Рис. 30. Дождевые облака.

Рис. 31. Грозовое облако вдали, после захода солнца. Типичная для грозы форма в виде "наковальни", образованной верхними растекающимися частями облака.

Таким путем нарастают, постепенно выделяясь из охлаждающегося воздуха, большие массы воды в виде мельчайших капелек, которые и образуют то, что мы называем кучевыми облаками. Чем быстрее падение температуры с высотой в свободной атмосфере, тем более мощного развития достигают эти облака. Весьма быстрое падение температуры с высотой бывает в атмосфере в жаркие летние дни, когда земная поверхность и прилегающие слои особенно сильно нагреваются солнцем, а верхние — сравнительно холодны.

Вот почему эти облака появляются в наиболее теплые часы дня; если притом воздух содержит много влаги ("душно"), то такие кучевые облака, нагромождаясь все выше и выше, переходят наконец в кучево-дождевые или "грозовые" тучи: начинается гроза.[7] Толщина таких грозовых облаков доходит иногда до 10 км; но и при высоте в 5–6 км вершина их лежит в таких высоких слоях, где температура уже ниже 0°; и потому над ней образуются уже легкие облака в виде вуали, состоящие из мелких кристалликов льда.

В ЧЕМ ОШИБКА ХУДОЖНИКА?

На рисунке изображен пейзаж, которого почти никогда не может быть в природе, и если бы какой-либо художник написал такую картину, мы были бы в праве упрекнуть его в недостатке наблюдательности. Вы догадались в чем дело?

При типично-зимнем пейзаже вообще говоря не может быть на небе кучевых облаков. Первое условие их возникновения — сильное нагревание земной поверхности и ближайших к ней воздушных слоев. А зимой нижние слои, наоборот, охлаждаются из-за близости к снегу, солнце вообще мало греет; если даже, ближе к весне, солнце начинает давать больше тепла, то это тепло почти все рассеивается обратно из-за большой отражательной способности снега. Только когда снег сойдет хоть местами, весной, над более нагретыми участками могут появиться слабо развитые кучевые облака. Эти первые "кумулусы" всегда особенно радуют метеорологов, как один из признаков наступающей весны.

Правда, в некоторых редких случаях возможны облака типа кучевых и в зимнее время; они связаны с поднятием воздуха при особых условиях погоды и носят название "динамических кучевых". Но эти облака встречаются редко и не достигают того развития, как летние кучевые.

Рис. 32. Пейзаж, который редко бывает в природе.

ОБЛАКА OТ ПОЖАРА

Особые кучевые облака образуются иногда под влиянием сильного, резкого нагревания воздуха у земли, например, при очень больших пожарах. Во время знаменитого японского землетрясения в сентябре 1923 г. и вызванного им страшного пожара, уничтожившего большую часть Токио, над городом поднялось облако грандиозных размеров, напоминавшее кучевые, но значительно более мощное и темное. Местные метеорологи, несмотря на разрушения в городе, не прекращали своих наблюдений, и им удалось определить высоту этого облака: наиболее высокие вершины его доходили до 8 км, меньшие — до 6 км. В обсерватории, расположенной сравнительно далеко от места пожара, температура доходила до 45°, в центре пожара она была не менее 100°; подсчеты показали, что восходящие токи воздуха над местом, охваченным огнем, должны были доходить до 70 м в сек., — настоящая вертикальная буря; а в более далеких от пожара местах скорости вертикального движения колебались от 15 м в сек. до 1 м в сек.

При росте обычных кучевых облаков не бывает таких вертикальных скоростей; там нагревание распространяется на большую площадь, но не достигает такой силы, и процесс протекает гораздо спокойнее.

Рис. 33. Кучевое облако, образовавшееся над Токио во время землетрясения и пожара в сентябре 1923 г. С фотографии, снятой в Токийской обсерватории.

ОБЛАЧНЫЕ СКАТЕРТИ И ШАПКИ

Если влажный воздух встречает на своем пути препятствие, например, крутой горный склон, он быстро поднимается вверх, и содержащиеся в нем пары выделяются в виде облака. В Южной Африке близ Капштадта есть высокая обрывистая "Столовая гора", над которой при южном морском ветре образуется облачный покров, называемый "скатертью". Над горой ветер дует уже беспрепятственно и как бы расстилает эту скатерть по вершине. Ниже она не спускается, так как внизу температура выше, и облако вновь испаряется.

Такие "скатерти" или "шапки" можно часто видеть в Альпах и у нас на Кавказе, например, над Эльбрусом, где шапка над вершиной горы считается у горцев предвестником ненастья. Автору пришлось летом 1928 г. видеть, как рано утром от снежной вершины Эльбруса точно отчаливали один за другим облачные "цеппелины": одно сигарообразное облако отрывалось, уплывало, чтобы тотчас же смениться другим. Такие шапки представляют собою не неизменные образования, а место, где Видимым образом проявляется процесс непрерывного сгущения паров. Очень хорошо говорит известный метеоролог Дове в своих "Метеорологических исследованиях":

Рис. 34. "Скатерть" на Столовой горе.

МЕСТНЫЕ И "ПРИШЛЫЕ" ОБЛАКА

Кучевые и грозовые облака — облака местного происхождения, зависящие от нагревания земной поверхности, от условий испарения и т. п. Но облака образуются и в результате гораздо более обширных процессов, связанных с общими условиями погоды.

Если в сравнительно теплый воздух врывается масса холодного воздуха из полярных областей, она располагается под теплым воздухом и, входя в него как бы клином, приподнимает его вверх. В результате — охлаждение приподнятого воздуха и выделение паров в виде облака. Чем выше происходит сгущение паров, тем меньше мощность облачных масс. В более высоких слоях образуются тонкие перистые облака, ниже — мелкие барашки, еще ниже— крупные барашки и так называемые высокослоистые облака, представляющие сплошной покров, через который, однако, в отличие от низких Слоистых, размытым пятном просвечивает солнце. Так как верхние слои воздуха имеют большую скорость, чем нижние, то теплый воздух, движущийся над холодным, раньше появится в верхних ярусах, и там прежде образуются облака; а наблюдателю будет казаться, что сначала откуда-то пришли легкие перистые облака, затем появились барашки и т. д., до нижнего яруса высокослоистых, за которыми часто следуют низкие слоистые и — дождь. Такая "облачная система" вместе с теплым потоком воздуха движется, как одно целое, над местом наблюдения, иногда задевая его лишь краем. Жителям умеренных широт часто приходится видеть подобную картину: после продолжительной ясной, теплой погоды, на безоблачном небе или среди кучевых облаков начинают проглядывать перистые, их становится все больше, они затягивают все небо, часто появляется круг около солнца (или луны); все уплотняясь, облачный покров уже почти скрывает солнце, которое просвечивает через него тусклым пятном, не дающим теней на земле; наконец, исчезает и это пятно, появляются клочки темных дождевых облаков, и начинается дождь. "Погода испортилась".