Войти
Небо, заполненное многими типами перистых облаков, сопровождаемых перисто-кучевыми облаками вверху в центре и вверху справа Cirrus (классификация облаков символ: Ci ) - это род атмосферных облаков, обычно характеризующихся тонкими тонкими прядями, что дало этому типу название от латинское слово cirrus, означающее локон или вьющуюся прядь волос. Такое облако может образовываться на любой высоте от 5000 до 13 700 м (от 16 500 до 45 000 футов) над уровнем моря. Нити облаков иногда появляются в пучках отличительной формы, называемой общим названием «кобыльи хвосты».
С поверхности Земли перистые облака обычно кажутся белыми или светло-серыми по цвету ; они образуются, когда водяной пар подвергается осаждению на высоте более 5500 м (18000 футов), в регионах с умеренным климатом и выше 6400 м (21000 футов) в тропические. Они также образуются из истока тропических циклонов и из наковальней кучево-дождевых облаков. Они также прибывают раньше связанных с этими штормами фронтальных систем, вероятно, предвещая ухудшение погодных условий. Хотя эти облака указывают на приход осадков, сами по себе эти облака образуют не более полос, кристаллы льда которых испаряются в более теплом и сухом воздухе, не достигая уровня земли..
Перистые облака с приводом от струйного потока могут вырасти достаточно долго, чтобы простираться через континенты, оставаясь при этом глубиной всего несколько километров. Взаимодействие видимого света с кристаллами льда в них дает, ниже, оптические явления, такие как солнечные псы и ореолы. Известно, что Cirrus повышает температуру (из-за тепла, выделяемого при замерзании водяного пара ) воздуха под основным облачным слоем в среднем на 10 ° C (18 ° F), когда отдельные волокна становятся настолько обширные, что их практически невозможно отличить друг от друга, они образуют слой высокого облака, называемый cirrostratus. Конвекция на больших высотах может привести к образованию другого высокогорного рода облаков, перисто-кучевых облаков, с узором из небольших пучков облаков, содержащих капли переохлажденных вода. Некоторые полярные стратосферные облака могут напоминать перистые облака, а серебристые облака обычно имеют структуру, аналогичную перистым.
Перистые облака также образуются в атмосферах других планет, включая Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, и их видели даже на Титане, одном из больших спутников Сатурна. Некоторые из этих внеземных перистых облаков состоят из аммиака или метанового льда, как и земного водяного льда. (Термин перистые облака также применяется к некоторым межзвездным облакам, состоящим из частиц пыли.
Перисто-кучевые облака сливаются с перисто-кучевыми облаками облака Толщина перистых облаков колеблется от 100 м (330 футов) до 8000 м (26000 футов), при средней толщине 1500 м (4900 футов). В среднем имеется 30 кристаллов льда на литр (110 на галлон), но это колеблется от одного кристалла льда на 10000 литров (3,7 кристалла льда на 10000 галлонов США) до 10000 кристаллов льда на литр (37000 кристаллов льда на галлон США), то есть разница в восемь порядков. Len Длина каждого из этих кристаллов льда обычно составляет 0,25 миллиметра, но их длина варьируется от 0,01 миллиметра до нескольких миллиметров. Кристаллы льда в инверсионных следах намного меньше, чем кристаллы в естественном перистом облаке, так как их длина составляет от 0,001 мм до 0,1 мм. Перистые облака могут иметь разную температуру от -20 ° C (-4 ° F) до -30 ° C (-22 ° F).
Кристаллы льда в перистых облаках имеют разные формы в дополнение к разным размерам. Некоторые формы включают сплошные колонны, полые колонны, тарелки, розетки и скопления различных других типов. Форма кристаллов льда определяется температурой воздуха, атмосферным давлением и перенасыщением льда. Перистые облака в регионах с умеренным климатом обычно имеют форму, разделенную по типу: колонны и пластины, как правило, находятся в верхней части облака, тогда как розетки и конгломераты имеют тенденцию быть ближе к основанию. В северном Арктическом регионе перистые облака обычно состоят только из столбов, пластин и скоплений, и эти кристаллы имеют тенденцию быть как минимум в четыре раза больше минимального размера. В Антарктиде перистые облака обычно состоят только из столбиков, и эти столбики намного длиннее, чем обычно.
