Kaip dažnai debesys gali pasakyti, kokiame vystymosi etape jie yra oras kai neturite oficialios prognozės. Tokiu atveju kai kurie debesys gali pasakyti apie artėjantį orą. Paprastai debesų užsakymas keistis tam tikra seka yra geriau prognozuojant, o ne tik debesų tipo nustatymui. Ne visada lengva nustatyti debesų tipą. Beveik visada danguje vienu metu yra kelios jų rūšys, kurios laikui bėgant keičia savo formą.

Debesys pasižymi savo aukščiu ir forma. Yra aukšti debesys. Vidutinio lygio debesys ir žemi debesys. Kiekvienoje aukščio charakteristikoje išskiriami apvalūs, masyvūs debesys - kumuliukas(Cumulus), šviesus, dūminis arba dryžuotas - plunksninis(Cirrus) ir monotoniški debesų sluoksniai - sluoksniuotas(Sluoksnis). Praktiniu požiūriu dažniausiai naudinga debesis skirstyti į sluoksnius, kurie yra sąlyginio oro stabilumo rezultatas, arba atrodo kaip atskiros, suapvalintos formos, atspindinčios vertikalų judėjimą ir nestabilumą. oro masės. Vertinga, pavyzdžiui, prognozuojant orus kalnuose, bus nustatyti oro masės ypatybes, remiantis mūsų stebimų debesų pobūdžiu. Norint atpažinti debesis, taip pat svarbu juose turėti debesų bangas ir žinoti skirtumą tarp to, ką gali pasakyti aukšti ir žemi debesys. Be to, debesims būdinga vandens būsena juose – ar tai vandens lašeliai (žemuose debesyse), ar ledo kristalai (aukštuose debesyse), ar jų mišinys su vandeniu (daugiausia vidutinio lygio debesyse). Tai svarbu škvalų dariniams, kur galima tikėtis žaibo, lietaus, sniego ir pan.

Yra 12 pagrindinių debesų tipų. Jų apibrėžimas, reikšmė, identifikavimas ir diferencijavimas yra būtini praktinis pritaikymas orų prognozėje:

"aukštas"- reiškia esantį aukščiau 5 - 6 km aukštyje. Tai yra „reaktyvinių srautų“ arba, kaip mes sakome, vėjo virš galvos zona. Šie vėjai kartais vadinami „audros takais“. Jų savybė yra didelis greitis – daugiau nei 50 mazgų ir pastovi kryptis – į vakarus. Būtent šios oro srovės viršuje ir atneša visus orų pokyčius vidutinėse platumose.

Kadangi oro temperatūra krenta didėjant aukščiui (6 laipsniai C 1 km), aukštus debesuotus svarbiau charakterizuoti pagal temperatūrą. Vandens garai tokiame aukštyje užšąla, todėl visi šio lygio debesys susidaro iš ledo kristalų. Skirtingai nuo žemų debesų, susidedančių iš vandens lašelių. Visi aukšti debesys yra plunksninio tipo debesys – „uodegos“, sluoksniniai, fragmentai netaisyklingos formos arba plonas permatomas, gumulinis. Žodis "cirrus" (cirrus) debesų pavadinimuose taikomas tik aukštiems debesims, o "cumulus" (cumulus) arba "stratus" (sluoksnis) gali būti taikomas bet kokio aukščio debesims.

"Žemas" debesys išsidėstę žemiau 2 km aukštyje. Nelengva įvertinti debesų aukštį jūroje, o sausumoje jį galima palyginti su, tarkime, žinomu kaimyninio kalno viršūnės aukščiu. „Geraus oro dėmuo“ dažniausiai yra šio lygio viršuje, t. nuo 1200 iki 2000 metrų nuo žemės. Kai danguje matote šiuos gerai susiformavusius, santykinai mažus, minkštos formos baltus debesis, jie gali būti užuomina į jūsų aukštį: visi debesys šiame ir žemesniame aukštyje yra žemi debesys, o aukščiau – vidutinio ir aukšto. Žemi debesys kartais guli žemėje. Tai gali būti sluoksniniai debesys ir rūkas. Debesų bazės gali susidaryti rasos taške, nes pagal apibrėžimą rasos taškas yra temperatūra, kurioje nematomi vandens garai kondensuojasi į matomus debesis. Paimkite paviršiaus oro temperatūrą atėmus rasos tašką, padalinkite iš 4 ir padauginkite iš 300 metrų. Gautas rezultatas bus aukštis, kuriame oro temperatūra lygi rasos taškui, ir ten susidaro debesys. Sausomis dienomis debesuotumas yra didesnis nei drėgnomis dienomis. Žemos kryptis kamuoliniai debesys beveik toks pat kaip paviršinis vėjas. Ši kryptis gali šiek tiek skirtis į dešinę dėl to, kad stipresnis vėjas nejaučia trinties su žeme. Stovėdami atsukę į vėją pamatysite žemus kamuolinius debesis, bėgančius iš maždaug 30 laipsnių krypties į dešinę. Virš vandens šis nuokrypis mažesnis – apie 15 laipsnių, nes oro trintis su vandeniu mažesnė.

Vidutinio lygio debesys visada yra tarp aukštų ir žemų debesų. Jų pavadinimuose naudojamas priešdėlis „altas“, kuris debesų terminologijoje apibrėžia būtent šiuos vidutinio lygio debesis. Nors jie vadinami, pavyzdžiui, „aukšto sluoksnio debesys“, tai yra vidutinio lygio sluoksniniai debesys, priešingai nei „cirrostratus“ (aukšti debesys) ir tiesiog „sluoksniai“ (žemi debesys).

Tačiau yra debesų tipų, kurie yra gana reti gamtos reiškiniai. Jie labai neįprastų formų, spalvų ir mažai suprantamų bruožų, kokį orą gali atnešti tokie debesys?

1. Jie išsidėstę apie 15 - 25 km aukštyje stratosferoje ir troposferoje. Jų spalvos neįprastos – vaivorykštės, vaivorykštės. Tokių debesų žiemą galima rasti Tolimosios Šiaurės sąlygomis: Aliaskoje, Skandinavijos šalyse, Šiaurės Kanadoje. Iš kitų debesų jie skiriasi tuo, kad saulėlydžio danguje po saulėlydžio ryškiai išsiskiria.

2. „Vymyaobrazny“ debesys (vamzdiniai). Šie debesys yra keistos formos, primenančios tešmenį. Žemame Saulės aukštyje virš horizonto jie gali įgyti pilkai mėlyną, pilkai rožinę, auksinę ir net rausvą spalvą. Šių debesų atsiradimas visada pranašauja perkūniją, o patys debesys gali būti už kelių kilometrų nuo perkūnijos centro.

3. Altocumulus Castelanus.Debesys-medūzos, taip pavadintos dėl panašumo į jūros gyventojus, susidaro Golfo srovės drėgno oro ir sauso atmosferos oro sandūroje. Debesio vidurys tampa panašus į medūzos kūną, o debesies „čiuptuvai“ formuoja išgaravusius lietaus lašus.

keturi.. Itin reti dariniai. Noktiliucentiniai debesys – labai plonas, beveik skaidrus debesų sluoksnis 82-102 km aukštyje, pastebimas dėl silpno jų švytėjimo naktiniame danguje. Manoma, kad nešvarumus debesys sudaro ledo kristalai ir vulkaninių bei meteorų dulkių dalelės, kurios išsklaido saulės šviesą. Jų spindesys naktiniame danguje paaiškinamas tuo, kad jie atspindi „naktinėje“ Žemės pusėje nematomą Saulės šviesą. Pamatysite juos tik sutemus, kai juos apšviečia saulė iš už horizonto. Dieną jų nesimato.

5. Grybų debesys – grybo pavidalo dūmų debesys, susidarę susijungus mažiausioms vandens ir žemės dalelėms arba dėl galingo sprogimo. Dažniausiai jie yra susiję su atominiu sprogimu, bet santykinai galingas sprogimas gali sukelti tą patį efektą.

Šios plonos spiralinės garbanos yra rečiausi gamtoje randami debesys. Jų „gyvenimo“ trukmė – viena ar dvi minutės, todėl pamatyti juos savo akimis – didžiulė sėkmė.

7. „Lęšiniai“ debesys () turi tokią keistą formą, kad pašalinis stebėtojas primins NSO. Jų ypatumas yra tas, kad esant stipriausiam vėjui jie nejuda. Šie debesys puikiai prognozuoja artėjantį atmosferos frontą, audrą ar audrą. Gyventojai su šiais „prognozatoriais“ yra ypač pažįstami. kalnuotose vietovėse. Šie debesys, žinomi kaip altocumulus, turi nuolatinę formą, kuri susidaro ypač aukštai ir paprastai išsilygina stačiu kampu vėjo krypčiai.

