что такое облака и тучи
Облака
Создав воздушный шар, человек смог дотронуться до облаков и увидеть их совсем не такими, какими они кажутся с земли. Перьевые, кучевые, грозовые, в виде слоников, котов, лошадок, других фигурок. Они проплывают по небу, проливаются дождиком на поля и засыпают города снегом, и кажутся невесомыми. Как появляются эти удивительные атмосферные образования, без которых небо было бы скучным?
Что такое облака
Половина приземного слоя атмосферы покрыта облачной массой. Аналогичное явление – туман, который наблюдается очень низко. Облака же находятся выше и являются результатом конденсации водяного пара. Масса состоит из микроскопических каплей воды и кристаллов льда, которые скапливаются в атмосфере и двигаются под воздействием силы ветра на сотни километров. Изучая атмосферное явление, ученые выяснили, что это атмосферное явление несет в себе более 100 тонн воды.
Кучевые
Глядя в небо, мы видим облака разного оттенка. Иногда они чисто белые, а могут быть сероватыми. Цвет водяной взвеси зависит от плотности водных пузырьков. Чем она выше, тем хуже пропускает солнечные лучи, которые, преломляясь, собираются в световой пучок. Высокая влажность способствует уплотнению взвеси, и тогда облака проливаются на землю дождем. Если влажность невысокая, они рассеиваются, испаряются.
Как образуются облака
Облачная масса формируется за счет испарения воды, капли которой поднимаются с поверхности суши, движимые воздушными потоками. Над морями и океанами процесс происходит активнее. На высоте испарение конденсируются, возникают мельчайшие водные пузырьки и кристаллы льда.
В зависимости от агрегатного состояния воды, определяется характеристика облака. Это плотность, тип, обильность атмосферных осадков, длительность существования, форма. При этом к массе примешиваются разные конденсационные частицы солей, дыма, пыли.
Классификация атмосферного явления определена исследователями еще в XVIII веке. Еще тогда ученые разделили их на разные виды с учетом высоты, распределили по разным ярусам, систематизировали по многообразию форм.
Верхний ярус – самые высокие облака, формирующиеся на высоте 6-18 километров от поверхности земли, из них не выпадают атмосферные осадки:
Средний ярус – располагаются на высоте 3-6 километров, характеризуются смешанным типом состава (водяные пузырьки и ледяные кристаллы). Когда они появляются, в небе обычно пасмурно, выпадающие осадки не достигают поверхности земли:
Нижний ярус – плотная масса сероватого оттенка, из которой появляется мелкий дождик:
Вертикального развития – самый низкий вид, характеризующийся вертикальным, вытянутым относительно земли расположением. Способны приносить ливни, град:
Ниже всех нависают над земной поверхностью кучевые (800 метров). Виды облаков определить очень легко. Если вытянуть руку, сжатую в кулак по направлению облака, и оно будет больше по размеру, значит, это кучевое.
Изучение атмосферного явления позволило ученым выделить из основных типов другие. Так, при вулканических извержениях над вулканом поверх кучевых собираются облака-шапки, к составу которых примешивается пепел и дымовой выброс. А до восхода или заката можно увидеть другой редкий тип, названный «серебристым». Удивительное зрелище представляют линзовидные образования, возникающие над вершинами гор. Их характерная черта – неподвижность даже при сильном ветре.
Чем отличается облако от тучи
Учитывая, что облака состоят из воды и являются аналогом тумана, только располагаются выше, можно с высокой долей вероятности предсказывать погоду. Каждый знает, туча – главная причина проливного дождя или даже грозы. Но ученые этот термин не используют. Разница между тучей и описанными выше атмосферными формированиями в высокой концентрации водяного пара, пузырьков и кристаллов льда. Когда концентрация влаги становится слишком большой, масса уже не может поддерживаться в атмосфере частицами и происходит дождь. Из-за высокой концентрации тучи всегда очень темные, иногда почти черные, через них плохо проходят солнечные лучи.
