Волгоградский ученый рассказал об облаках, по которым можно "гадать" на погоду
Количество облачных дней закономерно увеличивается при переходе от тёплого сезона к холодному.
Вот и всё. Прошёл и бархатный сезон, и октябрьское бабье лето прошло. Наступила настоящая осень. Относительно тёплые дни с максимальной температурой до 16-18 °С ещё случатся в первой половине третьей декады октября, но это будет последний привет уходящего тёплого сезона. Погода стала явно не летней, солнце всё более застенчиво выглядывает из облаков. Впереди долгая фенологическая осень, которая в нынешнем веке всё чаще и чаще длится почти до самой весны. Что можно сказать о погоде, взглянув на затянувшееся облаками небо, рассказывает волгоградский климатолог Анатолий Судаков.
Фишка – в окклюзии
Погодная ситуация в Волгограде в октябре развивается в соответствии с календарными нормами. Фактическая температура +10°С, отклонение от средней нормы двух декад близко к нулю. Конечно, температурный фон не был монотонным. В первые три дня октября ещё продолжалось длительное потепление, начавшееся ещё 17 сентября. 2 октября была зарегистрирована самая высокая дневная температура воздуха +22,4 °С. С 9 по 12 октября было существенное похолодание, в последний день которого в Волгограде случился первый заморозок до -1,7 °С. С 24 по 17 октября вновь потеплело. 15 октября максимальная температура воздуха в нашем городе составила 20,6 °С. Но уже 18 октября температура вновь упала: ночью до -0,5 °С, с дневным максимумом 10,9 °С. Однако уже в первые дни третьей декады максимальная дневная температура вновь поднимется до 16-18 °С. И только потом окончательно сформируется прохладная погода середины осени.
Последнее октябрьское потепление связано с приближением с запада к Малому Волго-Донскому междуречью (территории между излучинами двух великих рек Русской равнины на юго-востоке Волгоградской области) фронта окклюзии по типу тёплого фронта. Такой атмосферный фронт связан с гребнем тепла в нижней и средней тропосфере. Тёплый фронт окклюзии представляет собой границу между тёплыми и холодным воздушным массами, в которой первая начинает подниматься и замещается холодным воздухом. Окклюзия возникает, когда более быстрый холодный атмосферный фронт нагоняет тёплый и смыкается с ним, что приводит к образованию трёх воздушных масс: холодной, тёплой и стабильной. Причём, наиболее тёплая из них уже не соприкасается с поверхностью земли. Остывая в вышине, она образует облака. Поэтому на линии фронта окклюзии могут пролиться дожди.
Дымка по расписанию
Облака представляют собой взвешенные в воздухе капельки воды величиной от нескольких до десятков микронов. Из-за малой массы они могут длительное время парить в воздухе вследствие его упругого сопротивления или в восходящих воздушных потоках. В имеющем отрицательную температуру воздухе образуются мельчайшие кристаллики льда. Но в облаках может происходить и укрупнение облачных элементов, которые при достижении определённой массы выпадают в виде капель дождя, кристаллов снега или градин. Нередко облакоподобные скопления образуются непосредственно у земной поверхности. В этих случаях они называются туманами.
Количество облачных дней закономерно увеличивается при переходе от тёплого сезона к холодному, и, наоборот, уменьшается при переходе от холодного сезона к тёплому. Это происходит потому, что при более низкой температуре для насыщения воздуха водяным паром и образования осадков необходимо меньше влаги, чем при более высокой. Поэтому в холодный период года облака на небе наблюдаются чаще. Режим облачности хорошо характеризуется количеством дней без солнца. В мае, июне и июле таких дней в нашем городе не бывает. В декабре и январе их количество максимально: в среднем 18 и 17. В октябре таких дней в среднем пять, в 2,5 раза больше, чем в предшествующем месяце. И хотя начало октября было довольно солнечное, но постепенно он становится всё более хмурым.
14 и 15 октября волгоградцы при остывании воздуха в вечерние часы могли наблюдать его некоторое помутнение – туманную дымку. Она ослабляет краски ландшафта и уменьшает дальность видимости, то есть расстояние, на котором различаются очертания предметов. В указанные дни видимость упала до 4 км. В этот раз дымка наблюдалась как самостоятельное явление. Но в следующем месяце она уже станет провозвестником туманов, первой стадией их образования. Первые туманные дымки могут возникать при снижении температуры до +10 °С, если воздух имеет высокую относительную влажность, более 80-85 %. Их можно считать маркером метеорологической осени.
Почему облака "говорят" неправду?
Облака – необходимая предпосылка осадков. Но не достаточная. Когда размеры облачных элементов, капелек и кристаллов, слишком малы и уравновешиваются плотностью воздуха, осадки не выпадают. Для того, чтобы они случились, необходимо одно из двух условий, или оба сразу.
Первое, увеличение количества водяного пара вследствие испарения влаги с земной или водной поверхности. Второе, понижение температуры воздушной массы до точки росы, то есть до такой температуры, при которой охладившийся воздух насытится тем количеством влаги, которого было недостаточно для насыщения этого воздуха до того, как он остыл. Очень часто облака образуются в одном месте, а осадки выпадают в другом, иногда за сотни и тысячи километров от района формирования облачности. Это часто происходит по мере остывания воздуха при его перемещении из тропических широт в умеренные, если этому перемещению не препятствуют области высокого атмосферного давления с ясной погодой – антициклоны. То есть над регионом могут некоторое время находиться транзитные облака, которые разрешатся осадками совсем не там, где от них этого ожидали. При движении же в восточном-юго-восточном направлении образовавшихся над поверхностью Атлантики циклонов со стороны Скандинавии до Нижнего Поволжья осадки могут выгрузиться по ходу движения циклона, а на наш регион их может не хватить. В этом случае будет облачная погода, но ожидания осадков могут оказаться пустыми.
