Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде - Саймон Кинг
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Перламутровые облака
Большинство облаков образуется в тропосфере, которая простирается от поверхности земли (в этом случае мы видим не облака, а туман) на 10–20 км вверх. Однако существует редкий тип облаков, которые образуются выше – в стратосфере. Официально они называются полярными стратосферными облаками, но более известны как перламутровые или переливчатые облака. Уже по их официальному названию понятно, что они образуются в стратосфере (выше 15 км), где вообще-то слишком сухо для формирования облаков, и чаще всего – в полярных регионах, хотя если в более низких широтах верхние слои атмосферы зимой достаточно холодны, то наблюдать их можно даже в Великобритании. Фотографии этих ярких светящихся облаков попали на первые полосы британских газет в январе 2017 года, когда их запечатлели над Камбрией. Было высказано предположение, что невероятно холодные условия стратосферы над арктической зоной распространились на юг, так что это облачное явление стало наблюдаемым не только в полярных широтах. В этом случае, как и в большинстве других, яркие цвета проявляются в сумерках, когда солнце располагается очень низко над горизонтом. Как и лентикулярные, перламутровые облака являются стоячими, но состоят они из очень холодных ледяных кристаллов (их температура составляет примерно 80 °C). Чтобы светиться всеми цветами радуги, перламутровое облако должно быть тонким, а кристаллы в нем – очень маленькими и примерно одинаковыми по размеру. Солнечный свет проходит через них, происходит дифракция света – он отклоняется и рассеивается на спектр. Похожий эффект можно наблюдать на поверхности мыльных пузырей.
Облака Кельвина – Гельмгольца
Это, вероятно, одно из самых редких облачных образований. Поскольку такие облака выглядят как волны, разбивающиеся о песок пляжа, они именуются волнами Кельвина – Гельмгольца в честь лорда Кельвина и Германа фон Гельмгольца, которые изучали физику атмосферной нестабильности. И уже это подсказывает нам, каким образом формируются эти разбивающиеся волны: причина в нестабильности. Когда два слоя воздуха в атмосфере движутся с различными скоростями, возникает разность потоков, которая порождает нестабильность. Более быстрый поток воздуха может «забирать» с собой верхнюю часть облачного слоя – и так получаются перекатывающиеся волноподобные структуры. Когда это происходит, на небе можно увидеть целый ряд разбивающихся волн.
Собственно говоря, точно такой же процесс идет и на поверхности моря. Ветер, дующий поверх более медленно движущейся водной массы, создает нестабильность Кельвина – Гельмгольца, которая и приводит к образованию волн. Если для формирования в атмосфере облаков Кельвина – Гельмгольца имеются нужные условия, их легко заметить: необычная форма сразу выделяет их из других типов. Основание облака будет горизонтальным, а на нем сверху будут громоздиться разбивающиеся волны облаков. Долго они не живут, так что стоит побыстрее достать фотоаппарат или телефон, чтобы их сфотографировать.
Облака Кельвина – Гельмгольца
Сумеречные лучи
Снопы солнечного света, проходя через облака и достигая поверхности земли, добавляют облакам поистине оглушительный эффект. Чаще всего это происходит на рассвете или в сумерках, когда небо наполняется оранжевым светом. Снопы света и тени разрывают облака изнутри; порой их называют «лучами Бога» или «руками Бога» – до такой степени они кажутся знаками свыше. На самом деле это всего лишь еще одна метеорологическая оптическая иллюзия: хотя и кажется, что снопы света должны сойтись в какой-то точке за облаком, в реальности они параллельны. Их кажущаяся сходимость – результат той же иллюзии, которую вы видите, глядя на дорогу или рельсы и видя, что ближе к вам они шире, чем у горизонта. Рассеяние света молекулами воздуха, пылью и водяными капельками тоже вносит свой вклад в создание этой иллюзии. Частицы в воздухе больше рассеивают короткие волны, так что вы видите меньше голубого и больше желтого и оранжевого.
Сумеречные лучи
Противосумеречные лучи
Противосумеречные лучи сложнее заметить, но они столь же интересны. Это явление наблюдается в то же время, но с другой стороны от горизонта по отношению к Солнцу, в так называемой точке солнечного противостояния. На этот раз снопы света, как кажется, сходятся не за облаком, а на горизонте. Поскольку света недостаточно, эти лучи гораздо более блеклые, так что увидеть их сложно.
Противосумеречные лучи
Что такое вилли-вилли?
Вы, наверное, думаете: при чем тут вилли-вилли, что это такое и как это странное слово связано с погодой? Тут мы, честно говоря, решили вас немного подразнить, потому что этим словом в Австралии называют пылевой вихрь. Пылевые вихри встречаются по всему миру и носят разные наименования, но слово «вилли-вилли» восходит к мифу австралийских аборигенов и обозначает различных духов.
Что же это такое? Выглядят вилли-вилли как торнадо, но сразу отметим, что это не одно и то же. Вилли-вилли и близко не обладают разрушительной мощью торнадо (хотя некоторые могут быть довольно сильными). Их сходство с торнадо заканчивается на том, что то и другое – погодные явления, связанные с вертикально ориентированным столбом ветра. Но если для появления торнадо из нижней части облака требуется грозовая сверхъячейка, то пылевые вихри (известные также как «пыльные дьяволы») появляются безо всяких облаков и образуются на поверхности земли. Ветер образует вихри и захватывает пыль, унося ее в небо.
Как возникают пылевые вихри?
Один из ключевых ингредиентов пылевого вихря – это… пыль. Неудивительно, что чаще всего пылевые вихри случаются в пустынях или других засушливых местах, где почва очень сухая. В жаркий день сухая земля может стать очень горячей, в результате чего начинают формироваться сильные восходящие потоки воздуха. Поднимаясь, воздух начинает вращаться вокруг вертикальной оси, а с дальнейшим набором высоты формирует высокий столб – как фигурист, вытягивающий руки вверх, чтобы крутиться быстрее. Этот столб вращающегося воздуха переносит пыль, и так образуется пылевой вихрь. Пока горячий воздух активно поступает в нижнюю часть вращающейся воронки, пылевой вихрь продолжает существовать и даже усиливается. С набором высоты горячий воздух остывает, опускается на землю, так что знакомая форма воронки поддерживается. Со временем доступ горячего воздуха неизбежно прекращается, а когда в воронку начинает поступать более холодный воздух,