Ant oro bangų keterų arba tarp dviejų oro sluoksnių susidaro lęšiniai debesys. būdingas bruožas Iš šių debesų jie nejuda, kad ir koks stiprus būtų vėjas. Juose vyksta nenutrūkstamas procesas – oras pakyla aukščiau kondensacijos lygio, sutirštėja vandens garai, einant žemyn vandens lašai išgaruoja, debesis baigiasi. Štai kodėl lęšiniai debesys nekeičia savo padėties erdvėje, o stovi danguje tarsi sulipę. Lęšinių debesų atsiradimas rodo, kad atmosferoje yra stiprios horizontalios oro srovės, formuojančios bangas virš kalnų kliūčių, kad ore yra gana didelis drėgmės kiekis. Tai dažniausiai siejama su artėjančiu atmosferos frontu arba su energingu oro perkėlimu iš atokių vietovių.

Debesis virš Ayu-Dag Kryme

Tai žemi, horizontalūs debesys, tarsi susukti į vamzdelius. Jie yra stiprių vėjo gūsių, perkūnijos, šaltųjų frontų pranašai. Iš tolo jie labai primena tornado koloną, tik ne vertikaliai, o horizontaliai.

Šie žemi debesys neprognozuoja lietaus, o rodo gerą orą. Jų ypatumas yra tas, kad jie yra danguje taisyklingų eilučių ar bangų pavidalu.

Žemas, horizontalus, trimito formos škvališkas apykaklės debesis, susijęs su perkūnijos frontu, o kartais ir šaltuoju frontu. Jie taip pat gali būti galimo mikrosprogimo požymis.

12. Debesys „Ryto šlovė“.

Tai vieninteliai debesys, turintys tinkamą pavadinimą. „Ryto šlovė“ – tarsi riedantis debesis iki 1000 km ilgio, 1-2 km aukščio, judantis iki 40 km/h greičiu. Šie debesys daugiausia kyla prie Australijos krantų, vietose, kuriose yra daug drėgmės ir aukšto atmosferos slėgio. Saulė įkaitina debesies priekį ir joje vyksta oro judėjimas aukštyn, kuris susuka debesį. Įsivaizduokite galingą bangą, kuri turi vieną keterą ir juda nekeisdama greičio ar formos – taip atrodo šis debesis.

Dažniausiai tikrai nesusimąstome apie tai, kokios kartais sudėtingos ir neįprastos formos yra visiems tiems debesims, kurie kasdien sklando danguje virš mūsų galvų. Tikriausiai matėte daugybę debesų, kuriuos dabar jums paruošėme. Tačiau ar žinote, kaip juos vadina mokslininkai, ar kas tiksliai lemia jų išvaizdą? Kiekviena veislė turi savo ypatumus, ir vargu ar kada nors savo akimis pamatysite debesis iš šio sąrašo ...

25. Audros antkaklis

Šie kumuliukai lietaus debesys paprastai pranašauja smarkią perkūniją arba šaltą atmosferos frontą. Jie susidaro žemai danguje ir yra ilgo koto arba ritinio formos.

24. Lentynos tūriniai debesys


Nuotrauka: pixabay

Šio tipo audros antkaklis taip pat susidaro žemesniuose atmosferos sluoksniuose per perkūniją ir šaltuosius frontus. Išsikišę ritininiai debesys skiriasi nuo savo analogų nuo ankstesnės pastraipos tuo, kad jie paprastai yra susiję su didžiuliu pirminiu debesiu iš viršaus.

23. Kelvino-Helmholco plunksniniai debesys


Nuotrauka: GRAHAMUK

Šios plonos horizontalios spiralės išsisklaido labai greitai – beveik iš karto po susiformavimo, todėl jų stebėjimas yra nepaprastai sunkus. Šie debesys, primenantys jūros bangas, dažniausiai siejami su vadinamuoju Kelvino-Helmholtzo nestabilumu ir susidaro tarp skirtingo tankio ir greičio oro sluoksnių.

22. Vymeobrazny debesis


Nuotrauka: maksimalus pikselis

Šie neįprasti marsupio formos debesys susidaro tik po perkūnijos. Priešingai populiariems įsitikinimams, jie nerodo viesulo ar uragano, nors netikri debesys atrodo tikrai bauginančiai.

21. Perlamutriniai debesys


Nuotrauka: publicdomainpictures.net

Vakaruose jie dar vadinami „perlų motina“. Šie debesys atsiranda iki 32 kilometrų aukštyje, o juos galima pamatyti tik poliarinėse platumose netoli ašigalių. Išskirtinis bruožas perlamutriniai debesys, atspėjote – nuostabi jų spalva.

20. Lęšinė debesų kepurė


Nuotrauka: James St. Jonas / flickr

Kepurinis debesis arba skara debesis paprastai plūduriuoja labai aukštai atmosferoje ant didesnių kamuolinių debesų.

19. Švytintys debesys


Nuotrauka: wikimedia commons

Iš Žemės juos sunku pamatyti plika akimi, todėl šie debesys geriausiai matomi iš kosmoso. Šioje palydovinėje nuotraukoje matote, kad spinduliuojantys debesys primena milžinišką lapą ar ratą, todėl jie labai išsiskiria iš kitų debesų.

18. Banguoti debesys


Nuotrauka: David E. McIlroy

Šiuos debesis dažniausiai sudaro oro srovės, einančios virš aukštų vietų. Dažniausiai jie atsiranda virš kalnų grandinės.

17. Pirokumuliaciniai debesys


Nuotrauka: Jeremy Greene

Kartais jie dar vadinami ugniniais debesimis. Pirokumuliaciniai debesys atsiranda gaisrų ir vulkaninės veiklos metu.

16. Paslaptingi Undulatus Asperatus debesys


Nuotrauka: Agathman

Praėjus 9 metams po jų atradimo, šie keisti debesys pagaliau pripažinta atskira rūšimi. Tai įvyko visai neseniai – 2017 m., o sprendimą priėmė Pasaulio meteorologijos organizacijos tarptautinis debesų atlasas. Šis renginys buvo pirmasis nuo 1951 m. Undulatus Asperatus debesų išskirtinumas yra tas, kad jiems būdingas bangų judėjimas ir aukštyn. Naujos rūšies debesys dažniausiai susidaro žemutinėje atmosferoje ir atrodo gana šiurpiai.

15. Cumulus Arcus

Perkūnijos antkaklius ir šelfinius debesis galima suskaičiuoti kaip vieną bendras vaizdas debesys, tačiau yra keletas kitų mažiau žinomų tipų, kurie nusipelno jų savo vardą. Pavyzdžiui, Cumulus Arcus.

14. „Plaukuoti“ kamuoliniai debesys Cumulonimbus Capillatus

Šį „skėčių“ porūšį vaizduoja aukšti vertikalūs debesys su plunksniniu pluoštinės struktūros viršumi.

13. Cirrus Spissatus Cirrus


Nuotrauka: Kr-val

Priešais jus yra aukščiausi plunksniniai debesys, kurie dažniausiai susidaro iš plonų kristalinių ledo plokščių.

12. Kondensacijos takas


Nuotrauka: pixabay

Tai, žinoma, nėra natūralus darinys, nes danguje tokie pėdsakai lieka būtent iš lėktuvas. Ši rūšis techniškai yra cirrus, tačiau ji priklauso dirbtinių arba dirbtinių debesų grupei ir vadinama cirrus aviaticus.

11. Ryto šlovė


Nuotrauka: Mick Petrof

Šį retą reiškinį labai sunku pastebėti dėl jo nenuspėjamumo. Palyginti dažnai ryto šlovė pasirodo tik Australijos šiaurėje.

10. Dar viena banguotų debesų rūšis


Nuotrauka: wikimedia commons

Šie debesys dažniausiai skraido lygiagrečiai vienas kitam, tačiau kartais gali susipinti vienas su kitu. Viskas priklauso nuo vėjo srovių.

9. Cirrostratus Nebulosus Cirrostratus


Nuotrauka: Eduardo Marquetti

Šie debesys susidaro dėl oro srautų ir yra sunkiai įžiūrimi, nebent jie apšviesti pakankamai šviesos. saulės šviesa tinkamu kampu. Cirrostratus Nebulosus paprastai sudaro vadinamąjį aureolę – šviečiantį žiedą aplink saulę.

8. Cirrus uncinus plunksniniai debesys


Nuotrauka: Fir0002

Iš lotynų kalbos šis pavadinimas verčiamas maždaug kaip „banguoti kabliukai“. Juos lengva atpažinti iš sklaidos danguje ir labai plonų kontūrų.

