Облака – это скопление мельчайших капелек воды. Это влага, которая испарилась с земли под нагревом солнечных лучей и поднялась вверх. На разной высоте облака создают причудливые формы, могут быть совсем маленькими или гигантскими. А ещё по ним можно определить, какая погода нас ждёт. Рассказываем детям простыми словами, как образуются облака.
Вы когда-нибудь видели, как над носиком закипающего чайника или над чашкой с горячим чаем появляется белый «дымок»? На самом деле, это пар – крошечные капельки воды. При нагревании они начинают так быстро двигаться, что отрываются от основной массы жидкости, их подхватывает тёплый воздух и начинает поднимать вверх. Так и образуется пар. Дома его можно увидеть ещё и в утюге или паровой швабре.
В природе пар встречается тоже очень часто. Это, к примеру, туман, который можно увидеть летом рано утром, он бывает, как правило, там, где рядом есть река или озеро. Появляется пар над большими и шумными водопадами, в местах, где из-под земли бьют горячие источники воды.
Даже радуга – это тоже проявление пара в воздухе. В капельках отражаются лучи солнца, и появляется разноцветная дуга.
Именно так и образуются облака. Вода испаряется, то есть поднимается в воздух с поверхности земли, чем выше, тем холоднее становится температура вокруг. Молекулы воды – самые маленькие частички – замедляют своё движение, становятся плотнее, собираются в более крупные капельки. И облако становится белым, чем больше в нём частиц воды, тем оно крупнее и плотнее. Это явление называется конденсация. Ты с ним тоже сталкивался, и не раз.
Например, если выдохнуть тёплый влажный воздух изо рта на холодное стекло, то сначала оно станет непрозрачным – это пар его таким делает, но, попав на стекло, молекулы воды остывают и собираются в капельки. И ты уже видишь, как они стекают по запотевшему стеклу. А если за окном будет большой мороз, то капельки пара превратятся не в воду, а в лёд, и создадут красивый узор.
То же самое происходит в облаке. Если температура воздуха вокруг не слишком низкая, образуются капли воды и из облака прольётся небольшой дождик. Если очень холодно – появятся снежинки.
Почему вода поднимается вверх
В природе так устроено, что тёплый воздух легче и он стремится подняться вверх, а холодный – тяжелее, соответственно, он опускается вниз. Откуда на Земле берётся тепло?
Внутри нашей планеты находится раскалённое ядро, но его тепло до поверхности земли не доходит. Зимой ведь в холодных странах почва промерзает на несколько метров в глубину.
Всё дело в том, что поверхность Земли согревают солнечные лучи. Они почти не греют прозрачный воздух, а вот плотную, тёмную почву нагревают сильно. Вспомни, иногда даже невозможно наступить босой ногой на песок на пляже – так горячо.
Именно от поверхности земли воздух нагревается и начинает подниматься вверх.
Но чем дальше от земли, тем меньше тепла, воздух остывает и возвращается обратно. Поэтому вся воздушная оболочка – атмосфера нашей планеты – наполнена воздушными потоками, которые движутся в разные стороны.
Летом, когда солнца много, земля тёплая, влага с неё легко испаряется, а воздух активно нагревается, белоснежных облаков в высоком голубом небе бывает довольно много. Зимой же их значительно меньше, а вот тёмные, тяжёлые тучи – преобладают, к ним мы ещё вернемся позже.
Ещё воздух поднимается вверх, если встречает на своём пути высокие преграды – холмы, горы, небоскрёбы. Огибая их, он вынужден двигаться вверх, поднимая вместе с собой и пар. Очень часто такие облака повисают и скрывают вершину горы. У подножия может быть пасмурно, а на вершине, над скоплением пара, будет сиять солнце. Если ты летал в самолёте, то тоже наблюдал похожую картину.
Сколько весят облака
Ты, наверное, удивился, прочитав, что тёплый воздух легче холодного: разве у воздуха есть вес? Да, на нашей планете у всего есть свой вес, просто у одних веществ он очень маленький, у других средний, а у третьих – большой.
У воды тоже есть вес – масса. Хотя мерить воду принято объёмом и в литрах, мы знаем, что вес одного литра воды равен одному килограмму. Конечно, у пара объём может быть большой, а масса маленькая, но сколько же весит облако, ведь оно может достигать нескольких километров в длину или высоту?
Давай сначала разберём, в каком именно виде влага парит по небу. Существует три варианта.
