Метеословарь — глоссарий метеорологических терминов

A  Б  B  Г  Д  Е  З  И  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ш  Э  Я  Глоссарий  

 Кучево-дождевые облака 

Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb). Белые облака с темными, иногда синеватыми основаниями, поднимающиеся в виде огромных масс, подобных горам с ослепительно белыми вершинами.
Высота основания 0,4-2 км. Осадки имеют ливневый характер, часто наблюдается гроза.

1. Лысые (Cumulonimbus calvus, Cb calv.). Вершины круглые.
2. Волосатые (Cumulonimbus capillatus, Cb cap.) c наковальнями.

Облака термической конвекции

1. кучевые плоские (Cu hum.) 2. кучевые средние (Cu med.) 3. кучевые мощные (Cu cong.)

4. кучево-дождевые лысые
(Cb calv.)
5. кучево-дождевые волосатые
(Cb cap.)
6. кучево-дождевые
с наковальней (Cb inc.)

Образование Cb. Под действием солнечной радиации происходит интенсивный нагрев поверхности. Над более нагретыми возникают восходящие движения воздуха, а над менее нагретыми нисходящие. Так возникает термическая конвекция. Постепенно отдельные струи сливаются и образуют мощный восходящий поток, вовлекающий в себя все большие и большие обьёмы воздуха. На его периферии образуются многочисленные нисходящие движения.
В следствие конвективных движений в атмосфере образуются конвективные (кучевые облака), конкретная форма которых зависит от интенсивности конвекции. Последняя зависит от как от степени неоднородности поверхности, так и от характера термической стратификации атмосферы, т.е. от степени её неустойчивости.
Скорость восходящих движений воздуха в конвективных облаках изменяется от нескольких долей метров в секунду до 30-40 м/с.

Если неустойчивое состояние атмосферы имеется в сравнительно небольшом слое над уровнем конденсации, а выше расположен задерживащий слой (слой инверсии температуры), то образуются облака хорошей погоды – Cu hum.

При отсутствии какого-либо задерживающего слоя кучевые облака продолжают развиваться по вертикали, приобретая более резкие очертания и превращаясь в Cu cong. – мощные кучевые облака.
Если влагосодержание воздуха велико и имеются благоприятные условия, то мощное кучевое облако растет в вертикальном и горизонтальном направлении. Если его вершина достигнет уровня замерзания, то начинается её оледенение, т.е. облачные элементы будут замерзать и приобретать кристаллическую структуру.
Именно в момент образования кристаллов облако меняет свой внешний вид: вершина преобретает ослепительно белый цвет и обретает волокнистую структуру; основание темнеет, принимая с теневой стороны свинцовый оттенок.

Вертикальное развитие облака продолжается до тех пор, пока температура поднимающегося воздуха не сравняется с температурой окружающей среды.
Особенно резко тормозится рост облака, когда его вершина попадает в слой с глубокой инверсией температуры, тогда вершина кучево-дождевого облака растекается под слоем инверсии, образуя так называемую наковальню.
При большой энергии восходящих движений, связанной с выделением теплоты конденсации вершина Cb может достигнуть уровня тропопаузы (тропопауза является задерживающим слоем в верхней тропосфере), а иногда и на 1-2 км превышать его. Понятно, что с таким Cb, будут связаны особо интенсивные осадки, грозы и шквал, достигающие порой катастрофической интенсивности.

Кучево-дождевые облака по своиму составу смешанные, состоящие из капель воды (в том числе и переохлажденных) и ледяных кристаллов. До уровня нулевой изотермы Cb состоят из капель воды. Выше этого уровня – из переохлажденных водяных капель. Переохлажденные капли в облаке наблюдаются до уровня, где температура воздуха составляет -12..-17°C, выше этого уровня происходит уже сублимация водяного пара и облака состоят в основном из кристаллов.

Вертикальная мощность кучево-дождевых облаков в Европе на широте РБ в зимнее время не превышает 4-5 км (интенсивный ливневый снег), а в летнее колеблется от 5-7 км (ливни), до 7-11 км (грозы), в отдельных случаях достигает 13-15 км (оч. сильные ливни, грозы, град). Энергия темической неустойчивости Cb порядка 1014Дж, что примерно соответствует энергии типовой атомной бомбы. Системы Cb с радиусом более 100 км – 1017Дж (водородная бомба).

Дополнительно.
Согласно принятой ВМО классификации, выделяют три типа кучево-дождевых облаков: одноячейковые, многоячейковые и облака типа сверхячеек (суперячеек). Охарактеризуем кратко каждый из этих типов.