Облако – это не просто красивый объект в небе, вдохновляющий поэтов на написание романтических произведений. Они играют важную роль в процессе распределения влаги на планете, влияют на формирование погодных условий, спасают население и землю от засухи, лесных пожаров, неурожая. Они переносят влагу в сухие регионы, смягчают переходы между климатическими зонами.
Разница между тучей и облаком
Почему, глядя на небо в один день, мы видим белые, кажущиеся такими мягкими и пушистыми облака, а в другой – грозные, свинцовые тучи, обещающие выпадение обильных осадков, а то и серьезные природные волнения? Из чего состоят эти образования и чем отличается туча от облака? Попробуем в этом разобраться.
Определение
Официального понятия «туча» в метеорологии не существует (в прогнозах упоминается только «облачность»). В разговорной же речи под «тучей» подразумевается особое состояние облаков, когда они превращаются в темные, кажущиеся тяжелыми образования, часто предвещающие грозу.
Тучи
Облако
Облака – наблюдаемые с Земли продукты конденсации частиц воды. Облака различаются по своему составу: они могут содержать водяные капли или кристаллы, а в некоторых случаях – быть смешанными (состоять из воды и кристаллов). Видами облаков являются перистые, высококучевые, кучевые, слоистые и многие другие.
Облака к содержанию ↑
Сравнение
Прежде чем выявить отличие белых облаков от тех, что мы привыкли называть тучами, рассмотрим процесс образования тех и других.
Влажный воздух, движущийся ввысь от поверхности Земли, достигнув верхних слоев атмосферы, начинает расширяться по причине уменьшения давления. Расширяясь, он охлаждается. При определенной температуре (точка росы) влага конденсируется в бесчисленное множество капель, которые обволакивают мельчайшие частицы пыли, летающие в воздухе. Образуется облако. Переохлажденные капли в нем могут превращаться в кристаллы.
Теперь выясним, в какой момент облако преобразуется в тучу. Такие метаморфозы происходят тогда, когда капель становится слишком много. В этом количестве воды и состоит главное отличие тучи от облака. Капли объединяются, тяжелеют и, наконец, не в силах больше удерживаться на высоте, выпадают в виде осадков.
Туча выглядит мрачной, потому что она очень плотная. Солнечным лучам сравнительно легко пройти сквозь облако, где капли или кристаллы не так сближены и способны рассеивать свет. Однако излишки паров в туче свет поглощают, и его значительная часть не доходит до Земли. Это можно сравнить с тем, что при взгляде на Солнце сквозь марлю яркие лучи нас ослепляют, а если поднести к глазам плотную ткань, световые ощущения значительно притупляются.
Перьевых туч на небе мы не увидим, и это еще одно, в чем разница между тучей и облаком. А объяснение такому факту состоит в том, что для высокой концентрации водяных паров требуется значительный объем. Вот и застилают небо целые тучевые «сугробы».
Тучи и облака — чем они отличаются
Для информативного ответа на вынесенный в заголовок вопрос читателю придётся частично углубиться в такую специфическую отрасль человеческого знания как метеороло́гия, которая занимается научно-прикладными исследованиями, изучающими строение/свойства земной атмосферы и особенности совершающихся в ней физико-химических процессов.
О важности определений
Начнём с того, что термин «облако» имеет хождение в научной среде, а вот термин «туча» там отсутствует как класс. В метеорологии под облаком понимается видимая глазом гетерогенная система (аэрозоль) из продуктов конденсации паров воды в виде капель либо кристалликов льда (оба образования именуют «облачными элементами»).
В этом месте следует сделать важное замечание касательно жидкой воды, содержащейся в облаке в виде микрокапель, поскольку это не совсем «обычная» вода — и совершить небольшой экскурс в физику. Известно, что капля жидкости приобретает шарообразную форму под действием силы поверхностного натяжения, а вода как жидкость имеет аномально-высокое значение этой характеристики. Чем меньше размер капли и тем самым выше величина кривизны поверхности, тем под большим капиллярным (или лапласовым — по имени открывшего этот закон Пьер-Симона Лапласа) давлением находится микрокапля, причём для самых мелких микрокапель величина этого давления достигает поистине чудовищных величин, при которых вода начинает весьма ощутимо сжиматься, а её плотность — расти.
