Степента на покритие на небосвода от облаци се нарича количество на облаците или облачност. Облачността се изразява в десети от небето (0–10 точки). При облаци, които покриват изцяло небето, облачността се обозначава с числото 10, при напълно ясно небе - с числото 0. При извеждане на средни стойности могат да се дадат и десети от единицата. Така например числото 5.7 означава, че облаците покриват 57% от небето.

Облачността обикновено се определя от наблюдателя на око. Но има и устройства под формата на изпъкнало полусферично огледало, което отразява цялото небе, снимано отгоре, или под формата на камера с широкоъгълен обектив.

Обичайно е да се оценява отделно общото количество облачност (обща облачност) и количеството по-ниска облачност (по-ниска облачност). Това е важно, тъй като високите и до известна степен средните облаци закриват слънчевата светлина по-малко и са по-малко важни от практическа гледна точка (например за авиацията). По-нататък ще говорим само за обща облачност.

Облачността е от голямо климатообразуващо значение. Той влияе върху циркулацията на топлината на Земята: отразява пряката слънчева радиация и следователно намалява нейния приток към земна повърхност; също така увеличава разсейването на радиацията, намалява ефективното излъчване, променя условията на осветяване. Въпреки че съвременните самолети летят над средния слой облаци и дори над горния слой, облачността може да затрудни излитането и пътуването на самолета, да пречи на ориентацията без инструменти, може да причини обледеняване на самолета и т.н.

Дневният ход на облачността е сложен и зависи в по-голяма степен от видовете облаци. Слоистите и слоесто-кумулните облаци, свързани с охлаждането на въздуха от земната повърхност и с относително слаб турбулентен възходящ транспорт на водни пари, имат максимум през нощта и сутринта. Купести облаци, свързани с нестабилност на стратификацията и добре изразена конвекция, се появяват главно през деня и изчезват през нощта. Вярно е, че над морето, където температурата на подлежащата повърхност почти няма дневни колебания, конвекционните облаци също почти нямат вариации или слаб максимум се наблюдава сутрин. Облаците от подредено възходящо движение, свързано с фронтове, нямат ясен денонощен ход.

В резултат на това в ежедневен курсоблаци над земята умерени ширинипрез лятото се очертават два максимума: сутрин и по-значителен следобед. В студения сезон, когато конвекцията е слаба или липсва, преобладава сутрешният максимум, който може да стане единственият. В тропиците на сушата следобедният максимум преобладава през цялата година, тъй като там конвекцията е най-важният процес на образуване на облаци.

В годишния ход облачността в различна климатични районипромени по различни начини. Над океаните на високи и средни ширини годишните колебания обикновено са малки, с максимум през лятото или есента и минимум през пролетта. Нова Земястойности на облачността през септември и октомври - 8,5, през април - 7,0 b пункта.

В Европа максимумът се наблюдава през зимата, когато циклонната активност с нейната фронтална облачност е най-развита, а минимумът настъпва през пролетта или лятото, когато преобладават конвективните облаци. Така че в Москва стойностите на облачността през декември са 8,5, през май - 6,4; във Виена през декември - 7,8, през август - 5,0 точки.

В Източен Сибир и Забайкалия, където антициклоните доминират през зимата, максимумът е през лятото или есента, а минимумът е през зимата. Така в Красноярск стойностите на облачността са 7,3 през октомври и 5,3 през февруари.

В субтропиците, където антициклоните преобладават през лятото и циклоничната активност през зимата, максимумът се наблюдава през зимата, минимумът през лятото, както в умерените ширини на Европа, но амплитудата е по-голяма. И така, в Атина през декември 5,9, през юни 1,1 точки. Годишният ход е същият в Централна Азия, където през лятото въздухът е много далеч от насищане поради високи температури, а през зимата има доста интензивна циклонна активност: в Ташкент през януари 6,4, през юли 0,9 пункта.

В тропиците, в районите на пасатите, максималната облачност се наблюдава през лятото, а минимална през зимата; в Камерун през юли - 8,9, през януари - 5,4 т. В мусонния климат на тропиците годишното изменение е същото, но по-изразено: в Делхи през юли 6,0, през ноември 0,7 пункта.

