Как появляются облака

Из чего сделано облако

Облако — это взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые с Земли невооружённым глазом^[1]. Проще говоря, облако состоит из мельчайших капель воды и кристалликов льда. Сам водяной пар — не главная его часть: пар прозрачен, а видим мы именно капли и кристаллы^[1].

Состав облака зависит от температуры внутри него^[1]:

Обратите внимание: капли могут оставаться жидкими и при минусовой температуре — это переохлаждённая вода.

Как рождается облако

В воздухе всегда есть невидимый водяной пар. Чтобы он превратился в капли, воздух должен остыть до точки росы — температуры, при которой он насыщается влагой^[2]. Тогда пар конденсируется в капли. Происходит это не в пустоте, а на крошечных ядрах конденсации — частичках соли или пыли, достаточно маленьких, чтобы парить в воздухе^[2].

Остывает воздух чаще всего, когда поднимается: такое охлаждение называют адиабатическим^[2]. Подняться его заставляют три силы^[2][1]:

• конвекция — солнце днём нагревает землю, и тёплый воздух всплывает вверх. Так рождаются кучевые облака;
• атмосферные фронты — тёплый воздух натекает на клин холодного и скользит по нему вверх;
• горы — ветер упирается в хребет, и воздуху приходится подниматься.

Как облака получили имена

Первыми облака по-настоящему изучили в начале XIX века англичанин Люк Говард и француз Жан-Батист Ламарк. Говард хорошо знал латынь и в 1802 году предложил латинские названия облаков. Ламарк придумал французские, но прижились именно латинские — их опубликовали в 1803 году, и они стали международными^[2].

Облака по этажам

Перистые (Cirrus) — тонкие белые нити и клочья на высоте 6–8 км в средних широтах. Они состоят из кристаллов льда^[1].

Перисто-кучевые (Cirrocumulus) — те самые «барашки»: мелкие шарики, вытянутые в линии, похожие на рябь на песке. Тоже на высоте 6–8 км, тоже изо льда. Осадков они не дают^[1].

Перисто-слоистые (Cirrostratus) — однородная белёсая пелена, сквозь которую видно солнце. Именно в них чаще всего появляется гало — светлое кольцо вокруг солнца или луны^[1]. О гало — в статье «Гало».

Высококучевые и высокослоистые облака плывут на высоте 2–6 км^[1].

Кучевые (Cumulus) — плотные, днём ярко-белые «кочаны» с округлыми башнями. Их нижняя граница обычно на высоте 800–1500 м, а толщина — 1–2 км^[1].

Кучево-дождевые (Cumulonimbus) — настоящие великаны. Они вырастают из кучевых и тянутся вверх на несколько километров, иногда до 12–14 км. Внизу у них капли, наверху — лёд. Они приносят ливни, грозы и град ^[1]. Подробнее — в статьях «Как растёт градина» и «Молния и гром».

Почему облака белые, а тучи серые

Мельчайшие капли в облаке упакованы очень плотно. Солнечный свет не успевает проникнуть глубоко — он отражается обратно. Плотное облако отражает 70–95 % света, поэтому выглядит белым, особенно сверху ^[2].

Но чем облако толще, тем меньше света доходит до его низа — и основание облака бывает от светло-серого до почти чёрного^[2]. Когда капли сливаются в крупные, промежутки между ними растут, свет проникает глубже, но там частично поглощается — и облако темнеет. Так выглядит туча перед дождём^[2].

На закате облака становятся розовыми, оранжевыми и красными: они окрашиваются светом низкого солнца, прошедшим сквозь толщу атмосферы^[2]. Почему так происходит — в статье «Почему небо голубое».

Необычные облака

Лентикулярные (линзовидные) облака возникают на гребнях воздушных волн за горами. Их удивительная черта — они не двигаются, как бы ни был силён ветер^[1].

Серебристые облака светятся после заката на высоте около 80 км — гораздо выше обычных облаков. Их открыли только в XIX веке. А перламутровые облака изо льда плывут в стратосфере, на высоте 20–30 км^[1].

Пирокумулюс — облако от пожара или извержения: огонь нагревает воздух, тот поднимается и образует кучевое, а то и грозовое облако. Молнии из него могут вызвать новые пожары^[1].

Облака и климат

Облака работают одновременно как зонтик и одеяло. Белые верхушки отражают солнечный свет в космос и охлаждают Землю. Но вода в облаках задерживает тепловое излучение земли и возвращает часть его обратно — как парниковый эффект^[2][1]. Поэтому облака сглаживают перепады температуры между днём и ночью ^[1].