- Водяные скопления. Если температура воздуха не ниже -10 ℃, то молекулы воды в них не замерзают.
- Смешанные. При температуре от -10 до - 15 ℃ часть капелек превращается в льдинки, а другая всё ещё остаётся жидкой.
- Ледяные или кристаллические. Если мороз достигает показателей ниже - 15 ℃, вся вода становится кристалликами льда.
В самом начале образования облачка молекулы воды собраны в такие микроскопические капельки в один микромиллиметр. Знаешь одно маленькое деление на линейке – миллиметр? Вот его нужно поделить на тысячу. Чем дольше пар находится в воздухе, тем больше укрупняются капельки. Когда их размер достигает 50–200 микромиллиметров, отдельные капельки начинают падать, а на земле это выглядит, как мелкий дождик.
Настоящий дождь состоит из более крупных капелек – размером от 500 до 5000 микромиллиметров. Это уже почти полсантиметра!
Если облако ледяное, то кристаллы в нём могут быть не только разной величины, но и формы. Например:
- в виде пирамидок,
- пластин,
- столбиков,
- иглообразных видов.
Когда они объединяются, мы видим красивые и невероятно нежные снежинки.
Сколько же всё-таки весит облако? Если взять пустой кубик со сторонами в один сантиметр и наполнить его водяным паром, то там окажется несколько сотен микрокапелек воды, а кристалликов льда – около десяти.
Учитывая гигантские размеры каждого такого скопления, вес воздушного «пушистика» может достигать одной или нескольких тонн. Столько весит, к примеру, маленький автомобиль, молодой слон или бегемот.
Как облака летают и не падают
Если сравнить размеры облака и воздуха, в котором они парят, выяснится, что масса первых намного меньше, это и позволяет им не просто оставаться на большой высоте, но и перемещаться. Естественно, делают они это с помощью разных воздушных масс, потоков и ветров. Воздушные массы бывают тёплыми и холодными, они влияют на климат на нашей планете. Также им свойственно передвигаться, унося за собой и скопления водяного пара.
Когда движение ветра в большой воздушной массе быстрое, мы увидим, что облака быстро плывут в одну сторону, а иногда они просто несутся по небу. В дни затишья они подолгу остаются на одном месте.
Бывает и такое, что одно и то же облако может двигаться то в одну, то в другую сторону. Или разные облака могут перемещаться одновременно в разных направлениях. С земли может казаться, что они рядом, а на самом деле их разделяют километры атмосферы.
Ты же помнишь про три вида облаков – водяные, смешанные и ледяные? Масса у каждого вида отличается, поэтому одни будут располагаться в толще воздуха ниже, а другие выше. Это зависит ещё и от времени года, когда воздух теплее или холоднее.
Например, летом водяные облака будут ближе к земле, смешанные выше, и совсем высоко окажутся ледяные. А зимой в нижнем слое воздуха могут встречаться и водяные, и ледяные виды.
Какие бывают облака
По типу формирования и строения скопления пара делят на 10 основных видов. Давай поближе познакомимся с каждым из них.
- Кучевые облака. Именно они способны приобретать форму знакомых животных или предметов. Они плотные, крупные, молочно-белого цвета, а края округлые, словно шерсть у барашка. Формируются на высоте около 1–5 километров над землёй.
- Слоистые облака. Из названия понятно, что они располагаются однородным слоем на большом участке либо занимают всё видимое пространство неба. Напоминают туман, более прозрачны, располагаются на высоте всего 100–400 метров над землёй.
- Слоисто-кучевые облака. Смешанный тип, который состоит из большого количества воды, поэтому имеет серый оттенок. Это может быть множество небольших «барашков», разделённых редкими просветами. Располагаются на высоте около 3 километров.
- Высокослоистые облака. Это серая или даже синеватая однородная пелена на высоте порядка 6 километров над землёй. В своём составе эти облака содержат преимущественно кристаллы. Создают пасмурную погоду.
- Высококучевые облака. Именно ими мы чаще всего любуемся летом на фоне высокого и ярко-синего неба. Плывут на высоте 7–8 километров над землёй, могут быть не только «барашками», но и выглядеть, как пластины, разорванные хлопья.
- Перистые облака. Их длинные и тонкие нити действительно напоминают перья загадочных гигантских птиц. Иногда похожи на пушистые грядки, волокнистые нити. Состоят из кристаллов, замёрзших на высоте свыше 9 километров над землёй.