На високопланинските станции в Европа минимумът на облачността се наблюдава главно през зимата, когато пластовите облаци, покриващи долините, лежат под планините (ако не говорим за наветрени склонове), максимумът се наблюдава през лятото с развитието на конвекция облаци (СП Хромов, М. А. Петросянц, 2004).

Съдържание
Климатология и метеорология
ДИДАКТИЧЕСКИ ПЛАН
Метеорология и климатология
Атмосфера, време, климат
Метеорологични наблюдения
Приложение на карти
Метеорологична служба и Световната метеорологична организация (СМО)
Климообразуващи процеси
Астрономически фактори
Геофизични фактори
Метеорологични фактори
Относно слънчевата радиация
Топлинно и радиационно равновесие на Земята
директна слънчева радиация
Промени в слънчевата радиация в атмосферата и на земната повърхност
Явления на разсейване на радиация
Обща радиация, отразена слънчева радиация, абсорбирана радиация, PAR, земно албедо
Излъчване на земната повърхност
Противорадиация или противорадиация
Радиационен баланс на земната повърхност
Географско разпределение на радиационния баланс
Атмосферно налягане и барично поле
системи под налягане
колебания на налягането
Ускорение на въздуха поради баричен градиент
Отклоняващата сила на въртенето на Земята
Геострофичен и градиентен вятър
закон на баричния вятър
Фронти в атмосферата
Топлинен режим на атмосферата
Топлинен баланс на земната повърхност
Дневно и годишно изменение на температурата на повърхността на почвата
Температури на въздушната маса
Годишна амплитуда на температурата на въздуха
Континентален климат
Облачност и валежи
Изпаряване и насищане
влажност
Географско разпределение на влажността на въздуха
атмосферна кондензация
Облаци
Международна класификация на облаците
Облачност, нейната дневна и годишна вариация
Валежи от облаци (класификация на валежите)
Характеристика на валежния режим
Годишният ход на валежите
Климатическо значение на снежната покривка
Атмосферна химия
Химичният състав на земната атмосфера
Химичен състав на облаците
Химичен състав на валежите
Киселинност на валежите
Обща циркулация на атмосферата
Циклонно време

Както знаете, много от индустриите, селското стопанство, транспортните услуги са много зависими от ефективността, навременността и надеждността на прогнозите на Федералната метеорологична служба. Ранно предупреждение за опасни и особено опасностивремето, навременността на предупрежденията за буря - всичко това необходимите условияза успешното и безопасно функциониране на много сектори на икономиката и транспорта. Например дългосрочните метеорологични прогнози играят решаваща роля в организацията на селскостопанското производство.

Един от най-важните параметри, които определят възможността за прогнозиране на опасни метеорологични условия, е такъв индикатор като височината на долната граница на облаците.

В метеорологията височината на облака е височината на основата на облака над земната повърхност.

За да се разбере важността на провеждането на изследвания за определяне на височината на облаците, заслужава да се спомене фактът, че облаците могат да бъдат от различни видове. За различните видове облаци височината на долната им граница може да варира в определени граници и е разкрита средната стойност на височината на облаците.

Така че облаците могат да бъдат:

Слоести облаци (средна височина 623 m.)

Дъждовни облаци (средна височина 1527 m.)

Кумулус (отгоре) (1855)

Кумулус (база) (1386)

Гръмотевична буря (отгоре) (средна височина 2848 m.)

Гръмотевична буря (база) (средна височина 1405 m.)

Лъжливо перести (средна височина 3897 m.)

Stratocumulus (средна височина 2331 m.)

Високи купести (под 4000 m) (средна височина 2771 m)

Високи купести (над 4000 m) (средна височина 5586 m)

Пръстени (средна височина 6465 m)

Ниско циростратифицирано (средна височина 5198 m.)

Висока цирокумула (средна височина 9254 m.)

Cirrus (средна височина 8878 m.)

Като правило се измерва височината на облачността от долния и средния слой, не повече от 2500 м. В същото време се определя височината на най-ниските облаци от целия им масив. При мъгла височината на облаците се счита за нула и в този случай „вертикалната видимост“ се измерва на летищата.

За определяне на височината на долната граница на облаците се използва методът на светлинното местоположение. В Русия за тези цели се произвежда метър, в който като източник на импулси и светлина се използва светкавица.