Одноячейковые облака Сb развиваются в дни со слабым ветром в малоградиентных барических полях. Они состоят из одной конвективной ячейки с восходящим потоком в центральной части и имеют осесимметричную форму. Эти облака могут достигать грозовой и градовой интенсивности, однако после выпадения осадков они быстро разрушаются, так как выпадающие осадки подавляют восходящие потоки и стимулируют нисходящие, что ведет к разрушению ячейки. Продолжительность жизни таких Сb около 1 ч, верхняя граница достигает уровня 8-12 км, поперечный размер 5-20 км. Одноячейковые облака СЬ составляют 20-30% всех наблюдаемых Сb, из которых выпадает град (по данным наблюдений на Кавказе и в Ферганской долине).

Более мощные и долгоживущие облака Сb состоят из нескольких конвективных ячеек, находящихся на разных стадиях развития. Они имеют поперечные размеры 20-40 км, их вершины нередко поднимаются до тропопаузы и проникают в стратосферу. В таких облаках новые ячейки образуются на их правом фланге относительно направления перемещения облачной системы и по мере развития смещаются влево.

Многоячейковые облака развиваются преимущественно на основных и вторичных холодных фронтах; их вершины смещены относительно основания в направлении сдвига ветра в окружающем воздухе. В передней части многоячейкового грозового очага располагается зона восходящих потоков. Осадки выпадают несколько позади этой зоны, так что нисходящий поток, вызванный интенсивными осадками, и восходящий поток граничат друг с другом; граница раздела образует в облаке и под облаком мезофронт.

Растекание холодного воздуха нисходящих потоков у поверхности Земли обусловливает возникновение зоны усиленных, порывистых ветров (фронта порывистости или линии шквалов). С многоячейковыми облаками Сb связаны сильные ливни, грозы, град. Продолжительность жизни таких конвективных очагов в среднем около 1,5 ч. Они составляют до 30% всех градовых очагов.

Наиболее интенсивные грозовые и градовые очаги развиваются по типу сверхячейки (кластера). Такие очаги имеют одноячейковую структуру радиоэха круговой или эллиптической формы с характерными горизонтальными размерами 20-40 км и высотой 12-16 км. На его правом фланге (по потоку) располагается зона мощного восходящего потока, скорости которого достигают 40 м/с.

На фотографии — сверхячейка над г. Минск 04.08.2010 года.


Сверхячейки развиваются на холодных фронтах и фронтах окклюзии по типу холодного фронта при сильной статистической неустойчивости и больших сдвигах ветра при слабом его вращении. Нисходящий поток в зоне интенсивных осадков, скорости в котором могут превышать 20 м/с, обусловливает развитие резкого мезофронта.

В зоне осадков и нисходящих движений давление обычно повышено, здесь возникает так называемый грозовой антициклон, представляющий собой купол относительно холодного воздуха. Передняя часть этого купола и является мезофронтом, при прохождении которого давление и влажность воздуха растут, а температура резко падает. В верхней части грозового очага, вблизи его вершины, имеется зона, где восходящий поток тормозится и вытекает из облака; здесь наблюдаются большие скорости ветра. В окрестностях вершин Сb имет место сложная картина вертикальных движений, напоминающая картину обтекания гор с подъемом воздуха по наветренному склону и системой волн вниз по потоку.


Сверхячейковые облака Сb встречаются относительно редко и составляют до 10% всех наблюдаемых градовых очагов, однако с ними связаны наиболее опасные явления, в том числе катастрофические ливни и градобития. Это наиболее долгоживущие конвективные очаги, с продолжительностью жизни до 4 ч.

На фотографии — снимок со спутника сверхячейки над западными районами Беларуси 08.08.2010 года. Метеостанция Нарочь зафиксировала в 11:39 UTC видимость в дожде 300 м, грозу и шквал порывом до 17 м/с. На нижней фотографии — град диаметром до 3 см выпадавший в г. Мядель 08.08.2010.

Приведенная классификация не является исчерпывающей. Только около 50% всех наблюдаемых очагов интенсивной конвекции можно уверенно отнести к какому-либо из перечисленных типов, в остальных случаях конвективные очаги не соответствуют критериям, принятым для выделения основных трех типов. Они имеют сложную структуру и образуют комплексы, нерегулярно изменяющиеся во времени и пространстве.

По ссылке http://yarohalive.livejournal.com/58649.html — последствия прохождения сверхячейки 08.08.2010 г. в городе Мядель.