Когда из-за укрупнения облачные элементы становятся столь велики, что восходящие потоки воздуха уже не могут скомпенсировать скорости их падения, они ускоряются к поверхности земли — однако в зависимости от условий могут как дополнительно укрупниться (именно так получается град «недетских» размеров), так и полностью испариться (отсюда берёт своё происхождение феномен так называемого «сухого дождя»).
Вообще, существует три типа строго-научной классификации облаков: морфологический (по их внешнему виду), генетический (по типу их происхождения и характеру образования) и микрофизический (по агрегатному состоянию, размеру облачных элементов и т.п.) Заинтересовавшегося читателя отошлём к специализированной литературе, но напоследок отметим, что в одной только лишь морфологической системе с её визуальной классификацией существует десять основных форм облаков, дополнительно подразделяющихся на виды и разновидности — но люди «обычные» специальную литературу как правило не открывают и во все подобные тонкости совершенно не вникают, а пользуются сугубо бытовыми определениями, проистекающими из их повседневного опыта.
Откуда взялась туча
Искать ответ на этот вопрос следует в этимологии слова «туча» и производных от него, а также случаях их языкового употребления: «тучный» (об излишне полном человеке), «мрачный как туча» (о плохом настроении), «тучи пепла» (о клубящихся массах пыли) и так далее. Отсюда становится видно, что под тучей типично понимается большое (крупнее обычно встречающегося), преимущественно тёмное облако, приносящее с собой ту или иную интенсивную форму осадков (град, дождь или снег).
Взаимная связь между цветом/плотностью и осадками достаточно очевидна: несущее в себе большее количество воды (в любой агрегатной форме) облако рассеивает и поглощает падающий на него солнечный свет заведомо сильнее обычного, «рядового» облака — причём величина светопоглощения типично напрямую связана с обильностью либо долговременностью возможных осадков. Отсюда же берётся связь и с атмосферными явлениями «катастрофического» характера — грозой либо градом.
Резюме
Термин «облако» имеет научное хождение, в то время как «туча» является простонародным наименованием определённых типов/видов облаков, причём полностью однозначного соответствия в вопросе «какое облако назовут или не назовут тучей» не существует;
Бытовое и зачастую полностью интуитивное разграничение определений между «туча» и «облако» базируется на внешних очевидных признаках, относящихся в первую очередь к визуальной видимости (туча должна быть хорошо очерчена или же чем-то резко выделяться), размеру (чем больше — тем очевиднее, что речь пойдёт о туче), цвету/плотности (чем плотнее и темнее выглядит облако, тем выше вероятность того, что его назовут тучей) и приносимым осадкам в той или иной форме, включая их интенсивность (гроза, ливень).
Что такое облака и тучи
Вы знаете, как появляются облака, почему одни становятся тучами, а другие так и остаются пышными белоснежными барашками? Об этом расскажет наша удивительная новинка «Облака. Наблюдаем и изучаем» — она для настоящих любителей облаков и почемучек всех возрастов.
Почему облака белые, а тучи черные, как рождаются облака и миражи и правда ли, что есть Общество любителей облаков? Рассказываем.
Это девиз Общества любителей облаков (The Cloud Appreciation Society) — международной организации, основанной в 2004 году в Англии Гэвином Претором-Пиннеем. Она объединяет 30 000 любителей облаков из 94 стран. Это люди, которые мечтают открыть красоту облачного неба окружающим. Присоединяйтесь!
Как рождается облако?
Когда горячий воздух смешивается с холодным, он остывает и может достигнуть точки росы. Происходит конденсация. Водяной пар, оседая на частичке в воздухе, превращается в капли или кристаллы льда, которые, собираясь вместе, и образуют облако.