Височината на долната граница на облаците по метода на светлинно местоположение с помощта на DVO-2 се определя чрез измерване на времето, необходимо на светлинния импулс да премине от излъчвателя на светлина до облака и обратно, както и преобразуване на полученото време стойност в стойност на височината на облака, пропорционална на нея. По този начин светлинният импулс се изпраща от излъчвателя и след отражение се приема от приемника. В този случай излъчвателят и приемникът трябва да бъдат разположени в непосредствена близост един до друг.

Структурно измервателният уред DVO-2 е комплекс от няколко отделни устройства:

предавател и приемник,

комуникационни линии,

измервателен блок,

дистанционно.

Измервателят за височина на облака DVO-2 може да работи автономно с измервателен блок, в комплект с дистанционнои като част от автоматизирани метеорологични станции.

Предавателят се състои от светкавица, захранващи го кондензатори и параболичен рефлектор. Рефлекторът, заедно с лампата и кондензаторите, е монтиран в карданно окачване, затворено в корпус с отварящ се капак.

Приемникът се състои от параболично огледало, фотодетектор, фотоусилвател, също монтирани в карданно окачване и разположени в корпус с отварящ се капак.

Предавателят и приемникът трябва да бъдат разположени близо до основната точка за наблюдение. На пистите за излитане и излитане предавателят и приемникът са разположени на най-близките локаторни маяци в двата края на пистата.

Измервателният блок, предназначен за събиране и обработка на информация, се състои от измервателна платка, блок за високо напрежение и захранващ блок.

Дистанционното управление включва клавиатура и табло за индикация и табло за управление.

Сигналът от приемника се предава по двупроводна потенциално изолирана комуникационна линия с еднополярни сигнали и номинален ток (20 ± 5) mA към измервателния блок, а оттам към дистанционното управление. В зависимост от конфигурацията, вместо дистанционно управление за обработка и показване на дисплея на оператора, сигналът може да се предава на централна системаметеорологични станции.

Измервателят на височината на облака DVO-2 може да работи непрекъснато или според нуждите. Дистанционното управление е със сериен RS-232 интерфейс, предназначен за работа с компютър. Информация от измервателни уреди DVO-2 може да се предава по комуникационна линия на разстояние до 8 km.

Обработката на резултатите от измерването на измервателния блок DVO-2 включва:

Осредняване на резултатите над 8 измерени стойности;

Изключване от броя на измерванията на тези резултати, при които има краткотрайна загуба на отразения сигнал. Тези. изключване на фактора "пропаст в облаците";

Подаване на сигнал за „липса на облаци” в случай, че сред направените 15 наблюдения не бъдат набрани 8 значими;

Изключване на т. нар. местни – фалшиви отразителни сигнали.

Понятието "облачност" се отнася до броя на облаците, наблюдавани на едно място. Облаците от своя страна се наричат ​​атмосферни явления, образувани от суспензия от водна пара. Класификацията на облаците включва много от техните видове, разделени по размер, форма, естество на образуване и надморска височина.

В ежедневието се използват специални термини за измерване на облачността. Разширените скали за измерване на този индикатор се използват в метеорологията, морското дело и авиацията.

Метеоролозите използват скала от десет точки, която понякога се изразява като процент от покритието на наблюдаваното небе (1 точка - 10% покритие). Освен това височината на образуване на облаци е разделена на горни и долни нива. Същата система се използва и в морските дела. Авиационните метеоролози използват система от осем октанта (части от видимото небе) с по-подробна индикация за височината на облаците.

За определяне на долната граница на облаците се използва специално устройство. Но само метеорологичните станции на авиацията имат остра нужда от това. В други случаи се прави визуална оценка на височината.

Типове облаци

Облачността играе важна роля при формирането на метеорологичните условия. Облачността предотвратява нагряване на земната повърхност и удължава процеса на нейното охлаждане. Облачността значително намалява дневните температурни колебания. В зависимост от количеството облачност в определено време се разграничават няколко вида облачност:

1. "Ясно или частично облачно" съответства на облачност от 3 точки в долните (до 2 km) и средните нива (2 - 6 km) или всякакво количество облачност в горните (над 6 km).
2. "Промяна или променлива" - 1-3/4-7 точки в долния или средния ред.
3. "С прояснения" - до 7 точки обща облачност на долните и средните нива.
4. "Облачно, облачно" - 8-10 точки в долния слой или средно непрозрачни облаци, както и с валежи под формата на дъжд или сняг.