7. Anvil Cumulonimbus (Cumulonimbus Incus)


Nuotrauka: TheAustinMan

Viršutinė šių debesų dalis plokščia ir priekalo formos. Toks debesis gali būti lengvai transformuojamas į superląstelę (tipas griaustinio debesis), kuris pranašauja atšiaurius orus, įskaitant net uraganus ir tornadus.

6. Debesis „Išmušta skylė“


Nuotrauka: H. Raab (Naudotojas: Vesta)

Vakaruose jie dar vadinami „skylę pramušančiais“ debesimis. Tokie neįprasti apvalūs tarpeliai danguje atsiranda, kai vandens garų temperatūra debesyse nukrenta žemiau nulio, tačiau vanduo dar nespėjo sušalti iki ledo būklės. Labai dažnai šis reiškinys klaidingai siejamas su NSO.

5. Vidaus debesys


Nuotrauka: pixabay

Tai skamba kaip kažkas nerealaus, bet iš tikrųjų visiškai įmanoma sukurti debesį patalpose. Kambario debesims sukurti vienu metu yra net keletas būdų. idealios sąlygos. Dažniausiai jie naudojami meninėms kompozicijoms.

4. Lentiniai debesys


Nuotrauka: Omnisource5

Šie beveik nekintantys debesys milžiniškų lęšių ar skrybėlių pavidalu dažniausiai atsiranda, kai drėgno oro srautas skrenda virš kalnų grandinės viršūnės.

3. Debesis "Branduolinis grybas"

Nuotrauka: pixabay

Tokie debesys dažniausiai siejami su branduoliniais ginklais, nors beveik bet koks didelis sprogimas gali sukelti kažką panašaus. Pavyzdžiui, ugnikalnio išsiveržimas arba meteorito kritimas.

2. Debesinė medūza (Altocumulus Castelanus)


Nuotrauka: NOAA ESRL / wikimedia commons

Savo neįprastas vardasšie debesys atsiranda dėl savo pradinės formos ir susidaro, kai drėgnas oras įstringa tarp sausesnių oro srovių sluoksnių.

1. Nešvarūs debesys


Nuotrauka: Gofororbit

Tai turbūt vienas paslaptingiausių debesų tipų, o kartu ir aukščiausias visoje atmosferoje. Sidabriniai debesys atsiranda maždaug 80 kilometrų aukštyje, tai yra beveik pačiame žemės atmosferos pakraštyje, kur ji jau visai arti atviros erdvės. Šį reiškinį galima pastebėti Žemės ašigalių srityje, tačiau tam turi sutapti keletas sąlygų. Pavyzdžiui, Saulė turi būti žemiau horizonto, tačiau šviesos vis tiek turi pakakti, kad debesys patektų tinkamu kampu.

Pagal tarptautinę klasifikaciją yra 10 pagrindinių skirtingų pakopų debesų tipų.

> VIRŠUTINIAI DEBESYS(h>6 km)
Spindriftiniai debesys(Cirrus, Ci) – tai atskiri pluoštinės struktūros ir balkšvo atspalvio debesys. Kartais jie turi labai taisyklingą struktūrą lygiagrečių gijų ar juostelių pavidalu, kartais, atvirkščiai, jų pluoštai yra susipainioję ir išsibarstę danguje atskiromis dėmėmis. Cirrus debesys yra skaidrūs, nes sudaryti iš mažyčių ledo kristalų. Dažnai tokių debesų atsiradimas rodo orų pasikeitimą. Iš palydovų kartais sunku atskirti plunksninius debesis.

žiediniai debesys(Cirrocumulus, Cc) - debesų sluoksnis, plonas ir permatomas, kaip cirrus, bet susidedantis iš atskirų dribsnių ar mažų rutuliukų, o kartais, tarsi, lygiagrečių bangų. Šie debesys dažniausiai suformuoja, vaizdžiai tariant, „kumulinį“ dangų. Dažnai jie atsiranda kartu su plunksniniais debesimis. Jie matomi prieš audras.

Cirrostratus debesys(Cirrostratus, Cs) – plonas, permatomas balkšvas arba pieniškas dangalas, pro kurį aiškiai matomas Saulės arba Mėnulio diskas. Ši danga gali būti vienalytė, kaip rūko sluoksnis, arba pluoštinė. Ant plunksninių debesų pastebimas būdingas optinis reiškinys – aureolė (šviesūs apskritimai aplink Mėnulį ar Saulę, netikra Saulė ir kt.). Kaip ir plunksniniai debesys, dažnai rodo, kad artėja nepalankus oras.

> VIDURINIAI DEBESYS(h=2–6 km)
Jie skiriasi nuo panašių žemesnės pakopos debesų formų didelis aukštis, mažesnis tankis ir didesnė ledo fazės buvimo tikimybė.
Altocumulus debesys(Altocumulus, Ac) – baltų arba pilkų debesų sluoksnis, susidedantis iš gūbrių arba atskirų „blokų“, tarp kurių dažniausiai būna permatomas dangus. „plunksninį“ dangų formuojantys gūbriai ir „klumpalai“ yra gana ploni ir išsidėstę taisyklingomis eilėmis arba šaškių lentomis, rečiau – netvarkingi. Cirrus dangus paprastai yra gana blogo oro ženklas.

Altostratus debesys(Altostratus, As) - plonas, rečiau tankus pilkšvo ar melsvo atspalvio šydas, vietomis nevienalytis ar net pluoštinis baltų ar pilkų dėmių pavidalu visame danguje. Saulė arba mėnulis pro jį šviečia ryškių dėmių pavidalu, kartais gana silpnai. Šie debesys yra tikras lengvo lietaus ženklas.

> MAŽINIAI DEBESUJAI(h Daugelio mokslininkų nuomone, nimbostratų debesys žemesniajai pakopai priskiriami nelogiškai, nes šioje pakopoje yra tik jų pagrindai, o viršūnės siekia kelių kilometrų aukštį (vidutinės pakopos debesų lygiai). Šie aukščiai labiau būdingi vertikalus vystymasis, todėl kai kurie mokslininkai juos vadina viduriniosios pakopos debesimis.

Stratocumulus debesys(Stratocumulus, Sc) – debesų sluoksnis, susidedantis iš keterų, šachtų ar atskirų jų elementų, didelis ir tankus, pilkos spalvos. Beveik visada yra tamsesnių vietų.
Žodis „cumulus“ (iš lot. „krūva“, „krūva“) reiškia šykštumą, debesų krūvą. Šie debesys retai atneša lietų, tik kartais virsta nimbostratais, iš kurių iškrenta lietus ar sniegas.

sluoksniuotieji debesys(Stratus, St) - gana vienalytis žemų pilkų debesų sluoksnis, neturintis teisingos struktūros, labai panašus į rūką, pakilusį į žemę šimtą metrų. Sluoksniuoti debesys dengia dideles erdves, atrodo kaip suplėšyti lopai. Žiemą šie debesys dažnai laikosi visą dieną, krituliai ant žemės dažniausiai iš jų neiškrenta, kartais šlapdriba. Vasarą jie greitai išsisklaido, o po to prasideda puikus oras.

Nimbostrato debesys(Nimbostratus, Ns, Frnb) yra tamsiai pilki debesys, kartais grėsmingi. Dažnai po jų sluoksniu atsiranda žemi tamsūs suskilusių lietaus debesų fragmentai – tipiški lietaus ar sniego pranašai.

> VERTIKALIOJI EVOLIUCIJOS DEBESIS

Cumulus debesys (Cumulus, Cu)- tankus, ryškiai apibrėžtas, plokščiu, palyginti tamsiu pagrindu ir kupolu baltas, tarsi besisukantis, viršus, primenantis žiedinių kopūstų. Jie prasideda kaip mažos baltos skeveldros, tačiau netrukus susidaro horizontalus pagrindas ir debesys pradeda nepastebimai kilti. Esant mažai drėgmei ir silpnam vertikaliam oro masių kilimui, kamuoliniai debesys pranašauja giedrą orą. Priešingu atveju jie kaupiasi per dieną ir gali sukelti perkūniją.

