Вам не нужен суперкомпьютер для предсказания того, как изменится погода у вас над головой в ближайшие несколько часов. Следя за небом и обладая некоторыми знаниями по формированию облаков, можно предсказать, будет ли дождь.
Современные прогнозы погоды основаны на сложных компьютерных симуляциях. Эти симуляции используют физические уравнения, описывающие атмосферу, включая движение воздуха, солнечное тепло, формирование облаков и дождя. Постепенное улучшение прогнозов со временем означает, что сегодняшние пятидневные прогнозы настолько же точны, насколько 20 лет назад были точны трёхдневные.
Но вам не нужен суперкомпьютер для предсказания того, как изменится погода у вас над головой в ближайшие несколько часов – подобные приметы известны в разных культурах уже много тысяч лет. Следя за небом и обладая некоторыми знаниями по формированию облаков, можно предсказать, будет ли дождь.
Более того, небольшое понимание физики формирования облаков подчёркивает сложность атмосферы и проливает свет на причины того, почему предсказание погоды на срок, больший, чем несколько дней, оказывается такой сложной задачей.
Вот шесть видов облаков, которые можно увидеть, и то, как они могут помочь вам понять погоду.
1) Кучевые облака
Облака появляются, когда воздух охлаждается до точки росы, температуры, при которой воздух уже не справляется с содержащимся в нём водяным паром. При этой температуре водяной пар конденсируется и формирует капельки жидкой воды, которые мы видим, как облако. Чтобы это произошло, воздух необходимо заставить подняться в атмосфере, или же влажный воздух должен войти в контакт с холодной поверхностью.
В солнечный день лучи греют землю, которая греет воздух, расположенный прямо над ней. Нагретый воздух благодаря конвекции поднимается вверх и формирует кучевые облака. Эти облака «хорошей погоды» похожи на вату. Если посмотреть на небо, заполненное кучевыми облаками, можно увидеть, что у них плоское дно, расположенное на одном уровне для всех облаков. На этой высоте воздух, поднявшийся с уровня земли, охлаждается до точки росы. Из кучевых облаков дождь обычно не идёт – а значит, погода будет хорошей.
Небольшие кучевые облака дождём не проливаются, но если они увеличиваются и растут по высоте, это признак того, что скоро будет сильный дождь. Это часто случается летом, когда утренние кучевые облака днём превращаются в кучево-дождевые.
Недалеко от земли кучево-дождевые облака чётко оформлены, но с высотой они начинают становиться более дымчатыми по краям. Такой переход указывает на то, что облако состоит уже не из капель воды, а из кристаллов льда. Когда порывы ветра выдувают капли воды за пределы облака, те быстро испаряются в более сухом окружении, из-за чего у водяных облаков очень резко очерчены края. Ледяные кристаллы, выносимые за пределы облака, не испаряются так быстро, из-за чего края такого облака выглядят более дымчатыми.
Кучево-дождевые облака часто имеют плоскую верхушку. Внутри такого облака происходит конвекция воздуха, и он постепенно охлаждается, пока не достигнет температуры окружающей атмосферы. В этот момент он теряет плавучесть и уже не может подниматься выше. Вместо этого он распространяется в стороны, образуя характерную форму наковальни.
3) Перистые облака
Перистые облака формируются в очень высоких слоях атмосферы. Они дымчатые, поскольку полностью состоят из кристаллов льда, падающих в атмосфере. Если перистые облака переносят ветра, движущиеся с разными скоростями, они приобретают характерную загнутую форму. И только на очень больших высотах или на высоких широтах перистые облака выдают дождь, достигающий земли.
Но если вы заметили, что перистые облака начинают покрывать большую площадь неба, становятся ниже и толще, то это верный признак приближения тёплого фронта. В тёплом фронте встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Более лёгкий тёплый воздух поднимается над холодным, что приводит к формированию облаков. Опускание облаков говорит о приближении фронта, и о том, что в следующие 12 часов пойдёт дождь.
4) Слоистые облака
Слоистые облака – низко расположенная, непрерывная облачная простыня, покрывающая небо. Слоистые облака формируются медленно восходящим воздухом или несильным ветром, покрывающим влажным воздухом холодную землю или поверхность моря. Слоистые облака тонкие, поэтому, несмотря на мрачную картину, дождь из них вряд ли пойдёт, максимум небольшая морось. Слоистые облака идентичны туману, поэтому, если вы когда-нибудь шли по горной местности в туманный день, вы находились внутри облака.