Видове облаци

Световната класификация на облаците разграничава много видове, всеки от които има свое собствено латинско име. Той взема предвид формата, произхода, височината на образованието и редица други фактори. Класификацията се основава на няколко вида облаци:

• Пръстените облаци са тънки бели нишки. Намират се на надморска височина от 3 до 18 км в зависимост от географската ширина. Те се състоят от падащи ледени кристали, на които дължат външния си вид. Сред цирусите на височина над 7 km облаците се разделят на цирокумули, високослоисти, които имат ниска плътност. Отдолу, на надморска височина от около 5 km, има висококумулни облаци.
• Купестите облаци са плътни образувания с бял цвят и значителна височина (понякога повече от 5 km). Разположени са най-често в долния слой с вертикално развитие в средата. Купести облаци на горната граница на средния слой се наричат ​​висококумули.
• Купесто-дъждовни, дъждовни и гръмотевични облаци, като правило, се намират ниско над земната повърхност на 500-2000 метра, характеризират се с валежи под формата на дъжд, сняг.
• Слоестите облаци са слой от суспендирана материя с ниска плътност. Те пропускат светлината на слънцето и луната и са на височина между 30 и 400 метра.

Пръстени, купести и слоести типове, смесвайки се, образуват други видове: цирокумулус, слоесто-кумулус, циростатус. В допълнение към основните видове облаци има и други, по-рядко срещани: сребристи и седефени, лещовидни и вимеформени. А облаците, образувани от пожари или вулкани, се наричат ​​пирокумулативни.

Облачността се определя визуално по 10-точкова система. Ако небето е безоблачно или има един или повече малки облаци, заемащи по-малко от една десета от цялото небе, тогава облачността се счита за 0 точки. При облачност 10 бала цялото небе е покрито с облаци. Ако 1/10, 2/10 или 3/10 части от небето са покрити с облаци, тогава облачността се счита за равна съответно на 1, 2 или 3 точки.

Определяне на интензитета на светлината и фоновото излъчване*

Фотометри се използват за измерване на осветеността. Отклонението на стрелката на галванометъра определя осветеността в лукс. Могат да се използват фотометри.

За измерване на нивото на радиационен фон и радиоактивно замърсяване се използват дозиметри-радиометри ("Bella", "ECO", IRD-02B1 и др.). Обикновено тези устройства имат два режима на работа:

1) оценка на радиационния фон по отношение на мощността на еквивалентната доза на гама-лъчението (μSv/h), както и на замърсяването по отношение на гама-лъчението на проби от вода, почва, храни, растителни продукти, животновъдство и др.;

* Мерни единици за радиоактивност

Радионуклидна активност (А)- намаляване на броя на радионуклидните ядра за известно време

фиксиран интервал от време:

[A] \u003d 1 Ci = 3,7 1010 разпръскване / s = 3,7 1010 Bq.

Погълната доза радиация (D)е енергията на йонизиращото лъчение, пренесено към определена маса от облъченото вещество:

[D] = 1 Gy = 1 J/kg = 100 rad.

Еквивалентна радиационна доза (N)е равно на произведението на усвоената доза от

среден качествен коефициент на йонизиращо лъчение (K), като се вземат предвид биологичните

логичен ефект на различни лъчения върху биологичната тъкан:

[N] = 1 Sv = 100 rem.

Доза на експозиция (X)е мярка за йонизиращия ефект на радиацията, единична

което е равно на 1 Ku/kg или 1 P:

1 P = 2,58 10-4 Ku / kg \u003d 0,88 rad.

Скоростта на дозата (експозиция, абсорбирана или еквивалентна) е съотношението на увеличението на дозата за определен интервал от време към стойността на този интервал от време:

1 Sv/s = 100 R/s = 100 rem/s.

2) оценка на степента на замърсяване с бета-, гама-излъчващи радионуклиди на повърхности и проби от почва, храна и др. (частици / мин. cm2 или kBq / kg).