Cumulonimbus (Cumulonimbus, Cb)- galingos debesų masės su stipriu vertikaliu vystymusi (iki 14 kilometrų aukščio), sukeldamos smarkias liūtis su perkūnija. Vystosi iš kamuolinių debesų, skiriasi nuo jų viršuje sudarytas iš ledo kristalų. Šie debesys siejami su žvarbiu vėju, gausiais krituliais, perkūnija ir kruša. Šių debesų gyvenimo trukmė trumpa – iki keturių valandų. Debesų pagrindas yra tamsios spalvos, o balta viršūnė kyla aukštyn. Šiltuoju metų laiku pikas gali siekti tropopauzę, o šaltuoju metų laiku, kai konvekcija slopinama, debesys būna lygesni. Paprastai debesys nesudaro ištisinio dangalo. Praeinant šaltajam frontui, gali susidaryti kamuoliniai debesys. Pro kamuolinius debesis saulė nešviečia. Cumulonimbus debesys susidaro, kai oro masė nestabili, kai vyksta aktyvus oro judėjimas aukštyn. Šie debesys taip pat dažnai susidaro šaltame fronte, kai šaltas oras patenka į šiltą paviršių.

Kiekviena debesų gentis savo ruožtu skirstoma į tipus pagal formos ypatumus ir vidinė struktūra pvz., fibratus (pluoštas), uncinus (panašus į letenas), spissatus (tankus), castellanus (bokšto formos), floccus (dribsniai), stratiformis (sluoksniuotas), ūkas (rūkas), lenticularis (lęšinis), fractus (plyšęs), humulus (plokščias), mediocris (vidutinis), congestus (galingas), calvus (plikas), capillatus (plaukuotas). Be to, debesų tipai turi įvairių, pavyzdžiui, vertebratus (gūbrio formos), undulatus (banguotas), permatomas (permatomas), opacus (nepermatomas) ir kt. Be to, jie skiriasi. Papildomos funkcijos debesys, tokie kaip inkas (priekalas), mama (vymeiformes), vigra (krentančios juostelės), tuba (kamienas) ir t. .

Stebint debesis, svarbu akimis nustatyti dangaus padengimo laipsnį dešimties balų skalėje. Giedras dangus – 0 balų. Aišku, danguje nėra debesų. Jei dengs debesys, nebešils dangaus skliautas 3 balai, debesuota. Debesuota, pragiedruliai 4 balai. Tai reiškia, kad debesys dengia pusę dangaus skliauto, tačiau kartais jų skaičius sumažėja iki „giedro“. Kai dangus pusiau uždaras, debesuotumas yra 5 balai. Jei sakoma „dangus su tarpais“, tai reiškia, kad debesuotumas ne mažesnis nei 5, bet ne didesnis nei 9 balai. Debesuota – dangų visiškai dengia vieno mėlyno tarpelio debesys. Debesuotumas 10 balų.

Dar vienas įsiveržimas į mūsų mylimą pasaulinį tinklą mane suglumino. Kuo daugiau skaitau, tuo labiau suprantu, kaip įdomūs gali būti patys paprasčiausi ir banaliausi dalykai.

Paimk bent debesis. Kas vaikystėje nesvajojo jais jodinėti? Tikėjome, kad tai įmanoma. Juk jie tikrai minkšti ir malonūs liesti.

Vėliau, studijuodami fiziką, kiekvienas iš mūsų nusivylė, kai sužinojome apie debesų prigimtį. Paaiškėjo, kad debesys nėra minkšti, purūs ir malonūs. Tai vandens lašeliai arba ledo kristalai atmosferoje. Jie taip pat dažnai vadinami debesų elementais. Ką, pasirodo, skirtingos temperatūros Debesų sudėtis gali būti skirtinga. Debesys susidaro iš vandens lašelių, jei oro temperatūra viršija?10 °C. Tai paprasti lietaus debesys. Jei jis yra žemesnis už šį, bet aukštesnis? 15 ° C, tada debesų sudėtis apima ir lašelius, ir mažus kristalus. Beje, būtent šie debesys mums siunčia šlapdribą ar sniegą su lietumi. Kai temperatūra debesyje yra žemesnė nei –15 °C, debesis susideda tik iš kristalų, kurie virsta snaigėmis.

Tačiau debesyje kristalai ir lašeliai yra labai maži. O iš kur didžiuliai sniego dribsniai ir dideli pavasarinio lietaus lašai? Viskas gana paprasta. Palaipsniui elementų skaičius debesyje didėja. Elementai susilieja vienas su kitu, sudarydami lašelius ir snaiges. Padaugėja debesų, o pasiekus kritinę masę pradeda kristi krituliai.

Krituliai dažniausiai iškrenta ne iš vienalyčių debesų, o iš tų, kurių mišri sudėtis yra bent vienas sluoksnis. Tai, pavyzdžiui, kumulionis, stratifikuotas-nimbas, aukštas sluoksnis. Nors ir nedideli krituliai šlapdriba arba silpni smulkus sniegas gali iškristi ir iš vienalyčių debesų, pavyzdžiui, iš sluoksnio.

Dažniausiai debesys susidaro ir stebimi apatiniame atmosferos sluoksnyje, vadinamame troposfera. Retai debesys pastebimi 20-25 kilometrų aukštyje. Tokie debesys gavo ypatingą pavadinimą – perlamutriniai debesys. Labai retai debesys pakyla į 70-80 kilometrų aukštį. Jie turi ir savo pavadinimą – sidabrą.

Nepaisant daugybės įvairiausių keistų debesų formų traposferoje, juos klasifikuoti gana paprasta. Netgi išvaizda.

Plunksniniai debesys (Cirrus, Ci).

Iš pažiūros tai bene lengviausi ir trapiausi debesys. Jie susideda iš plonų baltų siūlų arba drožlių. Tokie debesys visada turi pailgų keterų formą. Tai bene aukščiausio aukščio traposferos debesys. Paprastai jie stebimi viršutiniuose traposferos sluoksniuose (nuo 3 iki 18 km virš žemės, priklausomai nuo platumos). Šie debesys išsiskiria tuo, kad vertikaliai gali būti gana dideli (nuo šimtų metrų iki kelių kilometrų). Matomumas debesų viduje nėra labai didelis: tik 150-500 metrų.To priežastis ta, kad tokie debesys susideda iš gana didelių ledo kristalų. Dėl šios priežasties jie pastebimai krenta. Tačiau dėl vėjo matome ne vertikalias juosteles, o pasislinkusias ir įmantriai išlinkusias plunksninių debesų gijas.

Įdomu tai, kad tokie debesys dažnai slenka prieš šiltą oro masę. Jie taip pat dažnai lydi anticiklonus. O kartais tai net banalios kamuolinių debesų liekanos.

Labai įdomu, kad tokių debesų atsiradimas gali reikšti apie po paros artėjantį stiprų lietų.

Plunksniniai debesys taip pat skirstomi į keletą porūšių.

Cirrocumulus (Cirrocumulus, Cc).

Šie debesys yra taip aukštai, kaip ir ankstesniame vaizde. Iš tokių debesų niekada nepamatysime kritulių. Įdomu kartu ir tai, kad pasirodžius tokiam debesiui drąsiai galima teigti, kad po kelių valandų galima ir perkūnija su liūtimi. O kartais audra.

Tokie debesys vadinami „ėriukais“ dėl savo keistų formų mažų grupių ar kamuoliukų eilių pavidalu. Labai dažnai stebimas su plunksniškai sluoksniuotomis ir plunksninėmis.

Apatinės kraštinės aukštis yra šiek tiek didesnis nei ankstesniame vaizde. Jis tęsiasi apie 6-8 kilometrus nuo žemės. Vertikalus ilgis siekia kilometrą. Tačiau matomumas viduje kur kas didesnis nei plunksninių debesų – nuo ​​5,5 iki 10 kilometrų.

Pi tokie debesys stebimi labai įdomus reiškinys- iridizacija. Tai slypi tame, kad debesų kraštai įgauna vaivorykštės spalvą, kuri savaime yra labai graži.

Cirrostratus debesys (Cirrostratus, Cs).

Šie debesys sudaryti iš ledo kristalų. Juos labai lengva atpažinti: tai vienodas balkšvas šydas, dengiantis dangų. Paprastai jie atsiranda beveik iš karto po cirrus kolegų. Nors jų aukštis yra toks pat kaip ir ankstesnių rūšių, vertikaliai jie yra daug ilgesni nei jų kolegos. Jų ilgis svyruoja nuo 2 iki 6 kilometrų. Matomumas debesies viduje labai menkas: nuo 50 iki 200 metrų. Kaip ir ankstesnių dviejų tipų, tokių debesų atsiradimas žada neišvengiamą oro pasikeitimą. Po jų lyja ir perkūnija. Kodėl klausi? Taip, viskas paprasta. Visi aukščiau išvardyti debesų tipai juda prieš šiltą oro masę, kurioje yra daug drėgmės. Ir ji, savo ruožtu, yra lietaus šaltinis.