5) Лентикулярные облака
Два последних типа облаков не помогут вам предсказывать погоду, но дадут первичное представление о чрезвычайно сложных движениях атмосферы. Гладкие и линзообразные лентикулярные облака формируются, когда воздух выдувается вверх и через горную гряду.
Перевалив через гору, воздух спускается до прежнего уровня. В это время он разогревается и облако испаряется. Но он может проскочить и дальше, в результате чего воздух вновь поднимется вверх и сформирует ещё одно лентикулярное облако. Это может привести к появлению цепочки облаков, простирающихся далеко за границы горной гряды. Взаимодействие ветра с горами и другими особенностями поверхности – одна из множества деталей, которые необходимо учитывать в компьютерных симуляциях для получения точных предсказаний погоды.
6) Кельвина - Гельмгольца
И, наконец, мои любимые. Облака Кельвина – Гельмгольца напоминают ломающуюся океанскую волну. Когда воздушные массы на разных высотах двигаются по горизонтали с разными скоростями, их состояние становится нестабильным. Граница между воздушными массами начинает покрываться рябью и формирует крупные волны.
Такие облака встречаются довольно редко – лично я видела их единственный раз над Ютландией, западной Данией – поскольку мы можем наблюдать этот процесс в атмосфере, только если в нижней воздушной массе есть облако. Тогда оно может обрисовать ломающиеся волны и обнаружить запутанные движения, происходящие у нас над головой, которые обычно не видны. опубликовано
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .
С поверхности Земли кажется, что все облака находятся примерно на одинаковой высоте. Однако между ними могут быть огромные расстояния, равные нескольким километрам. Но каковы самые высокие и самые низкие из них? В этом посте есть вся необходимая информация, чтобы стать экспертом по облакам!
10. Слоистые облака (средняя высота - 300-450 м)
Информация Википедии: Слоистые облака - это низкоуровневые облака, характеризующиеся горизонтальной слоистостью с однородным слоем, в отличие от кучевообразных , которые формируются восходящими тёплыми потоками.
Если более конкретно, то термин "слоистые" используется для описания плоских, туманообразных облаков нижнего яруса, цвет которых варьируется от тёмно-серого до почти белого.
9. Кучевые облака (средняя высота - 450-2000 м)
Информация Википедии: "Cumulus" в переводе с латыни означает "куча, груда". Кучевые облака часто описываются как "тучные", "хлопкоподобные" или "пушистые" по своему внешнему виду и имеют плоскую нижнюю границу.
Будучи облаками нижнего яруса, они обычно бывают менее 1000 метров в высоту, только если не являются более вертикальной формой кучевых облаков. Кучевые облака могут появляться сами по себе, линиями или в виде скоплений.
8. Слоисто-кучевые облака (средняя высота - 450-2000 м)
Информация Википедии: Слоисто-кучевые облака принадлежат к разновидности облаков, характеризующихся большими тёмными, округлыми массами, как правило, в виде групп, линий или волн, отдельные элементы которых больше, чем у высококучевых облаков, образуясь на более низкой высоте, обычно ниже 2400 метров.
Слабые конвективные потоки воздуха создают неглубокие слои облаков из-за находящегося выше них более сухого, неподвижного воздуха, предотвращающего их дальнейшее вертикальное развитие.
7. Кучево-дождевые облака (средняя высота - 450-2000 м)
Информация Википедии: Кучево-дождевые облака - это плотные возвышающиеся вертикальные облака, связанные с грозами и атмосферной неустойчивостью, образующиеся из водяного пара, переносимого мощными восходящими воздушными потоками.
Кучево-дождевые облака могут формироваться в одиночку, в виде скоплений или в виде вала со шквалом вдоль холодного фронта. Эти облака способны производить молнии и другие опасные суровые погодные условия, такие как торнадо.
6. Слоисто-дождевые облака (средняя высота - 900-3000 м)
Информация Википедии: Слоисто-дождевые облака обычно порождают выпадение осадков над огромной территорией. Они имеют рассеянную основу, обычно расположенную где-нибудь у близлежащей поверхности на нижних уровнях и на высоте около 3000 метров на средних уровнях.
Несмотря на то, что обычно слоисто-дождевые облака бывают тёмного цвета у основания, они часто подсвечиваются изнутри, если смотреть с поверхности Земли.
5. Высокослоистые облака (средняя высота - 2000-7000 м)
Информация Википедии: Высокослоистые облака - это разновидность облаков среднего яруса, принадлежащих слоеобразной физической категории, которая характеризуется, как правило, однородным слоем, цвет которого варьируется от серого до голубовато-зелёного.
