Конвективные облака

1 Уровень свободной конвекции

Кучевообразные, или конвективные, облака имеют вид изолированных облачных масс[7]. Они сильно развиты по вертикали и имеют небольшую горизонтальную протяженность в отличии от слоистообразных. Между этими облаками наблюдаются значительные просветы голубого неба[8]. К образованию данного вида облаков в большей степени приводят такие процессы как термическая конвекция и турбулентный обмен[1].

Конвекция возникает в результате перегрева отдельных масс воздуха при неустойчивой в нижних слоях стратификации[7]. К наиболее благоприятным условиям для возникновения конвективных движений относят теплую половину года - день. Под влиянием притока прямой солнечной радиации вблизи земной поверхности возникает неустойчивая стратификация[1]. В этом случае перегретый объем воздуха начинает подниматься от исходного уровня, его температура падает с высотой медленнее, чем окружающего воздуха, и он оказывается теплее и легче относительно окружающей среды на уровнях выше исходного[9].

Сначала подъем такой массы ненасыщенного воздуха происходит практически по сухой адиабате . Данный процесс проиллюстрирован на рис. 2.2. На уровне конденсации воздух достигает состояния насыщения (f=100%). При наличии активных и достаточно крупных ядер конденсации состояние насыщения достигается несколько ниже уровня конденсации[1].

Выше уровня конденсации воздух поднимается по влажной адиабате. Благодаря понижению температуры происходит конденсация водяного пара и образование облачности. При адиабатическом подъеме воздушной частицы ее температура в некотором слое воздуха (толщиной в несколько десятков метров), располагающемся несколько выше основания развивающегося конвективного облака, может с высотой не только не понижаться, но и возрастать[3]. Качественно е объяснение явления таково: выше уровня конденсации относительная влажность частицы продолжает возрастать и на некоторой высоте достигает максимальной величины (порядка 101-102 % 0; в слое между и конденсация водяного пара на каплях происходит очень медленно (вследствие возрастания упругости насыщения на поверхности капли), а скорость понижения температуры частицы в слое от до примерно такая же, как и до уровня конденсации. Но как только относительная влажность достигла максимума, начинается очень быстрая конденсация водяного пара на каплях, сопровождающаяся выделением скрытой теплоты и нагреванием частицы; благодаря этому в некотором слое от до температура частицы не изменяется с высотой и даже может возрастать, выше температура частицы вновь начинает падать - кривая изменения температуры приближается к влажной адиабате [1].

Другие статьи по теме

Экологические проблемы Аральского моря и пути их решения
Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных во ...

Макромицеты отделов Basidiomycota и Ascomycota защитных лесополос вдоль железной дороги Краснодар–Кореновск
Грибы - особая форма жизни, царство живой природы, объединяющее эукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки, как растений, так и животных. Это одна из множества наибольш ...

Влияние интегральных характеристик атмосферы на вымывание аэрозольных примесей из конвективных облаков
Во многих отраслях науки во второй половине XX века в связи с быстрым развитием вычислительной техники в России начали интенсивно развиваться численные методы исследований физических процесс ...