ПЕРИСТО-СЛОИСТЫЕ ОБЛАКА (CIRROSTRATUS)
Белесая пелена высоко в небе, которую многие даже не замечают
1700 лет назад перисто-слоистые облака изменили ход истории человечества. С них началась цепочка событий, приведшая к тому, что христианство стало господствующей религией Римской империи.
Во всяком случае, мы, истинные любители облаков, думаем именно так[109].
28 октября 312 г. и. э. император Флавий Валерий Константин, именуемый также Константином Великим, нанес поражение своему противнику и шурину императору Августу Максентию в битве у Мильвийского моста, что располагался к северу от Рима. Несмотря на то что у Максентия было 75 тысяч воинов, тогда как у Константина — всего 50 тысяч, последний одержал победу и впоследствии стал самым значительным императором поздней античности. Он не только распространил влияние Римской империи на Средний Восток, основав «Новый Рим» в Византии (позже этот город был назван Константинополем, а сейчас называется Стамбулом), но также узаконил и стал поддерживать христианство, которое прежде на территории Империи было вне закона.
Победа Константина у Мильвийского моста стала, вне всякого сомнения, решающим моментом в мировой истории. Если верить историкам того времени, победа эта была следствием небесного знамения, явленного Константину накануне битвы.
Около четверти века спустя епископ Евсевий Кесарийский изложил легенду об этом видении в труде «Жизнь Константина» (ок. 337–339 гг. н. э.). Он утверждает, что Константин и его армия, двигаясь в сторону Рима за день до битвы, увидели в небе светящийся крест, а над ним — надпись: «Нос signo victor eris», то есть «Сим побеждай».
|
|
|
Той ночью, по словам Евсевия, Константину во сне явился Христос «и повелел, сделав знамя, подобное этому виденному на небе, употреблять его для защиты от нападения врагов»[110]. Константин немедленно приказал изготовить знамена с изображением креста. Под этим символом, который стал называться лабарум[111], его армия двинулась навстречу победам.
Впоследствии тот же символ появился на многочисленных римских монетах, выпущенных в честь этой решающей битвы, а по мере становления христианства стал рассматриваться как символ этой веры. Обычно его изображают в виде диагонального креста (буквы X) с вертикальной чертой, поднимающейся из точки пересечения перекладин и завершающейся чашечкой наподобие буквы Р.
Описание видения Константина, принадлежащее перу Евсевия, не вполне совпадает с описаниями других историков того времени, однако Евсевий в своей книге утверждает, что Константин в конце жизни рассказывал ему об этом и даже «с клятвой уверял, когда мы… удостоились его знакомства и беседы». Ну разве с этим можно поспорить?
|
|
|
Когда лучи солнца преломляются, проходя через ледяные кристаллы перисто-слоистого облака, в небе появляются световые дуги, линии и пятна. Не исключено, что к этим оптическим эффектам, именуемым в совокупности «гало-феноменами», относился и лабарум, изображенный на римских монетах в ознаменование победы Константина.
Признаюсь, однако, что к моменту написания этой книги я не встречал сообщений о гало в форме надписи «Нос signo victor eris».
***
Перисто-слоистое облако — хрупкий с виду слой кристаллов льда, формирующийся на высоте от 20 000 до 42 000 футов[112], часто в результате распространения по небу и соединения друг с другом слоистых облаков, одновременно с которыми нередко наблюдаются перисто-слоистые. Небо приобретает характерный бледный, белесый оттенок. Подчас слой облаков настолько тонок, что его почти невозможно заметить: он выглядит как легчайший белесый налет на небесной синеве. В иных случаях молочно-белое облако видно более отчетливо, однако, даже достигнув предельной толщины, оно все равно пропускает солнечные лучи.
Выделяют всего два вида перисто-слоистых облаков: нитевидные (fibratus) и туманообразные (nebulosus). Первый из видов, равно как и соответствующий вид перистых облаков, отличается волокнистой структурой, похожей на шелковые нити. Поэтому его легче распознать, чем однородное, не наделенное никакими специфическими признаками туманообразное перисто-слоистое облако.
|
|
|
Двойное нитевидное перисто-слоистое облако (Cirrostratus fibratus duplicatus): видно, что в облаке более одного слоя (duplicatus), поскольку ветер придает волокнам разное направление.
Разновидностей у перисто-слоистых облаков тоже только две: двойное (duplicatus) и волнистое (undulatus). О первой из разновидностей, как и в случае любого другого из родов облаков, говорят, когда облако состоит из нескольких слоев, располагающихся на разной высоте. В свете дня разглядеть эти слои почти невозможно, поскольку несколько слоев друг над другом выглядят так же, как один более толстый слой. Но, когда солнце восходит или садится, угол освещения позволяет отличить один слой от другого. Во время восхода и заката верхний слой двойного перисто-слоистого облака может быть освещен, тогда как нижний оказывается в тени.
