Кучевые облака: строение и виды¶

Кучевые облака (лат. Cumulus, сокращённо Cu) — один из основных типов облаков, представляющий собой отдельные плотные облачные массы с плоским тёмным основанием и куполообразной или бугристой вершиной, развивающиеся по вертикали. Относятся к семейству облаков вертикального развития и формируются преимущественно в тёплое время года в результате конвекции — подъёма прогретого у поверхности земли воздуха.

¶Происхождение названия

Термин происходит от латинского cumulus — «куча», «груда», «холм». Название отражает характерный внешний вид облаков: они выглядят как скопления плотных, словно ватных, масс. В русской метеорологической традиции закрепилось название «кучевые», образованное от слова «куча». Латинское обозначение Cumulus было введено в международную классификацию облаков в конце XIX века и с тех пор остаётся неизменным.

¶Условия образования

Кучевые облака возникают при развитии конвекции — вертикального перемещения нагретого воздуха. Необходимыми условиями служат:

• достаточный нагрев земной поверхности, создающий восходящие потоки;
• наличие влаги в воздухе, которая при подъёме конденсируется;
• неустойчивая стратификация атмосферы, при которой тёплый воздух стремится вверх, а холодный опускается.

Высота нижней границы кучевых облаков обычно составляет от 600 до 2000 метров над землёй. Внутри облака наблюдаются восходящие и нисходящие потоки, из-за чего его форма непрерывно меняется.

¶Классификация

В международной классификации выделяют несколько видов кучевых облаков.

Отдельно выделяют кучево-дождевые облака (Cumulonimbus), которые представляют собой дальнейшую стадию развития мощных кучевых облаков и связаны с грозами, ливнями и шквалами.

¶Строение и внешний вид

Типичное кучевое облако имеет уплощённое, относительно тёмное основание, расположенное на одной высоте с основаниями соседних облаков, и ярко освещённую солнцем белую вершину. Основание выглядит темнее из-за того, что через него проходит меньше солнечного света — толща облака поглощает и рассеивает излучение. Вершина, наоборот, отражает свет и кажется ослепительно белой.

Форма облака определяется турбулентностью и направлением воздушных потоков. При слабой конвекции облака невысоки и напоминают комки ваты; при усилении восходящих потоков они вытягиваются вверх и могут достигать больших высот.

¶Роль в погоде

Кучевые облака — индикатор состояния атмосферы. Плоские и средние формы обычно свидетельствуют об устойчивой ясной погоде. Мощные кучевые облака могут перерастать в кучево-дождевые, что предвещает грозы, ливневые осадки, град и усиление ветра. Таким образом, наблюдение за развитием кучевых облаков используется в краткосрочном прогнозировании погоды.

¶Распространение

Кучевые облака наблюдаются практически повсеместно, но наиболее характерны для тёплого сезона и умеренных широт. Над океанами они часто образуются в виде упорядоченных гряд, связанных с ячейками конвекции. Над сушей их появление приурочено к послеполуденным часам, когда земная поверхность максимально прогрета. К вечеру конвекция ослабевает, и облака постепенно рассеиваются.

¶Наблюдения и изучение

Изучение кучевых облаков ведётся с помощью наземных наблюдений, радиозондов, самолётных измерений и спутниковой съёмки. В метеорологии существует отдельное направление — физика облаков, исследующая процессы конденсации, роста капель и формирования осадков. Кучевые облака служат удобным объектом для таких исследований благодаря относительно простой структуре и наглядности.

¶Значение в культуре и искусстве

Кучевые облака — распространённый образ в живописи, поэзии и фотографии. Их изображали пейзажисты, в том числе русские художники-передвижники, передавая состояние летнего неба. В повседневной речи выражение «кучевые облака» часто ассоциируется с ясной, спокойной погодой.

¶Интересные факты

• Масса крупного кучевого облака может достигать нескольких сотен тонн воды.
• Основание облака обычно расположено на уровне конденсации — высоте, где воздух охлаждается до точки росы.
• Над одним и тем же участком местности кучевые облака в течение дня могут неоднократно появляться и исчезать.
• Кучевые облака на других планетах, например на Юпитере и Сатурне, имеют иную природу и состав, но внешне напоминают земные.

Источники: Международный атлас облаков Всемирной метеорологической организации; метеорологические справочники по физике атмосферы; учебные пособия по общей метеорологии.