Максимално допустимата доза на експозиция е 5 mSv/година.

Определяне на нивото на радиационна безопасност

Нивото на радиационна безопасност се определя чрез примера за използване на битов дозиметър-радиометър (IRD-02B1):

1. Поставете превключвателя на режима на работа в положение "µSv/h".

2. Включете устройството, за което задайте превключвателя "изключено - включено".

v "включено" положение. Приблизително 60 секунди след включване устройството е готово

да работиш.

3. Поставете устройството на мястото, където се определя еквивалентната мощност на дозатагама лъчение. След 25-30 секунди цифровият дисплей ще покаже стойност, която съответства на мощността на дозата на гама-лъчението на дадено място, изразена в микросиверти на час (µSv/h).

4. За по-точна оценка е необходимо да се вземе средната стойност на 3-5 последователни отчитания.

Индикацията на цифровия дисплей на уреда 0.14 означава, че мощността на дозата е 0.14 µSv/h или 14 µR/h (1 Sv = 100 R).

След 25-30 секунди след началото на работата на устройството е необходимо да се направят три последователни показания и да се намери средната стойност. Резултатите са представени под формата на таблица. 2.

Таблица 2. Определяне на нивото на радиация

		Показания на инструмента		Означава
				скорост на дозата

Регистрация на резултатите от микроклиматични наблюдения

Данните от всички микроклиматични наблюдения се записват в тетрадка, след което се обработват и представят под формата на таблица. 3.

Таблица 3. Резултати от микроклиматичната обработка

наблюдения

температура-

ра въздух

температура-

влажност

на високо,

ра въздух,

въздух включен

височина, %

влажност

Влажността е съдържанието на водна пара в него. Неговите характеристики са:

абсолютна влажност а - количеството водна пара (в g) в 1 m 3 въздух;

наситена (наситена) пара А - количеството пара (в g), необходимо за пълно насищане на единица обем (нейната еластичност се обозначава с буквата E);

относителна влажност Р е съотношението на абсолютната влажност към насищащата пара, изразено като процент ( R=100% × a/A);

Точка на оросяванее температурата, при която въздухът би достигнал насищане при дадено съдържание на влага и постоянно налягане.

В екваториалната зона и субтропиците абсолютната влажност в близост до земята достига 15-20 g/m 3 . В умерените ширини през лятото - 5 - 7 g / m 3, през зимата (както и в Арктическия басейн) намалява до 1 g / m 3 и по-долу. Количеството водна пара във въздуха пада бързо с надморска височина. Влажността влияе върху промяната в температурата на въздуха, както и върху образуването на облаци, мъгли, валежи.

Наред с процеса на изпаряване на водата в атмосферата протича и обратният процес - преминаването на водната пара с понижаване на температурата в течно или директно в твърдо състояние. Първият процес се нарича кондензация,второ - сублимация.

Понижаването на температурата настъпва адиабатично при повишаване влажен въздухи води до кондензация или сублимация на водни пари, което е главната причинаобразуване на облаци. Причините за издигането на въздуха в този случай могат да бъдат: 1) конвекция, 2) плъзгане нагоре по наклонена фронтална повърхност, 3) вълнообразни движения, 4) турбуленция.

В допълнение към горното, понижаване на температурата може да възникне и поради радиационно охлаждане (от радиация) на горните слоеве на инверсии или горната граница на облаците.

Кондензация възниква само ако въздухът е наситен с водна пара и в атмосферата има кондензационни ядра. Кондензационните ядра са най-малките твърди, течни и газообразни частици, които постоянно присъстват в атмосферата. Най-често срещаните са ядрата, съдържащи съединения на хлор, сяра, азот, въглерод, натрий, калций, а най-често срещаните ядра са съединенията на натрия и хлора, които имат хигроскопични свойства.

Кондензационните ядра навлизат в атмосферата главно от моретата и океаните (около 80%) чрез изпаряване и разпръскване от водната повърхност. Освен това източниците на кондензационни ядра са продукти от горене, изветряне на почвата, вулканична дейност и др.