Nepaisant to, kad debesys uždengia dangų šydu, pro juos gali prasiskverbti Saulės ir Mėnulio šviesa. Tokiu atveju spinduliai dažnai iškreipiami ir susidaro toks įdomus reiškinys kaip aureolė. Tai šviečiantis žiedas aplink Saulę arba Mėnulį. Bet, deja, šis gražus reiškinys yra labai trumpalaikis, nes debesys pradeda labai greitai tirštėti.

Įdomus faktas yra tai, kad aureolės ratas tarp žmonių buvo artėjančio lietaus ženklas. Žmonės tikėjo, kad plauna Mėnulis arba Saulė. O po vandens procedūrų šviesuoliai pagal ženklą pylė ant žemės sodos.

Altostratus debesys (Altostratus, As).

Išoriškai jie yra niūrus pilkšvas arba melsvai pilkas šydas, pro kurį kartais žvilgčioja saulė, nors ir beformės neryškios dėmės pavidalu.

Šie debesys gyvena, galima sakyti, žemiau nei jau laikomi jų kolegos maždaug 3–5 kilometrų aukštyje virš jūros lygio. Bet jie taip pat gana ilgi vertikaliai – nuo ​​1 iki 4 kilometrų. Matomumas juose labai mažas – 25-40 metrų. Šių debesų sudėtis nėra vienoda. Jame yra ir kristalų, ir vandens lašelių, tačiau peršaldyto.

Skirtingai nuo visų pirmiau minėtų rūšių, šie debesys visada iškrenta lietaus ar sniego pavidalu bet kuriuo metų laiku. Įdomu tai, kad lietus iš tokių debesų nepasiekia žemės, o išgaruoja skrydžio metu.

Po šių debesų seka sluoksniuotieji lietaus broliai.

Altocumulus (Altocumulus, Ac).

Šie debesys yra ankstyvo lietaus pranašai. Jie yra mažų rutuliukų arba plastinų pavidalo, kurie yra išdėstyti eilėmis arba surenkami į atskiras grupes. Jų spalvos labai įvairios: nuo baltos iki mėlynos. Jų ilgis nedidelis – vos keli šimtai metrų. Matomumas taip pat gana silpnas: tik 50-70 metrų. Jie yra viduriniuose stratosferos sluoksniuose, maždaug 2–6 kilometrų aukštyje virš žemės. Be lietaus, tokie debesys su savimi atvėsina.

Nimbostratus debesys (Nimbostratus, Ns).

Tai niūrūs tamsiai pilki debesys, kurie yra ištisinis sluoksnis. Atrodo, kad tam nėra galo. Visur debesuotas dangus, iš kurio nuolat pliaupia lietus. Tai tęsiasi gana ilgą laiką.

Jie yra daug tamsesni nei jų daugiasluoksniai kolegos. Skirtingai nuo visų aukščiau aprašytų debesų, jie yra apatiniuose stratosferos sluoksniuose. Jie svyruoja beveik virš žemės 100 metrų atstumu, nors jų storis gali siekti iki kelių kilometrų.

Šių debesų judėjimą lydi stiprus ir šaltas vėjas, temperatūra nukrenta.

Sluoksniniai debesys (Stratus, St).

Šio tipo debesys labai panašūs į rūką. Jie yra labai žemai virš žemės. Apatinė riba neviršija šimtų metrų. Kartais, kai debesys skrenda labai žemai, jie gali susilieti su įprastu rūku.

Didžiausias jų storis yra šimtai metrų. Šie debesys ne visada atneša lietų. Kai tik jie sutirštės ir sustiprės, jie išlies brangią drėgmę ant žemės. Tokiu atveju lietus nebus labai stiprus ir daug trumpesnis nei nimbostratų debesų lietus.

Stratocumulus debesys (Stratocumulus, Sc).

Tokie debesys ne visada atneša kritulių. Jie susidaro, kai šaltas oras pakeičia šiltą orą. Tokiu atveju drėgmė neišsiskiria, o absorbuojama. Ir lietaus nėra. Jie dažniausiai yra pilkos spalvos ir pateikiami didelių bangų ir keterų pavidalu, tarp kurių yra nedideli tarpai. Jų vidutinis plotis yra 200–800 metrų.

Cumulus debesys (Cumulus, Cu).

Kartais jie vadinami gero oro pasiuntiniais. Tokio tipo debesis matome dažniausiai. Baltos, ryškios, įvairiausių figūrų pavidalo, jos stebina ir lavina mūsų vaizduotę. Jie yra kupolo formos su plokščiu pagrindu arba bokštais su apvaliais kontūrais. Pastebėtina, kad jie yra labai platūs – iki 5 kilometrų ir daugiau.

Cumulonimbus debesys (Cumulonimbus, Cu).

Tai labai galingi debesys. Kartais jų plotis siekia 14 kilometrų. Tai perkūnijos debesys, lietus, kruša ir stiprus vėjas. Dažniausiai šiems debesims priskiriamas žodis „debesys“. Kartais jie išsirikiuoja į vadinamąją škvalo liniją. Įdomu tai, kad debesų sudėtis skiriasi priklausomai nuo aukščio. Jei apatinius sluoksnius daugiausia sudaro vandens lašeliai, tai viršutinius sluoksnius sudaro ledo kristalai. Jie vystosi iš galingų kamuolinių debesų, o jų išvaizda nieko gero nežada.

Beje, debesų yra ne tik mūsų planetoje. Pasirodo, visur, kur yra dujinis apvalkalas, yra ir debesų. Bet jie susideda ne iš vandens, o, pavyzdžiui, iš sieros rūgšties.

Čia yra vaizdo įrašas, kuriame rodomi skirtingi debesys: (nuostabiai gražu!)

Na, ko gero, tai yra viskas, ką šį kartą norėjau parašyti apie šiuos baltuosius žirgus.

Debesis kaip natūralus reiškinys(10 klasės mokinio santrauka)

Aiškinamajame V. Dahlio žodyne pateikiamas trumpas ir kartu gana tikslus debesies apibrėžimas: „Debesis yra rūkas aukštyje“. Kaip ir rūkas, debesis yra mažų ir mažų vandens lašelių suspensija ore. Kartu su vandens lašeliais debesyje gali būti ir mažų ledo kristalų. Debesis gali būti sudarytas tik iš tokių kristalų.

Debesys taip pat skiriasi savo matomu storiu, aukščiu virš žemės, paplitimo plotu ir spalva. Žodžiu, jų įvairovė didelė.

Debesų klasifikacija

Pagal tarptautinę klasifikaciją debesys pagal išvaizdą skirstomi į 10 pagrindinių formų, o pagal aukštį – į 4 klases.

1. Viršutinės pakopos debesys- esantys 6 km ir aukščiau, jie yra ploni balti debesys, susideda iš ledo kristalų, turi mažai vandens, todėl neduoda kritulių. Storis mažas - 200 - 600 m. Tai apima:

plunksninis debesys, kurie atrodo kaip balti siūlai, kabliukai. Jie yra prastėjančio oro, šiltojo fronto artėjimo pranašai (2d pav.);

cirrocumulus debesys – maži ėriukai, smulkūs balti dribsniai, raibuliukai;

cirrostratus atrodo kaip melsvas vienodas šydas, dengiantis visą dangų, matomas neryškus saulės diskas, o naktį aplink mėnulį atsiranda halo ratas.

2. Vidurinės pakopos debesys- yra 2–6 km aukštyje, susideda iš peršalusio vandens lašų, ​​sumaišytų su snaigėmis ir ledo kristalais. Jie apima:

altocumulus, turintis dribsnių, plokštelių, bangelių, keterų formą, atskirtą tarpais. Vertikalus ilgis 200 - 700 m, kritulių neiškrenta (2 pav. c);

labai sluoksniuotas yra ištisinis pilkas vantas, plonas aukštasluoksnis, kurio storis 300–600 m, o tankus – 1–2 km. Žiemą iš jų iškrenta gausūs krituliai.