Полосы падения в перистых облаках Ученые изучили характеристики перистых облаков, используя несколько различных методов. Один, Light Detection and Ranging (LiDAR), дает очень точную информацию о высоте, длине и ширине облака. Переносимые на воздушном шаре гигрометры дают информацию о влажности перистого облака, но недостаточно точны для измерения глубины облака. Радиолокационные устройства предоставляют информацию о высоте и толщине перистых облаков. Еще один источник данных - спутниковые измерения программы Stratospifer Aerosol and Gas Experiment (SAGE). Эти спутники измеряют, где инфракрасное излучение поглощается в атмосфере, и если оно поглощается на перистых высотах, то предполагается, что в этом месте есть перистые облака. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) Спектрорадиометр изображения со средним разрешением (MODIS) также предоставляет информацию о перистых облаках, измеряя отраженное инфракрасное излучение различных частот во время день. Ночью он определяет перистый покров, обнаруживая инфракрасное излучение Земли. Облако отражает это излучение обратно на землю, таким образом позволяя спутникам видеть «тень», которую оно отбрасывает в космос. Визуальные наблюдения с самолета или с земли предоставляют дополнительную информацию о перистых облаках.
Cirrus fibratus clouds На основании данных, полученных из США с использованием этих методов, перистый покров облаков меняется в течение суток и сезонно. Исследователи обнаружили, что летом, в полдень, покров самый низкий, в среднем 23% площади суши США покрыто перистыми деревьями. Около полуночи облачность увеличивается примерно до 28%. Зимой покров перистых облаков от дня к ночи существенно не менялся. Эти проценты включают ясные дни и ночи, а также дни и ночи с другими типами облаков, а также отсутствие перистого облачного покрова. Когда эти облака присутствуют, типичное покрытие составляет от 30% до 50%. По спутниковым данным, перистые облака покрывают в среднем от 20% до 25% поверхности Земли. В тропических регионах это облако покрывает около 70% площади поверхности региона.
Перистые облака часто образуют волосовидные нити - похожие на virga, образующиеся в облаках жидкость-вода, называемые полосы падения, и они состоят из более тяжелых кристаллов льда, падающих из облака. Размеры и форма полос падения определяются сдвигом ветра.
Подвид перистых облаков cirrus uncinus Cirrus бывает четырех различных видов; Cirrus castellanus, fibratus, spissatus и uncinus; каждый из которых делится на четыре разновидности: intortus, vertebratus, radiatus и duplicatus. Cirrus castellanus - это вид, у которого есть кучевидные вершины, вызванные высотной конвекцией, поднимающейся от основного тела облака. Cirrus fibratus выглядит полосатым и является наиболее распространенным видом циррусов. Облака Cirrus uncinus имеют крючковидную форму, которую обычно называют кобыльим хвостом. Из всех разновидностей Cirrus intortus имеет чрезвычайно искаженную форму, а cirrus radiatus имеет большие радиальные полосы перистых облаков, тянущихся по небу. Волны Кельвина – Гельмгольца представляют собой форму перистых облаков, которые были закручены в петли из-за вертикального сдвига ветра.
Перистые облака образуются, когда водяной пар подвергается отложению на на больших высотах, где атмосферное давление находится в диапазоне от 600 мбар на высоте 4000 м (13000 футов) над уровнем моря до 200 мбар на высоте 12000 м (39000 футов) над уровнем моря. Эти условия обычно возникают на передней кромке теплого фронта. Поскольку влажность на таких больших высотах низкая, представители этого рода обычно очень редкие. Перистые облака состоят из кристаллов льда, которые образуются в результате замерзания переохлажденных водяных капель в регионах, где температура воздуха ниже -20 ° C или -30 ° C. Циррусовые облака обычно возникают в хорошую погоду. Они образуются, когда вода достаточно высока, чтобы замерзнуть и превратить капли воды в лед. Иногда они могут быть вызваны турбулентностью и сдвигом ветра или конвекцией в верхних слоях тропосферы. Иногда они похожи на раздувшиеся ледяные кристаллы, растекающиеся с вершины умирающих кучево-дождевых облаков.
Огромный щит из перистых облаков, сопровождающих западную сторону урагана Изабель Перистые облака образуются из тропических циклонов, и обычно его можно увидеть, как разветвляются веером ураганов. Большой щит из перистых и перисто-слоистых пород обычно сопровождает высотный отток ураганов или тайфунов, и они могут образовывать нижележащие полосы дождя - а иногда даже глаз - трудно обнаружить на спутниковых фотографиях.