- Перисто-кучевые облака. Они формируются ниже, в 6 километрах от земли. Барашки мелкие и складываются в вытянутые нити. Состоят тоже из льдинок, поэтому поблёскивают по краям и могут создавать радугу.
- Перисто-слоистые облака. Это белая пелена, хоть и почти однородная, она хорошо пропускает свет солнца и даже отблески луны, поэтому не делает погоду мрачной.
- Слоисто-дождевые облака. С этими тёмно-серыми, непроницаемыми для солнца, низко висящими над землёй «ребятами» всё понятно из названия. Они затягивают всё небо без просвета. Воды в них так много, что они становятся тёмными и проливаются дождями.
- Кучево-дождевые облака. Плотные, тёмно-серые, растущие в высоту на много километров гигантские скопления клубов пара. Могут заполнять всё небо или складываться в протяжённые линии. Несут в себе ливни, грозы с молниями и разрушительными градами.
Если научиться различать все виды облаков, можно не смотреть прогноз погоды. Всё уже нарисовано облаками в небе.
Что такое тучи
А что же с тучами? Это такие же облака, только очень большие и очень тёмные, почти чёрные. В науке слово «туча» не используют, это просторечное название. Они очень плотные от воды и всегда несут осадки – дождь или снег. А вот тёмные они только снизу, потому что не пропускают лучи солнца, да ещё и отбрасывают тень друг на друга. Если подняться на самолёте и посмотреть на них сверху, они будут белоснежными.
Стань знатоком погоды
Хочешь по одному взгляду на небо определять, какая погода ждёт нас в ближайшие часы? Тогда запомни несколько простых правил:
- Если облака белые и похожи на вату, будет солнечно, без осадков.
- Если лёгкие виды начинают снижаться, уплотняться и расти ввысь, значит, в ближайшие 12 часов вполне возможен дождь.
- Слоистые хоть и не пропускают свет, но редко грозят настоящим дождём, в крайнем случае, будет большая влажность или морось – мельчайшие капельки воды в воздухе.
- А вот тёмные, высокие виды не намекают, а прямым текстом рекомендуют прихватить с собой зонт, а то и вовсе переждать непогоду дома.
Самые необычные облака
Мы подробно разобрали виды, которые встречаются во всех уголках планеты и довольно часто. Но бывают в атмосфере редкие явления, назовём самые интересные из них:
- Утренняя глория. Это низкая гряда белого цвета, которая бывает в Австралии. Она висит почти у самой земли или воды – не выше 200 метров, а в длину тянется на много километров. Учёные до сих пор не разгадали тайну Утренней глории, может, это сделаешь ты?
- Валовое облако, или грозовой воротник. Это грозовая разновидность Утренней глории и наблюдать её не так приятно. Чёрная гряда прячет внутри шквалы, ливни и грозы.
- Эффект «Фолстрик» (Fallstreak). Это большие округлые дыры в сплошных видах облаков. Образуются из-за падения льдинок.
- Лентикулярные облака. Они очень красивые, похожие на линзы или воронки. Часто, как фантастические шапки, формируются над вершинами высоких гор.
- Облака Кельвина-Гельмгольца. Потрясающее явление, напоминает морскую волну, как её рисуют дети, с закрученными барашками. Встречаются в моменты столкновения разных потоков воздуха.
- Грибовидные выбросы пара. Они формируются над вулканами, когда те взрываются и извергают клубы горячего влажного воздуха.
- Медузы. Они похожи ещё и на плавающие острова из фильма «Аватар». Их образованию способствует столкновение влажного и сухого воздушных пластов.
- Вымеобразные облака. Насколько впечатляющие, настолько и редкие. Тропические циклоны помогают сформироваться ячейкам в виде округлых «сумок». Увидеть такое можно раз в 5 лет.
- Перламутровые облака. Самые высокие и очень редкие. Наполненные льдинками, они отражают лучи восходящего или заходящего солнца и переливаются всеми цветами радуги.
Теперь ты настоящий специалист и хорошо разбираешься в облаках. Это поможет тебе лучше понимать происходящее в природе, осмыслить такое явление, как круговорот воды – когда влага испаряется с земли, а потом, побыв облаками, возвращается обратно в виде дождя или снега.
А ещё ты всегда сможешь определить, как одеться по погоде, и нужен ли тебе зонтик.
