – метиловая ледяная пыль.
Постоянно моросящий дождь.
Второе после Земли космическое тело, на котором есть реки и озёра, питаемые дождями.
Итог: углеводородные озёра и моря.
Дюны, вероятно, из замороженных углеводородов.
*****