Перистые облака в наковальне Грозы могут образовывать плотные перистые облака на своих вершинах. Когда кучево-дождевое облако во время грозы растет вертикально, жидкие капли воды замерзают, когда температура воздуха достигает точки замерзания. наковальня принимает свою форму, потому что температурная инверсия в тропопаузе предотвращает подъем теплого влажного воздуха, образующего грозу, выше, создавая тем самым плоскую вершину. В тропиках эти грозы иногда производят обильное количество перистых облаков на своих наковальнях. Высокогорные ветры обычно выталкивают этот плотный мат в форму наковальни, которая тянется по ветру на несколько километров.
Отдельные образования перистых облаков могут быть остатками наковальней, образованных грозами. На стадии рассеивания кучево-дождевого облака, когда обычный столб, поднимающийся к наковальне, испарился или рассеялся, все, что осталось, - это перистая пыль на наковальне.
Инверсионные следы представляют собой искусственный тип перистого облака, образующегося, когда водяной пар из выхлопных газов реактивного двигателя конденсируется на частицах, которые поступают либо из окружающего воздуха, либо из самих выхлопов, и замерзает, оставляя за собой видимый след. Выхлопные газы также могут вызвать образование перистых облаков, выделяя ледяные ядра, когда естественного поступления в атмосферу недостаточно. Одно из воздействия авиации на окружающую среду заключается в том, что устойчивые инверсионные следы могут образовывать большие скопления перистых облаков, и увеличение воздушного движения было задействовано как одна из возможных причин увеличения частоты и количества перистых облаков в атмосфере Земли.
Символы карты погоды с высокой облачностью Случайные изолированные перистые облака не имеют особого значения. Большое количество перистых облаков может быть признаком приближающейся фронтальной системы или нарушения верхних слоев атмосферы. Это сигнализирует об изменении погоды в ближайшем будущем, которая обычно становится более бурной. Если облако представляет собой cirrus castellanus, на большой высоте может быть нестабильность. Когда облака сгущаются и расширяются, особенно когда они принадлежат к разновидности cirrus radiatus или cirrus fibratus, это обычно указывает на приближение погодного фронта. Если это теплый фронт, перистые облака распространяются на перисто-слоистые, которые затем сгущаются и переходят в высококучевые и альтослоистые. Следующая группа облаков - это несущие дождь нимбослоистые облака. Когда перистые облака предшествуют холодному фронту, линии шквалов или многоклеточной грозе, это потому, что они сдуваются с наковальни, и следующими прибывают кучево-дождевые облака. облака. Волны Кельвина-Гельмгольца указывают на экстремальный сдвиг ветра на высоких уровнях.
В тропиках, за 36 часов до центрального прохождения тропического циклона, пелена белых перистых облаков приближается со стороны циклона. В середине и конце 19 века синоптики использовали эти перистые покровы для предсказания прихода ураганов. В начале 1870-х годов президент колледжа Белен в Гаване, Куба, отец Бенито Виньес, разработал первую систему прогнозирования ураганов, и он в основном использовал движение этих облаков при формулировании своих прогнозов.. Он будет наблюдать за облаками ежечасно с 4:00 до 22:00. Накопив достаточно информации, Виньес начал точно предсказывать пути ураганов и, в конце концов, обобщил свои наблюдения в своей книге Apuntes Relativos a los Huracanes de las Antilles.
Перистые облака ничто не покрывает до 25% Земли (до 70% в тропиках) и имеет чистый тепловой эффект. Когда они тонкие и полупрозрачные, облака эффективно поглощают исходящее инфракрасное излучение, лишь частично отражая падающий солнечный свет. Когда перистые облака имеют толщину 100 м (330 футов), они отражают только около 9% входящего солнечного света, но они предотвращают утечку почти 50% уходящего инфракрасного излучения, таким образом повышая температуру атмосферы под облаками в среднем 10 ° C (18 ° F) - процесс, известный как парниковый эффект. В среднем по всему миру образование облаков приводит к потере температуры на 5 ° C (9 ° F) на поверхности земли, в основном в результате слоисто-кучевых облаков.
облаков Cirrus fibratus в результате их теплового эффекта, когда относительно тонкие перистые облака считаются потенциальной частичной причиной глобального потепления. Ученые предположили, что глобальное потепление может вызвать увеличение тонкого облачного покрова, тем самым увеличивая температуру и влажность. Это, в свою очередь, увеличит покров перистых облаков, эффективно создавая положительную обратную связь. Предсказание этой гипотезы состоит в том, что перистые облака будут двигаться выше по мере повышения температуры, увеличивая объем воздуха под облаками и количество отраженного обратно на землю инфракрасного излучения. Кроме того, гипотеза предполагает, что повышение температуры будет иметь тенденцию к увеличению размера ледяных кристаллов в перистом облаке, что может привести к уравновешиванию отражения солнечного излучения и отражения инфракрасного излучения Земли..