3. Žemutinės pakopos debesys yra nuo 50 iki 2000 m, turi tankią struktūrą. Jie apima:

nimbostratus, tamsiai pilkos spalvos, daug vandens, duoda gausių kritulių. Po jais per kritulius formuojasi žemi nuskurę lietaus debesys. Nimbostratų debesų apatinės ribos aukštis priklauso nuo fronto linijos artumo ir svyruoja nuo 200 iki 1000 m, vertikalus ilgis 2 - 3 km, dažnai susilieja su labai sluoksniais ir plunksniniais debesimis;

stratocumulus susideda iš didelių keterų, bangų, plokščių, atskirtų tarpais. Apatinė riba 200 - 600 m, o debesų storis 200 - 800 m, kartais 1 - 2 km. Tai masiniai debesys, viršutinėje sluoksniuotųjų debesų dalyje didžiausias vandens kiekis. Krituliai iš šių debesų, kaip taisyklė, neiškrenta (2b pav.);

sluoksniuotas debesys yra ištisinė vienoda danga, kabanti žemai virš žemės su nelygiais, neryškiais kraštais. Aukštis 100-150 m ir žemiau 100 m, o viršutinė riba 300-800 m Jie gali nukristi ant žemės ir virsti rūku (2 pav. a);

laužyto sluoksnio debesų apatinė riba yra 100 m ir žemiau 100 m, susidaro dėl rūko sklaidos. Krituliai iš jų neiškrenta.

4. Vertikalios raidos debesys. Jų apatinė riba yra apatinėje pakopoje, viršutinė siekia tropopauzę. Jie apima:

kumuliukas debesys – tankios debesų masės, išsivysčiusios vertikaliai su baltomis kupolinėmis viršūnėmis ir plokščiu pagrindu. Jų apatinė riba apie 400 - 600 m ir aukštesnė, viršutinė 2 - 3 km, kritulių neduoda (2 pav., e);

galingai-kumuliukas debesys yra baltos kupolo formos viršūnės, kurių vertikalus vystymasis iki 4 - 6 km, neduoda kritulių;

Cumulonimbus (perkūnija) yra pavojingiausi debesys, tai galingos sūkuriuojančių debesų masės, kurių vertikalus vystymasis yra iki 9–12 km. Su jais asocijuojasi perkūnija, lietus, kruša (2 pav. f, g).

Debesius vėjai neša dideliais atstumais, todėl įvairiose mūsų planetos vietose nuolat keičiasi drėgmė. Itin supaprastinta drėgmės mainų schema yra tokia: vanduo iš jūros patenka į debesis, kurie susidaro virš jūros paviršiaus, tada vėjai šiuos debesis nuneša į žemyną, kur lieja lietų, o galiausiai per upes vanduo grįžta atgal. atgal prie jūros.

Mūsų planetos debesų danga yra gana didelė. Debesys dengia vidutiniškai apie pusę viso dangaus. Juose suspensijoje yra 10 12 kg vandens (ledo).

Atsižvelgiant į atsiradimo priežastis, išskiriami šie debesų formų tipai:

Cumulus . Jų atsiradimo priežastis – šiluminė, dinaminė konvekcija ir priverstiniai vertikalūs judesiai. Tai apima: a) gumbus b) cumulonimbus c) galingą gumbus d) altokumą

sluoksniuotas atsiranda dėl kylančio šilto drėgno oro slydimo palei pasvirusį šalto oro paviršių išilgai švelnių priekinių dalių. Šis tipas apima debesis: a) nimbostratus b) aukšto sluoksnio c) cirro-stratus d) cirrus

Banguotas atsiranda bangų virpesių metu inversiniuose sluoksniuose ir sluoksniuose su nedideliu vertikaliu temperatūros gradientu. Tai apima: a) stratocumulus b) altokumulus, banguotas c) stratus d) fractocumulus.

Yra dar viena svarbi savybė - debesuotumas, t.y. debesų skaičius – sąlyginių dangaus dalių, kurias dengia debesys, skaičius. Anksčiau toks skaičius buvo išreiškiamas taškais (nuo 0 iki 10), dabar įprasta jį išreikšti oktantais (nuo 0 iki 8).

1 paveiksle išvardyti debesų tipai schematiškai pavaizduoti kartu, o tai leidžia įsivaizduoti debesų dangos struktūrą kaip visumą. Visi šie debesys susidaro apatiniame atmosferos sluoksnyje, vadinamame troposfera. Aukštesniuose atmosferos sluoksniuose debesų beveik nėra; galima rasti tik maždaug 30 km aukštyje perlamutriniai debesys taip maždaug 80 km aukštyje - sidabriniai debesys. Perlamutriniai debesys labai ploni, permatomi; prieblandoje, šalia saulės, jie tampa raudoni, auksiniai ir žalsvi. Naktiniai debesys taip pat labai ploni. Naktį, netrukus po saulėlydžio arba prieš pat saulėtekį, jie švyti sidabriškai. Tai saulės šviesa, kurią išsklaidė debesys.

Žemės atmosferos sandara. Tam tikra prasme žemės atmosferą galima prilyginti sluoksniniam pyragui, ji susideda iš kelių sluoksnių arba, tiksliau, kelių įdėtų sferų. Padalijimas į sluoksnius (sferas) atliekamas atsižvelgiant į atmosferos oro temperatūros kitimo pobūdį su aukščiu. 3 paveiksle paryškinti keturi atmosferos sluoksniai troposfera, stratosfera, mezosfera, germosfera- ir parodyta kreivė, kuri atspindi oro temperatūros kitimą su aukščiu.

Kylant nuo žemės paviršiaus oro temperatūra pirmiausia sumažėja. Tai žino visi – juk aukštų kalnų viršūnės ištisus metus padengtas sniegu ir ledu. Kiekvienas, kuris skrido lėktuvais, ne kartą yra girdėjęs iš stiuardesių žinutes, kad orlaivio lauke oro temperatūra siekia 60–70 laipsnių šalčio. Prisiminkite, kad šiuolaikiniai lėktuvai skraido 8–10 km aukštyje.

Pasirodo, kad oro temperatūros mažėjimas didėjant aukščiui vyksta tik iki tam tikrų aukščių iki 17 km virš tropikų ir 10 km virš poliarinių regionų. Šie skaičiai tik lemia viršutinės troposferos ribos aukštį (tai priklauso nuo geografinės platumos). Oro temperatūra ties troposferos riba virš tropikų yra apie -75°C, o virš ašigalių - apie -60°C.

Stratosfera yra greta troposferos. Stratosferoje oro temperatūra pakilimo metu iš pradžių išlieka pastovi (iki 25 laipsnių aukščio). - 30 km), o tada pradeda didėti - iki 55 km aukščio, atitinkančio viršutinę stratosferos ribą; temperatūra pasiekia 0°C artimas reikšmes. Kitame atmosferos sluoksnyje – mezosferoje, kylant temperatūra vėl pradeda mažėti; jis nukrenta iki -100°С ir net iki -150°С viršutinės mezosferos ribos, kurios aukštis yra apie 80 km, lygyje. Termosfera prasideda dar aukščiau; čia temperatūra kyla kylant.

Taigi troposferoje oro temperatūra mažėja didėjant aukščiui, stratosferoje temperatūra iš pradžių nesikeičia, o paskui pakyla, mezosferoje vėl mažėja, o galiausiai termosferoje vėl pradeda kilti. Atkreipkite dėmesį, kad žodis „troposfera“ kilęs iš graikų „tropos“, reiškiančio „posūkis“; virš troposferos vyksta pirmasis temperatūros sukimasis. Atmosfera tikrai primena sluoksniuotą pyragą: sluoksniai, kuriuose temperatūra nukrenta, kaitaliojasi su sluoksniais, kur ji pakyla.

Tokio „sluoksnio pyrago“ kilmę paaiškinti nesunku. Juk atmosferą iš apačios šildo žemės paviršius, o iš viršaus saulės radiacija; todėl jo temperatūra turi didėti artėjant ir prie žemės paviršiaus, ir prie viršutinės atmosferos ribos. Dėl to temperatūros kreivė, atrodo, turėtų atrodyti kaip punktyrinė linija, parodyta 3 paveiksle. Tačiau iš tikrųjų temperatūra kinta priklausomai nuo aukščio ne išilgai punktyrinės linijos, o ištisine linija ir šiek tiek padidėja stratosfera. Tokį temperatūros padidėjimą sukelia ultravioletinės saulės spinduliuotės komponento sugertis ozono (O 3 ) sluoksnyje, kuris užima maždaug 20–60 km aukščio intervalą.

Kad susidarytų debesys, oras turi būti drėgnas (arba bent jau ne per sausas) ir pakankamai stipriai sumažėti oro temperatūra. Drėgniausias oras yra netoli žemės paviršiaus, troposferoje. Be to, troposferoje oro temperatūra mažėja didėjant aukščiui. Todėl nenuostabu, kad beveik visa Žemės debesų danga yra sutelkta troposferoje. Noktilūs debesys susidaro daug aukščiau nei troposfera – netoli viršutinės mezosferos ribos. Svarbu, kad šiuose aukščiuose temperatūros kreivė eina per kitą, be to, santykinai stiprų minimumą. Atkreipkite dėmesį, kad debesys niekada nėra stebimi aukštyje, esančiame netoli temperatūros kreivės maksimumo (ties stratosferos ir mezosferos ribos).