Они светлее, чем слоисто-дождевые облака, и темнее, чем высокие перисто-слоистые. Через тонкие высокослоистые облака можно увидеть Солнце, однако более толстые могут иметь более плотную, непрозрачную структуру.
4. Высококучевые облака (средняя высота - 2000-7000 м)
Информация Википедии: Высококучевые облака - это разновидность облаков среднего яруса, которые принадлежат, преимущественно, стратокучевообразной физической категории, характеризующейся сферическими массами или грядами в слоях или пластинах, отдельные элементы которых больше и темнее, чем у перисто-кучевых облаков, и меньше. чем у слоисто-кучевых облаков.
Однако если слои становятся хлопьевидными из-за повышенной неустойчивости воздушной массы, то высококучевые облака становятся более кучевообразными по своей структуре.
3. Перистые облака (средняя высота - 5000-13.500 м)
Информация Википедии: Перистые облака - это разновидность атмосферного облака, обычно характеризующегося тонкими, нитеобразными волокнами.
Нити облака иногда образуются в пучки характерной формы, известной под общим названием "кобыльи хвосты". Перистые облака обычно имеют белый или светло-серый цвет.
2. Перисто-слоистые облака (средний уровень - 5000-13.500 м)
Информация Википедии: Перисто-слоистые облака - это разновидность тонких, белесоватых слоистых облаков, состоящих из ледяных кристаллов. Их трудно обнаружить, и они способны формировать гало, когда принимают форму тонкого перисто-слоистого туманообразного облака.
1. Перисто-кучевые облака (средняя высота - 5000-13.500 м)
Информация Википедии: Перисто-кучевые облака - это одна из трёх основных разновидностей тропосферных облаков верхнего яруса (два других - перистые и перисто-слоистые облака). Как и кучевообразные облака более низких ярусов, перисто-кучевые облака означают конвекцию.
В отличие от других высоких перистых и перисто-слоистых, перисто-кучевые состоят из небольшого количества прозрачных капель воды, хотя они и находятся в переохлаждённом состоянии.
Определение облачности производится визуально по 10-балльной системе. Если небо безоблачное или на нем имеется одно или несколько небольших облаков, занимающих менее одной десятой части всего небосвода, то облачность считается равной 0 баллов. При облачности, равной 10 баллам, все небо закрыто облаками. Если облаками покрыто 1/10, 2/10, или 3/10 частей небосвода, то облачность считается равной соответственно 1, 2, или 3 баллам.
Определение интенсивности света и уровня радиационного фона*
Для измерения освещенности применяются фотометры. По отклонению стрелки гальванометра определяется освещенность в люксах. Можно пользоваться фотоэкспонометрами.
Для измерения уровня радиационного фона и радиоактивной загрязненности используются дозиметры-радиометры ("Белла", "ЭКО", ИРД-02Б1 и др.). Обычно указанные приборы имеют два режима работы:
1) оценка радиационного фона по величине мощности эквивалентной дозы гамма-излучения (мкЗв/ч), а также загрязненности по гаммаизлучению проб воды, почвы, пищи, продуктов растениеводства, животноводства и т.д.;
* Единицы измерения радиоактивности
Активность радионуклида (А) - уменьшение числа ядер радионуклида за опреде-
ленный интервал времени:
[А] = 1 Ки = 3,7 · 1010 расп./с = 3,7 · 1010 Бк.
Поглощенная доза излучения (Д) составляет энергию ионизирующего излучения, переданную определенной массе облучаемого вещества:
[Д] = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.
Эквивалентная доза облучения (Н) равна произведению поглощенной дозы на
средний коэффициент качества ионизирующего излучения (К), учитывающий биоло-
гическое действие различных излучений на биологическую ткань:
[Н] = 1 Зв = 100 бэр.
Экспозиционная доза (X) является мерой ионизирующего действия излучения, еди-
ницей которой является 1 Кu/кг или 1 Р:
1 Р = 2,58 · 10-4 Кu/кг = 0,88 рад.
Мощность дозы (экспозиционной, поглощенной или эквивалентной) - это отношение приращения дозы за определенный интервал времени к величине этого временного интервала:
1 Зв/с = 100 Р/с = 100 бэр/с.
2) оценка степени загрязненности бета-, гамма - излучающими радионуклидами поверхностей и проб почвы, пищи и др. (частиц/мин.·см2 или кБк /кг).
Предельно допустимая доза облучения составляет 5 мЗв /год.
Определение уровня радиационной безопасности
Определение уровня радиационной безопасности проводится на примере использования дозиметра-радиометра бытового (ИРД-02Б1):
1. Установить переключатель режима работы в положение «мкЗв/ч».