Аналогичная гипотеза, выдвинутая Ричардом Линдзеном, - это гипотеза ириса, согласно которой повышение тропической температуры поверхности моря приводит к уменьшению перистых облаков. облака и, следовательно, больше инфракрасного излучения, испускаемого в космос.
A круговая горизонтальная дуга над Айдахо, июнь 2006 г. Перистые облака, такие как перисто-слоистые облака, могут создавать несколько оптические эффекты, такие как ореолы вокруг солнца и луны. Ореолы возникают из-за взаимодействия света с гексагональными кристаллами льда, присутствующими в облаках, что, в зависимости от их формы и ориентации, может приводить к появлению в небе самых разных белых и цветных колец, дуг и пятен. Распространенными разновидностями ореола являются ореол 22 °, солнечные псы, околозенитная дуга и окружная горизонтальная дуга ( также известна как огненная радуга). Ореолы, создаваемые перистыми облаками, имеют тенденцию быть более выраженными и красочными, чем те, что вызваны перисто-слоистыми.
. Реже перистые облака способны производить сияние, чаще связанное с жидкими облаками на водной основе, такими как как stratus. Слава - это набор концентрических слабо окрашенных светящихся колец, которые появляются вокруг тени наблюдателя и лучше всего наблюдаются с высокой точки обзора или с самолета. Перистые облака образуют великолепие только тогда, когда составляющие кристаллы льда асферические, и исследователи предполагают, что кристаллы льда должны быть от 0,009 до 0,015 миллиметра в длину.
Высота различные роды облаков, в том числе высокие, средние, низкие и вертикальные Перистые облака - это один из трех разных родов облаков высокого уровня (высокого уровня). Высокие облака образуются на высоте 5000 м (16 500 футов) и выше в регионах с умеренным климатом. Два других рода, cirrocumulus и cirrostratus, также являются высокими облаками.
В среднем диапазоне, от 2 000 до 7 000 м (от 6 500 до 23 000 футов) в регионах с умеренным климатом, находятся облака средней высоты. Они включают два или три рода в зависимости от используемой системы классификации по высоте: altostratus, altocumulus и, согласно классификации WMO, nimbostratus. Эти облака образуются из кристаллов льда, капель переохлажденной воды или капель жидкой воды.
Облака низкой мощности образуются на высоте менее 2000 м (6500 футов). Два рода строго низкоэтапные: слоистые и слоисто-кучевые. Эти облака состоят из капель воды, за исключением случаев, когда зимой они формируются из переохлажденных капель воды или кристаллов льда, если температура на уровне облаков ниже нуля. Два дополнительных рода обычно образуются в диапазоне низких высот, но могут базироваться на более высоких уровнях в условиях очень низкой влажности. Они включают роды кучевых облаков и кучево-дождевых облаков, которые вместе с нимбослоистыми часто классифицируются отдельно как облака вертикального развития, особенно когда их вершины достаточно высоки, чтобы состоять из переохлажденных капель воды или кристаллов льда.
Высота высотных облаков, таких как перистые облака, значительно зависит от широты. В полярных регионах они самые низкие: от минимальной высоты от 3000 м (10 000 футов) до максимальной 7600 м (25 000 футов). В тропических регионах они находятся на самом высоком уровне - от 6 100 м (20 000 футов) до 18 000 м (60 000 футов). В регионах с умеренным климатом их высота колеблется от 5000 м (16 500 футов) до 14 000 м (45 000 футов) - разница в отличие от облаков низкой высоты, которые существенно не меняют высоту с широтой.
Солнечный ореол В семействе высоких облаков есть три основных рода: перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые. Перисто-слоистые облака обычно образуют ореолы, потому что они почти полностью состоят из кристаллов льда. Перисто-кучевые и перисто-слоистые облака иногда неофициально называют «усиковидными облаками » из-за их частой ассоциации с перистыми облаками. Им дается приставка «цирро-», но это больше относится к их диапазону высоты, чем к их физическому строению. Перисто-кучевые облака в чистом виде на самом деле представляют собой высококумулистый род, а перисто-слоистые облака - слоистые, как альтослоистые и нижние листовые облака.