Adiabatinis dujų plėtimasis

Vienas iš pagrindinių procesų, lemiančių debesies susidarymą, yra procesas adiabatinis oro plėtimasis jam kylant virš paviršiausžemė.

Tarkime, kad tam tikra dujų masė (ypač oro) plečiasi. Dujos veikia BET prieš išorinio slėgio jėgas. Tegu Q yra šiluma, kurią dujos gauna iš išorės plėtimosi proceso metu. Darbas atliekamas dujomis BET o jo gaunama šiluma Q lemia dujų vidinės energijos kitimą ∆ U:

∆U = K - A. (1)

Tai pirmasis termodinamikos dėsnis; tai ne kas kita, kaip nagrinėjamos dujų masės energijos tvermės dėsnis.

Vidinės dujų energijos pokytis yra susijęs su jų temperatūros pasikeitimu. Leisti T 1 ir T 2 - atitinkamai pradinė ir galutinė dujų temperatūra. Darysime prielaidą, kad dujos susideda iš dviatominių molekulių ir kad jų molinė masė yra M(dėl oro, galite pasiimti M=0,029 kg/mol). Už tokias dujas

kur m - dujų masė, kg; R - universali dujų konstanta, R=8,3 J / (mol K); M – molinė masė, kg/mol.

Jeigu K > A, tada ∆ U > 0. Šiuo atveju T 2 > T 1 todėl dujos įkaista, kai plečiasi. Jeigu K = A, tada ∆ U = 0. Tokiu atveju T 2 = T 1 - besiplečiančių dujų temperatūra nesikeičia (izoterminis plėtimasis).

Mums įdomu, kada galime paimti K = 0, t.y. kai galima nepaisyti šilumos mainų tarp dujų ir jų aplinkos. Šiuo atveju santykis (1) įgauna formą

∆U= - A.(3)

Tai galima pamatyti dabar ∆ U < 0 и, следовательно, T 2 < T 1 Plečiantis dujos atvėsta.

Aptariamas procesas vadinamas adiabatinis išsiplėtimas dujų. Taip išsiplėtus dujos negauna šilumos iš išorės, todėl veikia tik dėl savo vidinės energijos (dėl to vėsta). Pakeitę (2) į (3), gauname formulę, susijusią su adiabatiškai besiplečiančių dviatomių dujų temperatūros sumažėjimu ir dujų atliekamu darbu:

Be išvedimo pateikiame adiabatiškai besiplečiančių dviatominių dujų darbo formulę:

Čia p 1 ir T 1 yra pradinis dujų slėgis ir pradinė temperatūra, ir p 2 yra jo galutinis spaudimas.

Naudodami paskutines dvi formules, nustatome, kad adiabatinio plėtimosi metu oras, pakilęs 1 km, atšąla 6 laipsniais. Adiabatinis oro temperatūros gradientas

γ a \u003d 0,6 apie C / 100 m.

Oformavimasdebesys.

Debesų susidarymo procesas prasideda nuo to, kad pakyla tam tikra pakankamai drėgno oro masė. Kaip pakils bus oro išsiplėtimas.Šį plėtimąsi galima laikyti adiabatiniu, nes oras kyla gana greitai, o esant pakankamai dideliam tūriui (o debesies susidaryme dalyvauja tikrai didelis oro kiekis) vyksta šilumos mainai tarp nagrinėjamo oro ir aplinką pakilimo metu tiesiog nespėja atsirasti.

Kaip jau žinome, kai dujos plečiasi adiabatiškai, jų temperatūra mažėja. Reiškia, kylantis drėgnas oras bus atvėsintas. Kai aušinimo oro temperatūra nukrenta iki rasos taško, atsiranda ore esančių garų kondensacijos procesas. Jei atmosferoje yra pakankamai kondensacijos branduolių (dulkių grūdelių, jonų), šis procesas tikrai prasideda. Jei atmosferoje yra mažai kondensacijos branduolių, kondensacija prasideda ne esant temperatūrai, lygiai rasos taškui, o esant žemesnei temperatūrai.

Taigi, pasiekti tam tikrą aukštį H, kylantis drėgnas oras atvės (dėl adiabatinio plėtimosi) tiek, kad pradės kondensuotis vandens garai. Aukštis H yra dugnas siena atsirandantis debesis (4a pav.). Toliau iš apačios tekantis oras praeina per šią ribą, o garų kondensacijos procesas jau vyks aukščiau nurodytos ribos – debesis pradės vystytis aukštyje (4b pav.). Vertikalus debesies vystymasis sustos, kai oras nustos kilti; tai susiformuos viršutinė riba debesys (4c pav.).

Dabar apsvarstykite, dėl ko kyla oras.

Pirmiausia, oro masių kilimas gali atsirasti dėl konvekcijos – kai karštą dieną saulės spinduliai stipriai sušildo žemės paviršių, ir jis perduos šilumą į paviršinius oro sluoksnius (5 pav., a). Šiuo atveju kalbama apie konvekcinės kilmės debesis. Kamuoliniai debesys dažniausiai turi būtent tokią kilmę.

Antra, pučiant horizontalia kryptimi, išilgai žemės paviršiaus, vėjas savo kelyje gali sutikti kalnus ar kitus gamtos pakilimus. Plaukdamas aplink jas, vėjas kilstels oro mases aukštyn (5 pav., b). Tai taip pat yra vidiniai debesys. Tokia kilmė gali turėti sluoksninius ir nimbostratus debesis.

TrečiaŠiltajame ir šaltajame frontuose susidaro debesys. Jei šilto oro masės, judančios horizontalia kryptimi, slegia šaltą orą, vadinamąjį šiltas frontas. Jei ateina šaltas oras, jie kalba apie tai šalta priekyje.Šiltasis frontas schematiškai parodytas 6a paveiksle, kur raudonos rodyklės rodo šilto oro judėjimą, o juodos – šalto oro judėjimą. Netoli šilto ir šalto oro masių ribos kyla kylančios oro srovės (tiek šiltos, tiek šaltos). Dėl to gali susidaryti visų pakopų horizontalaus vystymosi debesys - nimbostratus, altocumulus, cirrus. 6b paveiksle parodyta šaltas frontas. Čia susidaro kylančios tik šilto oro srovės. Tokiu atveju susidaro visų pakopų debesys, kaip ir šiltojo fronto atveju. Taigi šiltame fronte į priekį veržiamas šiltas oras tarsi „susikaupia“ ant šalto, slenkančio žemyn, ir kyla išilgai jo. Šaltame fronte į priekį einantis šaltas oras prasiskverbia po šiltu oru ir tarsi pakelia jį.

Ketvirta, vertikalūs oro masių judėjimai gali būti siejami su ciklonine veikla, kuri, savo ruožtu, yra susijusi su šiltojo ir šaltojo frontų sąveika.

Ciklonai ir anticiklonai yra galingi atmosferos sūkuriai, kurių skersmuo siekia iki kelių tūkstančių kilometrų, o aukštis – 10...20 km.

Ciklonai. Netoli žemės paviršiaus vėjai nukreipiami iš periferijos į ciklono centrą, nes oro slėgis ciklono centre yra mažesnis nei jo periferijoje. Šiaurės pusrutulyje vėjai „susisuka“ link ciklono centro prieš laikrodžio rodyklę, ir pietuose pagal laikrodžio rodyklę rodyklė. 7a paveiksle raudonai pavaizduoti ciklono izobarai šalia žemės paviršiaus; mėlynos rodyklės rodo vėjų kryptį (šiaurės pusrutulyje). Tuomet ciklono centro link tekančios oro masės veržiasi vertikaliai aukštyn (76 pav.). Dėl to susidaro galingi sluoksniniai ir nimbostratiniai debesys, iškrenta krituliai. Viršutinėje troposferoje kyla horizontalūs vėjai, nukreipti spirale nuo ciklono centro; jie neša į jos pakraščius ciklono gautas oro mases. Jau susiformavusio ciklono gimimas ar atėjimas visada labai pablogina orą, lydimą užsitęsusių liūčių.

Centrinio ciklono regiono artėjimą jaučiame leisdamiesi Atmosferos slėgis. Sakome: „Slėgis nukrito – bus lietus, bus debesuota“.

Anticiklonai. Anticiklonams būdingas atvirkštinis procesų vaizdas. Anticiklono centre slėgis didesnis nei periferijoje. Viršutinėje troposferoje vėjai „susisuka“ link anticiklono centro, o šalia žemės paviršiaus – toliau nuo centro; centre yra galingos besileidžiančios oro srovės. Nusileidžiantis oras įšyla, mažėja santykinė oro drėgmė, dingsta debesuotumas – užklumpa giedri orai. Nenuostabu, kad atmosferos slėgio padidėjimą pagrįstai siejame su oro pagerėjimu.