Есть основное правило, позволяющее оценивать вероятность осадков при облачности: чем выше над земной поверхностью образовались облака, тем меньше содержание в них воды в твёрдом или жидком виде. В водяных облаках на каждый кубический метр облачного воздуха приходится от 0,2 г до 5 г воды, показатель водности кристаллических облаков составляет сотые и тысячные доли грамма. В случае повышения температуры воздуха, а это наиболее часто происходит в нижней тропосфере (до высоты 2-3 км), процесс конденсации водяного пара сменяется на его возгонку, и уже образовавшиеся облака словно растворяются в воздухе. Но в целом предсказывать осадки по одному только виду облачного неба – занятие столь же надёжное, как гадание на кофейной гуще. Чтобы дать прогноз на осадки, необходимо как минимум знать распределение атмосферного давления над очень большой территорией, положение атмосферных фронтов, а также учитывать такие местные факторы, как суточный ход температуры, направление ветра, а порой и рельеф местности.
От одного до десяти
Облака – очень красивое и разнообразное атмосферное явление, которое может по-разному влиять на настроение и самочувствие людей. В летний зной они дают спасение от палящего солнца, и радуют своими причудливыми формами и расцветкой. А вот поздней осенью длительная сливная облачность может вызывать приступы ипохондрии. Что же касается влияния облаков на погоду, то надо запомнить простое правило: летом и днём облачность снижает температуру воздуха, а ночью и зимой повышает. Этот эффект прямо зависит от количества облаков на небосводе, а также от их высоты. Эффект низкой облачности наиболее выражен, высокой – слабо заметен.
Облачность выражается в баллах от одного до десяти и определяется визуально. За один балл принимают 1/10 часть видимой небесной полусферы. В зависимости от её покрытия облаками выделяют безоблачную (0-1 балла), малооблачную (2-3 балла), переменно облачную (4-7 баллов), значительно облачную (8-9 баллов) и сплошную облачную (10 баллов) погоду. При значительной и сплошной облачности погоду называют пасмурной.
По международной классификации выделяется десять типов облаков. При этом на небе может наблюдаться сразу несколько из них, если нижний ярус не образует значительную и сплошную облачность и не перекрывает обзор более высоких облаков. Но до какой высоты в атмосфере могут образовываться облака? Это зависит от удалённости местности от экватора и полюсов. Предельная высота облачного слоя обратно пропорциональна величине географической широты. У полюсов граница облаков верхнего яруса (перистых, перисто-кучевых и перисто-слоистых, через которые видно солнце и крупные звёзды) не превышает 8 км, в средних широтах – 13 км, в тропиках 18 км. В нижнем ярусе, не выше 2 км во всех широтах, образуются наиболее перспективные в отношении осадков слоисто-дождевые, слоисто-кучевые, слоистые и кучевые облака. В среднем ярусе преобладают высоко-кучевые и высоко-слоистые облака, застилающие небосвод частично или полностью светлым молочно-серым покровом. Зимой из высоко-слоистых облаков может выпадать мелкий снег. Все облака периодически являются причиной красочных оптических явлений, возникающих при преломлении световых лучей в капельках воды или кристалликах льда. Летом наиболее типичным из них является радуга, зимой – галло. И с наступлением преимущественно облачной погоды вероятность тех или иных характерных для различных сезонов года световых явлений вырастает. Ждём!
Они идут на фронт
Различия во внешнем виде облаков объясняются их разным происхождением. Прежде всего следует выделить внутримассовые и фронтальные облака. Первые образуются в неустойчивых воздушных массах вследствие конвекции при охлаждении воздуха с подъёмом на высоту. Обычно они имеют кучевообразную форму и бо́льшую протяжённость по высоте – до 2-4 км, а в тропических широтах над океанами мощность облачного слоя может достигать 20 км и более. Зачастую нижний слой мощных облаков образован водяными каплями, а верхний, выше нулевой изотермы атмосферы, ледяными кристаллами.
Второй генетический тип облаков – фронтальные. Это слоистообразные облака, наиболее мощные. По своему характеру это облака восходящего скольжения – огромные облачные системы, вытянутые на тысячи километров в длину и сотни километров в ширину.
В случае тёплого фронта восходящее движение тёплого воздуха по приземному клину холодного приводит к его адиабатическому охлаждению, вследствие расширения воздушной массы по мере её подъёма. В результате в расположенном над холодным клином тёплом воздухе возникает мощная облачная система нижнего яруса. Поскольку для её формирования необходимо время, то осадки тёплого фронта начинаются уже после заметного повышения температуры приземного воздуха. То есть, сначала потепление, потом дождь или снег. Осадки выпадают из менее водных облаков среднего яруса, поэтому имеют умеренный характер. Осенью и зимой им обычно предшествует туман.
При прохождении холодного фронта, когда язык холодного воздуха подтекает под отступающий тёплый, в передней части фронта формируется мощная кучево-дождевая облачность и происходят ливневые осадки. Кстати, уже несколько машинных прогнозов на ливень в Волгограде, заявленных на ряде популярных сервисов прогноза погоды, оказались ложными. Облака в очередной раз обманули даже искусственный интеллект. Но всё-таки без одного или нескольких осенних ливней мы не останемся. Скорее, нескольких, потому что в фазу меридиональной циркуляции внутривекового климатического цикла Брикнера фронтальный тип погоды заметно преобладает. Так что будет много облаков хороших и разных. Будут и ливни, и умеренные дожди. И обязательно время от времени нас будет радовать своим ликом звезда по имени Солнце, за счёт энергии которой и происходят все погодные процессы в земной атмосфере.
Автор: Анатолий Судаков