Чаще всего это происходит, когда горячий воздух поднимается от земли и наверху — в атмосфере — встречает холодный. Похожее на облако явление можно наблюдать и у поверхности земли. Земля или вода, нагретая днем, остывает медленнее воздуха. При соприкосновении холодного ночного воздуха с теплым воздухом у поверхности земли или воды образуется туман.
Иллюстрация из книги «Облака»
Почему облака белые, а тучи черные
Если облака состоят из капель, почему они белые? Потому что облачные элементы отражают свет: кристаллы и капли блестят в лучах солнца. И чем меньше элементы по размеру и чем их больше по количеству, тем белее облако.
Серые, сизые и черные грозовые облака состоят из тех же капель. Просто они — при сильной облачности — могут отбрасывать тень друг на друга (и даже на самих себя), поэтому и кажутся более темными. Бывают также более плотные облака — они состоят из крупных кристаллов и капель, поэтому лучи солнца не могут сквозь них проникнуть. Они кажутся темными и зловещими, если смотреть с земли.
Иллюстрация из книги «Облака»
Как образуется мираж
Облако образуется, когда теплый воздух поднимается вверх. Этот горячий восходящий воздушный поток называется термик. На нем парят птицы и планеры.
Термик можно увидеть, если жарким днем посмотреть на асфальтированную дорогу. Кажется, что воздух над асфальтом подрагивает, а дорога будто покрыта лужами. Это явление называется мираж.
Облака — это не просто ватные клочья, которые закрывают солнце. Они не менее прекрасны, чем звезды. Прочитав эту книгу, вы убедитесь сами.
Почему облака отличаются от туч
Все мы знаем, что облака – это взвешенные частички водяного пара или кристаллики льда, которые сконденсировались на ионах воздуха. То есть крупицы воды испаряется с земной поверхности, а затем, объединившись, образуют облачную массу, либо наоборот, переходя из более тёплых в более холодные слои атмосферы, водяные пары конденсируются и образуют то, что мы называем облаками. Исследователи утверждают, что и в облаках и в тучах присутствуют оба состава – и мельчайшие капельки воды (преимущественно, при температуре выше минус 10 градусов Цельсия), и кристаллики льда (ниже минус 15 градусов по шкале Цельсия). Так чем же, при одинаковом составе, отличаются тучи от облаков?
Давайте посмотрим на этот феномен с чисто человеческой точки зрения: как мы отличаем облако от тучи? Все мы знаем, что туча – синяя. Это означает, что они плохо пропускает солнечный свет, а тот свет, который проходит через неё раскладывается на лучи, преимущественно, синей части светового спектра из-за особенностей преломления света на молекулах воды. Это первое отличие.
Второе отличие заключается в том, что тучи часто приводят к дождям и грозам. Вспомните, как часто говорят: «Ух! Какая чёрная туча на горизонте – скоро будет гроза!»
Что это означает? А только то, что количество воды в тучах превосходит количество воды в облаках, вследствие чего избыток влаги выпадает в виде различных осадков: дождя, снега или града.
И третье: тучи никогда не бывают перьевыми. Это происходит из-за того, что большая концентрация воды может достигаться в только большем объёме, хотя это и потребует большей массы водяного пара. Поэтому все тучи имеют форму объёмного сугроба.
Вот мы и подошли к качественному объяснению различия тучи и облака: из-за большей концентрации водяных паров и сконденсировавшегося пара в туче, она, во-первых, способна вылить на наши головы сотни литров жидкости, а, во-вторых, туча, из-за всё того же излишка паров плохо пропускает солнечный свет. Это всё равно, что смотреть на Солнце через два вида ткани. Через кусок лёгкой марли, к примеру, свет виден отлично, он почти не тускнеет. Но если Вы взгляните на Солнце через плотный хлопок, то увидите, что световые ощущения заметно притупились, и Вас уже почти не слепят солнечные лучи. То же самое происходит и с тучей – она, как та самая хлопковая ткань, задерживает распространение света, вследствие чего, мы видим тучу тёмно-синей, иногда даже чёрной.
Вот почему тучи и облака, имея в себе одни и те же вещества различаются как внешне, так и по своим свойствам.