2. Включить прибор, для чего установить переключатель «выкл.- вкл.»
в положение «вкл.». Примерно через 60 с после включения прибор готов
к работе.
3. Поместить прибор в то место, где определяется мощность эквивалентной дозы гамма-излучения. Через 25-30 с на цифровом табло высветится значение, которое соответствует мощности дозы гаммаизлучения в данном месте, выраженной в микрозивертах в час (мкЗв/ч).
4. Для более точной оценки необходимо брать среднее из 3-5 последовательных показаний.
Показание на цифровом табло прибора 0,14 означает, что мощность дозы составляет 0,14 мкЗв/ч или 14 мкР/ч (1 Зв = 100 Р).
Через 25-30 с после начала работы прибора необходимо снять три последовательных показания и найти среднее значение. Результаты оформить в виде табл. 2.
Таблица 2. Определение уровня радиации
Показания прибора |
Среднее значение |
||||
мощности дозы |
|||||
Оформление результатов микроклиматических наблюдений
Данные всех микроклиматических наблюдений фиксируются в тетради, а затем обрабатываются и оформляются в виде табл. 3.
Таблица 3. Результаты обработки микроклиматических
наблюдений
Температу- |
||||||||||||||||
ра воздуха |
Температу- |
Влажность |
||||||||||||||
на высоте, |
ра воздуха, |
воздуха на |
||||||||||||||
высоте, % |
||||||||||||||||
г) 680 мм рт. ст. 2. Средние месячные температуры высчитываются: а) по сумме среднесуточных температур; б) делением суммы средних суточных температур на число суток в месяце; в) от разницы сумы температур предыдущего и последующего месяцев. 3. Установите соответствие: давление показатели а) 760 мм рт. ст.; 1) ниже нормы; б) 732 мм рт. ст.; 2) нормальное; в) 832 мм рт. ст. 3) выше нормы. 4. Причиной неравномерного распределения солнечного света по земной поверхности является: а) удаленность от Солнца; б) шарообразность Земли; в) мощный слой атмосферы. 5. Суточная амплитуда – это: а) общее количество показателей температуры в течение суток; б) разница между наибольшими и наименьшими показателями температуры воздуха в течение суток; в) ход температур в течение суток. 6. С помощью какого прибора измеряется атмосферное давление: а) гигрометра; б) барометра; в) линейки; г) термометра. 7. Солнце бывает в зените на экваторе: а) 22 декабря; б) 23 сентября; в) 23 октября; г) 1 сентября. 8. Слой атмосферы, где происходят все погодные явления: а) стратосфера; б) тропосфера; в) озоновый; г) мезосфера. 9. Слой атмосферы, не пропускающий ультрафиолетовые лучи: а) тропосфера; б) озоновый; в) стратосфера; г) мезосфера. 10. В какое время летом при ясной погоде наблюдается наименьшая температура воздуха: а) в полночь; б) перед восходом Солнца; в) после захода Солнца. 11. Высчитайте АД горы Эльбрус. (Высоту вершин найдите на карте, АД у подножия горы возьмите условно за 760 мм рт. ст.) 12. На высоте 3 км температура воздуха = - 15 ‘C, чему равна температура воздуха у поверхности Земли: а) + 5’C; б) +3’C; в) 0’C; г) -4’C.
1 вариант Установите соответствие: давление показатели а) 749 мм рт.ст.;1) ниже нормы;
б) 760 мм рт.ст.; 2) нормальное;
в) 860 мм рт.ст.; 3) выше нормы.
Разность между наибольшим и наименьшим значениями температуры воздуха
называется:
а) давлением; б) движением воздуха; в) амплитудой; г) конденсацией.
3. Причиной неравномерного распределения солнечного тепла на поверхности Земли
является:
а) удаленность от солнца; б) шарообразность;
в) разная мощность слоя атмосферы;
4. Атмосферное давление зависит от:
а) силы ветра; б) направления ветра; в) разницы температуры воздуха;
г) особенностей рельефа.
Солнце бывает в зените на экваторе:
Озоновый слой расположен в:
а) тропосфере; б) стратосфере; в) мезосфере; г) экзосфере; д) термосфере.
Заполните пропуск: воздушной оболочкой земли является - _________________
8. Где наблюдается наименьшая мощность тропосферы:
а) на полюсах; б) в умеренных широтах; в) на экваторе.
Расположите этапы нагрева в правильной последовательности:
а) нагрев воздуха; б) солнечные лучи; в) нагрев земной поверхности.
В какое время летом, при ясной погоде, наблюдается наибольшая температура
воздуха: а) в полдень; б) до полудня; в) после полудня.
