1. Различия в структуре и во внешнем виде облаков объясняются
различиями в условиях их возникновения. Поэтому облака можно
разделить на несколько генетических типов. Различаются облака
внутримассовые и фронтальные. Первые обязаны своим происхождением
процессам, происходящим внутри однородных воздушных масс; вторые -
процессам, связанным с фронтами, т. е. происходящим на границах
между воздушными массами.
2. В неустойчивых воздушных массах (холодных, а летом над сушей
также и местных) облакообразование связано с сильно развитой
конвекцией при неустойчивой стратификации. В результате
адиабатического охлаждения воздуха в восходящих токах и возникают
облака конвекции (рис. 45). В среднем скорость восходящих токов при
облакообразовании равна 3-6 м/с, но в отдельных случаях она
превышает 10 м/с и может достигать 20 м/с. Вокруг облака наблюдаются
более слабые нисходящие движения.
Процессы образования определяют и характерный внешний вид облаков,
позволяющий назвать их кучевообразными. По международной
классификации это прежде всего кучевые облака, которые при
последующем развитии могут превратиться в кучево-дождевые.
Превращение заключается в появлении ледяных кристаллов в верхних
частях облаков, или, как говорят, в оледенении вершин облаков.
Внешне это выражается в нарушении клубообразности вершин и появлении
в них расплывчатой структуры. Именно этот процесс приводит к
выпадению ливневых осадков из кучево-дождевых облаков, тогда как
кучевые облака, как правило, осадков не дают.
Рис. 45. Схема возникновения облаков
конвекции.
Кучево-дождевые облака даже в умеренных широтах в отдельных
случаях могут достигать высоты 13 км и проникать в стратосферу. В
тропиках они могут развиваться по вертикали до высоты 15 км и более.
Поперечники кучево-дождевых облаков достигают 15-20 км. При этом
облака состоят из отдельных ячеек, которые существуют в течение
20-30 мни.
3. Для сильного развития облаков конвекции очень важно, чтобы
воздушная масса до значительной высоты обладала неустойчивостью
стратификации. Это значит, что вертикальные градиенты температуры в
ней до уровня конденсации (т. е. до уровня, где начинается
облакообразование) должны быть выше сухоадиабатического или по
крайней мере близкими к нему, а над уровнем конденсации - выше
влажноадиабатического. Высоту уровня конденсации можно
приблизительно подсчитать (или определить с помощью аэрологической
диаграммы), зная температуру и влажность воздуха у земной
поверхности, по формуле
zK = 122 *(to-(тау)0),
где zK - уровень конденсации в метрах, to - температура воздуха у
земли, то - точка росы для этого воздуха.
Температура на уровне оледенения вершины облака колеблется от -8 до
-12 °С, но может быть и ниже.
Слои с инверсиями температуры или даже с малыми вертикальными
градиентами температуры задерживают распространение конвекции. Они
так и называются задерживающими слоями. Когда>вершины кучевых
облаков достигают этого слоя, их дальнейшее развитие прекращается.
Если же слой инверсии лежит низко, он может помешать и самому
образованию облаков.
4. В холодных воздушных массах, движущихся над теплой поверхностью,
облака конвекции возникают и над сушей, и над морем. Но над сушей
летом они развиваются также в местных воздушных массах над сильно
прогревающейся днем поверхностью почвы. В таких случаях
облакообразование имеет особенно ярко выраженный суточный ход:
облака получают наибольшее развитие в послеполуденные часы (часто с
грозами, иногда с градом) и исчезают под утро. Менее резок, но все
же существует суточный ход облаков конвекции в холодных воздушных
массах.
Зимой над сушей, покрытой снегом, облака конвекции редко развиваются
(или отсутствуют). Их развитие в холодных массах начинается весной,
после того как снежный покров стаял. Зимой над морем облака
конвекции развиваются часто. Они имеют хорошее развитие.