В резултат на кондензация и сублимация, малки водни капчици (с радиус от около 50 mk)и ледени кристали, които приличат на шестоъгълна призма. Натрупването им в повърхностния слой въздух създава мъгла или мъгла в горните слоеве на облака. Сливането на малки облачни капчици или нарастването на ледени кристали води до образуването различни видовевалежи: дъжд, сняг.

Облаците могат да се състоят само от капки, само от кристали и да бъдат смесени, тоест да се състоят от капки и кристали. Водните капчици в облаците при отрицателни температури са в преохладено състояние. В повечето случаи се наблюдават течни облаци до температура от -12°C, чисто ледени (кристални) облаци - при температури под -40°C, смесени облаци - от -12 до -40°C.

Облаците са воднисти. Съдържанието на вода е количеството вода в грамове, което се съдържа в един кубичен метър от облак. (g/m 3).Съдържанието на вода в капковите облаци варира от 0,01 до 4 g на кубичен метър облачна маса (в някои случаи повече от 10 g/m 3).В ледените облаци съдържанието на вода е по-малко от 0,02 g / m 3,а при смесена облачност до 0,2-0,3 g/m 3 .Влагата не трябва да се бърка с влага.

Облаците се класифицират:

По височината на долната граница с 3 (понякога 4) нива,

Произход ( генетична класификация) в 3 групи,

По външен вид (морфологична класификация) са разделени на няколко форми:

Разграничават се основните форми:

Кумулоблаците са бели, сиви, тъмносиви отделни образувания под формата на купчини с различни форми.

Цирус- отделни тънки светли облаци с бял цвят, прозрачна, влакнеста или нишковидна структура имат формата на куки, конци, пера или ивици.

слоести облаци- представляват еднородно сиво покритие, с различна прозрачност.

цирокумулусоблаци, които представляват малки бели люспи или малки топчета (агнета), наподобяващи бучки сняг,

Cirrostratusоблаци, които приличат на бял воал, често покриващ цялото небе и му придава млечнобял оттенък.

Stratocumulusсиви облаци с тъмни ивици - облачни валове.

Има и други функции външен вид(наличие на вълнообразност, специфични форми на облаците) и връзка с валежите. Общо има 10 основни форми на облаци и 70 от техните разновидности.

Формата на облаците се определя чрез наблюдението им в съответствие с приетата класификация с помощта на специално публикуван облачен атлас.

Вътре се издигат облаци въздушни маси, са наречени интрамасовоформирана върху атмосферни фронтове – челенвъзникващ над планините, когато въздухът тече над препятствия (планини) - орографски.

Групи	Образователен процес	ниво
По-ниско (0 - 2000м). Облаци на вертикално развитие.	Среден (2000 - 6000 м).	Горна (над 6000м).
Кумул	Конвекция при наличие на забавящ слой.	Купести (плоски облаци).	Висококумули: - люспести; - с форма на кула.	Цирокумулус люспест
Вертикално развитие: навлизането на студен въздух под топъл въздух.	Купесто-дъждовни. Мощен купест (горна граница - до тропопаузата).
Слоеста форма	Плъзгане нагоре топъл въздухпо леко наклонени челни участъци или по протежение на студена подлежаща повърхност.	Наслоен дъжд. Натрошен дъжд (слоесто-кумулус)	Високопластови: - тънки. - плътен	Цирус. Cirrostratus
Вълнообразна	Свръх-инверсия: възходящо плъзгане на топъл въздух върху инверсионния слой с лек наклон.	Stratocumulus плътен	Висококумулни гъсти	Цирокумулус вълнообразен
Субинверсия: турбуленция, радиация, смесване в граничния слой.	Stratocumulus полупрозрачен. наслоен	Висококумулни полупрозрачни: - вълнообразни, - хребети, - lentiformes

При определяне на височината на горната и долната граница на облаците трябва да се има предвид, че те могат да бъдат както доста ясни, така и изключително размити. Особено опасен е преходният предоблачен слой, достигащ 200 мпод субинверсионните облаци.

Като отделна група трябва да се отделят изкуствени перисти облаци, които възникват зад летящ самолет в горната тропосфера. Наричат ​​се следи (понякога следи). Те възникват в резултат на сублимацията на водните пари, съдържащи се в изгорелите газове на двигателя.