Большое поле перисто-кучевых облаков Перисто-кучевые облака образуются пластинами или пятнами и не отбрасывают тени. Обычно они появляются в виде регулярных волнистых узоров или рядов облаков с четкими областями между ними. Перисто-кучевые облака, как и другие представители категории кучевых облаков, образованы конвективными процессами. Значительный рост этих пятен указывает на нестабильность на высоте и может сигнализировать о приближении более плохой погоды. Кристаллы льда в нижней части перисто-кучевых облаков имеют форму шестиугольных цилиндров. Они не сплошные, а скорее имеют ступенчатые воронки, входящие с концов. Ближе к верху облака эти кристаллы имеют тенденцию слипаться. Эти облака длятся недолго, и они имеют тенденцию превращаться в перистые облака, потому что, когда водяной пар продолжает оседать на кристаллах льда, они в конечном итоге начинают падать, разрушая восходящую конвекцию. Затем облако превращается в перистые облака. Перисто-кучевые облака бывают четырех видов: stratiformis, lenticularis, castellanus и floccus. Они радужные, когда составляющие капельки переохлажденной воды все примерно одинакового размера.
Cirrostratus cloud Cirrostratus облака могут выглядеть как молочный блеск в небе или как полосатый лист. Иногда они похожи на альтослоистые и отличаются от последних, потому что солнце или луна всегда хорошо видны через прозрачные перисто-слоистые слои, в отличие от альтослоистых, которые обычно непрозрачны или полупрозрачны. Cirrostratus бывают двух видов: fibratus и nebulosus. Кристаллы льда в этих облаках различаются в зависимости от высоты облака. Внизу, при температурах от -35 до -45 ° C (от -31 до -49 ° F), кристаллы имеют тенденцию быть длинными твердыми шестиугольными столбиками. Ближе к верху облака, при температурах от -47 до -52 ° C (от -53 до -62 ° F), преобладающие типы кристаллов представляют собой толстые гексагональные пластины и короткие сплошные гексагональные столбцы. Эти облака обычно образуют ореолы, и иногда ореол является единственным признаком наличия таких облаков. Они образованы теплым влажным воздухом, который медленно поднимается на очень большую высоту. Когда приближается теплый фронт, перисто-слоистые облака становятся толще и опускаются, образуя высокослоистые облака, а дождь обычно начинается через 12–24 часа.
Перистые облака на Марсе Перистые облака наблюдались на нескольких другие планеты. 18 сентября 2008 года марсианский спускаемый аппарат Phoenix сделал покадровую фотографию группы перистых облаков, движущихся по марсианскому небу, используя LiDAR. Ближе к концу своей миссии спускаемый аппарат Phoenix Lander обнаружил более тонкие облака вблизи северного полюса Марса. В течение нескольких дней они сгущались, опускались и в конце концов пошел снег. Общее количество осадков составило всего несколько тысячных миллиметра. Джеймс Уайтуэй из Йоркского университета пришел к выводу, что «осадки являются компонентом [марсианского] гидрологического цикла ». Эти облака сформировались в течение марсианской ночи в двух слоях, один на высоте 4000 м (13000 футов) над землей, а другой на уровне поверхности. Они продержались до утра, пока не были сожжены солнцем. Кристаллы в этих облаках образовались при температуре -65 ° C (-85 ° F), и они имели форму примерно как эллипсоиды длиной 0,127 мм и шириной 0,042 мм.
На Юпитере перистые облака состоят из аммиак. Когда Юпитер Южный экваториальный пояс исчез, одна из гипотез, выдвинутых Гленном Ортеном, заключалась в том, что над ним сформировалось большое количество перистых облаков аммиака, скрывающих его от глаз. Зонд НАСА Кассини обнаружил эти облака на Сатурне и тонкий перистый слой водяного льда на спутнике Сатурна Титан. Перистые облака, состоящие из метанового льда, существуют на Уране. На Нептуне над Большим темным пятном были обнаружены тонкие тонкие облака, которые могли быть перистыми облаками. Как и на Уране, это, вероятно, кристаллы метана.
Межзвездные перистые облака состоят из крошечных пылинок размером менее микрометра и поэтому не являются настоящими облаками этого рода, которые состоят из кристаллов льда или другие замороженные жидкости. Они варьируются от нескольких световых лет до десятков световых лет в поперечнике. Хотя технически они не являются перистыми облаками, пылевые облака называют перистыми облаками из-за их сходства с облаками на Земле. Они также излучают инфракрасное излучение, подобно тому, как перистые облака на Земле отражают тепло, излучаемое в космос.
Сноски
Библиография
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Перистыми облаками. |