10. Заполните пропуск: при подъёме в горы атмосферное давление…, на каждые
10,5 м на ….мм рт.ст.
Высчитайте атмосферное давление г. Народная. (Высоту вершин найдите на
карте, АД у подножия гор возьмите условно за 760 мм рт.ст.)
В течение суток были зафиксированы следующие данные:
max t=+2’C, min t=-8’C; Определите амплитуду и среднесуточную температуру.
2 вариант
1. У подножия горы АД составляет 760 мм рт.ст. Каким будет давление на высоте 800 м:
а) 840 мм рт. ст.; б) 760 мм рт. ст.; в) 700 мм рт. ст.; г) 680 мм рт. ст.
2. Средние месячные температуры высчитываются:
а) по сумме среднесуточных температур;
б) делением суммы средних суточных температур на число суток в месяце;
в) от разницы сумы температур предыдущего и последующего месяцев.
3. Установите соответствие:
давление показатели
а) 760 мм рт. ст.; 1) ниже нормы;
б) 732 мм рт. ст.; 2) нормальное;
в) 832 мм рт. ст. 3) выше нормы.
4. Причиной неравномерного распределения солнечного света по земной поверхности
является: а) удаленность от Солнца; б) шарообразность Земли;
в) мощный слой атмосферы.
5. Суточная амплитуда – это:
а) общее количество показателей температуры в течение суток;
б) разница между наибольшими и наименьшими показателями температуры воздуха в
течение суток;
в) ход температур в течение суток.
6. С помощью какого прибора измеряется атмосферное давление:
а) гигрометра; б) барометра; в) линейки; г) термометра.
7. Солнце бывает в зените на экваторе:
2) что можно изобразить на плане местности?
а пришкольный участок
б океан
в Крымский полуостров
г материк
3) какие из перечисленных объектов обозначаются на плане местности линейными знаками?
а реки,озёра
б границы, пути сообщения
в населённые пункты, вершины гор
г полезные ископаемые, леса
4) в каких пределах измеряется географическая широта?
а 0-180"
б 0-90"
в 0-360"
г 90-180"
В разделе на вопрос Что означает показатель облачности в баллах 10/10? Какая при этом видимость на дороге? заданный автором старость
лучший ответ это Количество облаков - степень покрытия неба облаками (в определённый момент или в среднем за некоторый промежуток времени) , выраженная в 10-балльной шкале или в процентах покрытия. Современная 10-балльная шкала облачности принята на первой Морской Международной Метеорологической Конференции (Брюссель, 1853 г.) .
Отдельно определяется общее количество облаков и количество облаков нижнего яруса; эти числа записываются через дробную черту, например 10/4.
В авиационной метеорологии применяется 8-октантная шкала, которая проще при визуальном наблюдении: небо делится на 8 частей (то есть пополам, потом ещё пополам и ещё раз) , облачность указывают в октантах (восьмых долях неба) . В авиационных метеорологических сводках погоды (METAR, SPECI, TAF) количество облаков и высота нижней границы указывается по слоям (от самого нижнего к более верхним) , при этом используются градации количества:
* FEW - незначительные (рассеянные) - 1-2 октанта (1-3 балла) ;
* SCT - разбросанные (отдельные) - 3-4 октанта (4-5 баллов) ;
* BKN - значительные (разорванные) - 5-7 октантов (6-9 баллов) ;
* OVC - сплошные - 8 октантов (10 баллов) ;
* SKC - ясно - 0 баллов (0 октантов) ;
* NSC - нет существенной облачности (любой количество облаков с высотой нижней границы 1500 м и выше, при отсутствии кучево-дождевых и мощно-кучевых облаков) .
Формы облаков
Указываются наблюдаемые формы облаков (латинскими обозначениями) в соответствии с международной классификацией облаков.
Высота нижней границы облаков (ВНГО)
Определяется ВНГО нижнего яруса в метрах. На ряде метеостанций (особенно авиационных) этот параметр измеряется прибором (погрешность 10-15 %), на остальных - визуально, ориентировочно (при этом погрешность может достигать 50-100 %; визуальная ВНГО - самый ненадёжно определяемый элемент погоды) .
Высота верхней границы облаков
Может определяться по данным самолётного и радиолокационного зондирования атмосферы. На метеостанциях обычно не измеряется, но в авиационных прогнозах погоды по маршрутам и районам полётов указывается ожидаемая (прогнозируемая) высота верхней границы облаков.
Источник -Википедия.
Что касается видимости у поверхности земли, то она больше связана не с облачностью, а с осадками или туманом.