Fizinė kamuolinio debesies prigimtis.

Pakalbėkime šiek tiek daugiau ties procesų, vedančių į įprasto konvekcinės kilmės kamuolinio debesies susidarymo, fiziką. Toks debesis turi didelius vertikalius matmenis, o tai rodo, kad konvekcinės srovės gali pakilti į didelį aukštį – gerokai virš apatinės debesies ribos. Norėdami paaiškinti, pereikime prie 8 paveikslo. Jame (kokybiškai) parodytos trys oro temperatūros priklausomybės nuo aukščio. 1 priklausomybė reiškia orą, kuris nedalyvauja debesies formavime. Šis oras supa debesį iš šonų; manysime, kad joje nėra vertikalių srautų. Temperatūros kritimas kartu su aukščiu šiuo atveju atspindi natūralią temperatūros kreivės eigą troposferoje. 2 ryšys reiškia kylantį (taigi ir adiabatiškai besiplečiantį) sausą orą. Adiabatinio plėtimosi metu oras atvėsta, todėl temperatūros kreivė 2 nukrenta stačiau nei kreivė 1. Tačiau reikia turėti omenyje, kad iš tikrųjų kyla ne sausas, o drėgnas oras; dėl oro aušinimo jame esantys garai kondensuosis (pradedant nuo tam tikro aukščio H, fiksuojant apatinę debesies ribą). Kai kondensuojasi garai išsiskiria latentinė garavimo šiluma. Išskiriamos šilumos kiekis yra gana pastebimas. Tai lemia tai, kad kylančio drėgno oro temperatūra didėjant aukščiui mažės lėčiau nei net ramaus oro temperatūra (3 temperatūros kreivė). Ši aplinkybė yra labai svarbi. Iš tikrųjų, atsižvelgiant į garų kondensaciją, kylančio oro temperatūra mažėja, o tuo pačiu išlieka aukštesnė už aplinkinio ramaus oro temperatūrą. Faktas, kad vėsinantis oras išlieka šilčiau nei aplinka, suteikia galimybę toliau kopti vis aukščiau ir aukščiau. Dėl to debesis smarkiai vystosi vertikalia kryptimi.

Žinoma, tokia plėtra negali būti neribota. Kondensuojantis vandens garams oras tampa vis mažiau drėgnas; vis labiau sausėja. Todėl priklausomybė nuo temperatūros 3 neberealizuojama; yra perėjimas prie 2 priklausomybės, atitinkančios sausą orą (šis perėjimas 8 pav. sąlyginai pavaizduotas brūkšnine rodykle). Dėl tokio perėjimo kylančio oro temperatūra tam tikrame aukštyje bus lygi supančio oro temperatūrai ir net bus šiek tiek žemesnė už ją. Dėl to vertikalus debesies vystymasis sustos; šaltos oro masės, atidavusios debesiui drėgmę, pradės sklisti į šonus ir kristi žemyn aplink kamuolinį debesį, suformuodamos tokiems debesims būdingus ėriukus.

Debesų makrofizika ir mikrofizika

Atskirkite debesų makrofiziką ir mikrofiziką. Makrofizika tiria oro masių judėjimą, lemiantį viso debesies susidarymą, augimą ir išgaravimą. mikrofizika svarsto debesies mikrostruktūrą, tyrinėja vandens lašelių susidarymo, susiliejimo ir garavimo procesus. Visų pirma, mikrofizika tiria tam tikrų nuosėdų susidarymo sąlygas.

Debesys gali būti sudaryti iš vandens lašelių (vandens arba lašinių debesų), ledo kristalų (ledo arba kristalinių debesų), taip pat iš lašų ir kristalų (mišrių debesų). Vandens debesys egzistuoja ne tik esant teigiamai temperatūrai, bet ir esant žemesnei nei nulio temperatūrai (iki -20 ° C), tai yra peršalusio vandens debesys. Pavyzdžiui, esant -10°C debesims 50% yra vandens, 30% mišrių ir tik 20% ledo.

Vandens lašeliai debesyje yra skirtingo skersmens – nuo ​​mikrometro dalių iki kelių milimetrų. Debesų ledo kristalai dažniausiai turi apie 0,1 mm ilgio šešiakampes prizmes-stulpus ir 0,1...0,5 mm dydžio šešiakampes plokštes.

Kad ir koks mažas būtų ledo lašas, jis vis tiek yra žymiai sunkesnis už orą. Todėl kyla klausimas: kaip krenta vanduo (o kartu ir visas debesis) laikomi ore? Tuo pačiu metu kyla kitas klausimas: kokiomis sąlygomis nukrenta vanduo nustoti būti laikomas ore ir nukristi ant žemės kaip lietus?

Pradėkime nuo mažiausių lašelių, kurių spindulys yra mikrometro dalys. Tokiems lašeliams nukristi neleidžia chaotiški oro molekulių smūgiai, chaotiškai judantys šiluminiu būdu. Šie smūgiai priverčia lašelį šokinėti įvairiomis kryptimis; dėl to jis juda keistai nutrūkusia trajektorija (Brauno judėjimas).

Kuo masyvesnis lašas, tuo sunkiau oro molekulėms jį atmesti, taigi, Brauno judėjimo vaidmuo yra mažesnis, bet tuo didesnė žemės gravitacijos įtaka. Kai lašelio spindulys tampa didesnis nei mikrometras, jo judėjimas nustoja būti Browno; lašas pradeda kristi veikiamas gravitacijos. Ir tada „įsijungia“ naujas veiksnys, neleidžiantis lašeliui nukristi žemyn – oro pasipriešinimas aplinką.

Tegul kažkuriame erdvės taške nukrenta vandens lašas, kurio spindulys R (tegul pvz. R=10 µm). Šiuo metu lašą veikia tik gravitacijos jėga P

kur ρ 0 yra vandens tankis, g - laisvojo kritimo pagreitis (– kritimo tūris). Veikiamas gravitacijos, lašas pradeda kristi žemyn, jo greitis pradeda didėti. Tuo pačiu metu atsiranda ir pradeda augti oro pasipriešinimo jėga, veikianti lašą F. Jis nukreiptas priešingai gravitacijos jėgai ir yra proporcingas kritimo greičiui u:

F = 6π η Ru, (7)

kur η - oro klampumo koeficientas. ( Klampumas, arba kitaip, vidinė trintis - dujų ir skysčių savybė atsispirti vienos iš jų dalių judėjimui kitos atžvilgiu; dėl šios priežasties, pavyzdžiui, dujų ar skysčio srauto greitis vamzdyje mažėja judant nuo vamzdžio ašies link jo sienelių.) Didėjant pasipriešinimo jėgai. F skirtumas mažėja R- F, todėl krintančio lašo greitis didėja vis lėčiau. Kai oro pasipriešinimo jėga absoliučia reikšme yra lygi gravitacijos jėgai, toliau didėja kritimo greitis sustos ir tada lašas nukris tolygiai (juk dabar lašą veikianti atstojamoji jėga yra lygi nuliui: R -F = 0) . Vienodo lašo judėjimo greitis u nustatyta iš būklės R -F= 0 s atsižvelgiant į 6 ir 7 dalis:

Tolygiai krintantis lašas gali būti sustabdytas ir netgi išmestas aukštyn kylančiu oro srautu, jei vertikalus srauto greitis yra didesnis už krintančio lašo greitį.

Į klausimą, kodėl debesis nenukrenta ant žemės, atsakyti visai nelengva. Čia reikia atsižvelgti į daugybę dalykų: terminis judėjimas molekules oras, oro pasipriešinimas, lašelių garavimas. Taip pat reikia atsižvelgti į daugybę kitų veiksnių. Taigi reikia turėti omenyje, kad padidėjus lašelių spinduliui, oro pasipriešinimo jėga pradeda vaidinti vis svarbesnį vaidmenį dėl to, kad santykinai dideli lašai (kurių spindulys didesnis nei 100 μm) sukelia turbulentingus judesius. oras jų kritimo metu. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad kritimo metu lašo spindulys nesikeičia: kartu su garavimu lašo paviršiuje susidaro papildomas garų kondensatas, padidinantis jo spindulį. Taip pat galima sulieti šį lašą su kitais lašeliais arba, priešingai, suskaidyti į kelis mažesnius lašelius. Žodžiu, debesų mikrofizika pasirodo gana sudėtinga.