Перисто-слоистые облака с волнистым основанием относятся к разновидности волнистых. Плотность облака такова, что, в отличие от сходной разновидности высокослоистых облаков, даже в низком солнечном свете волны не дают сильного затенения. Тем не менее оттенки отражающегося солнечного света позволяют их различить. Волнистое перисто-слоистое облако легче распознать, если промежутки между гребнями волн почти прозрачны.
|
|
|
Чаще всего перисто-слоистые облака путают с более низкими среднеярусными высоко-слоистыми облаками. Однако перисто-слоистые облака пропускают значительно больше солнечных лучей, и поэтому солнечный свет, пробивающийся через такое облако, почти наверняка будет достаточно силен для того, чтобы наделить предметы тенями, тогда как солнечный свет, пробивающийся через высоко-слоистое облако, обычно более диффузен, и теней не видно.
***
Однако наиболее надежный способ распознать неброское перисто-слоистое облако — это гало-феномены. Конечно, далеко не каждое перисто-слоистое облако приводит к появлению всех этих светящихся дуг, колец и пятен, однако, увидев их, вы можете смело делать вывод о том, что в небе над вами присутствует именно такое облако. Непременно найдите время познакомиться с этими замечательными явлениями, и, если небо вам кажется белесым, словно матовое стекло, обращайте внимание на разные его участки, где может появиться гало.
Когда я впервые заметил гало, мне показалось, будто облако мне улыбается. Высоко над солнцем, слепящего света которого почти не ослаблял тонкий слой кристаллов льда, парила разноцветная дуга. Она как будто была частью окружности, центр которой находился прямо надо мной, и походила на маленькую перевернутую радугу. Однако цвета ее были ярче, чем цвета радуги, причем верхняя губа этой улыбки была окрашена в голубой цвет, переходящий в зеленый и после в желтый, а нижняя губа была красного цвета. Перепутать ее с обычной или с садовой радугой было попросту невозможно. К тому же она была совсем не в той части неба, где должна быть радуга, ведь радугу видно только в том случае, когда солнце находится сзади. А эта цветная дуга висела высоко в небе прямо над солнцем. Тогда я решил назвать эту фантастическую улыбку Моны Лизы «облачной улыбкой».
Некоторое время спустя я был весьма разочарован, выяснив, что у этой прекрасной световой дуги уже есть название. И можете представить себе, как я расстроился, когда узнал, что она называется «околозенитной дугой», или ОЗД. Я, конечно, понимал, что «облачная улыбка» звучит не вполне академично, но неужели ученые не могли придумать более запоминающееся название, чем ОЗД?
Облачная улыбка — она же ОЗД — появляется, когда солнечный свет проходит через перисто-слоистое облако, состоящее из прозрачных кристаллов льда в форме крохотных шестиугольных пластинок не более нескольких десятых миллиметра в диаметре. Кристаллы, из которых состоит облако, могут быть самой разной формы и размера, в зависимости от температуры и влажности воздуха в тот момент времени, когда они растут. Поскольку все определяется формой кристаллов, неудивительно, что перисто-слоистое облако не дарит нас улыбкой при каждом своем появлении. Вы удивитесь еще меньше, узнав, что ОЗД может появиться только в том случае, когда эти крохотные шестиугольные пластинки ориентированы строго определенным образом: а именно, более или менее горизонтально. Ничего не скажешь, это весьма педантичное облако: оно выражает свое удовлетворение лишь тогда, когда кристаллы расположены только так, и никак иначе. На наше счастье, для кристаллов такой формы горизонтальное расположение — обычное дело. Если турбулентность на уровне облака не очень высока, кристаллы тихо падают вниз, словно листья в осенний день.
Если кристаллы расположены должным образом, в определенных участках неба они играют роль призм, направляющих солнечный свет в глаза наблюдателя. Проходя через верхнюю часть пластины и одну из боковых граней (угол между ними составляет 90°), свет меняет направление. Волны разной длины, из которых складывается солнечный свет, отклоняются чугь иод разным углом. Поэтому свет, из которого состоит ОЗД, распадается на волны разной длины, выглядящие как цвета радуги.
Впервые я увидел облачную улыбку над одной из улиц Лондона. Казалось, никто не обращает на нее ни малейшего внимания. Конечно же, я смотрел на нее с замиранием сердца, однако остальные прохожие думали о чем-то своем. У меня возникло впечатление, что только мне эта улыбка и видна. Сейчас, оглядываясь назад, я не могу поклясться, что она была явлена только мне, однако даже если еще кто-то и смотрел в небо, он не мог бы увидеть ту же самую ОЗД, что и я.
Когда солнечный свет проходит через бесчисленные кристаллы, из которых состоит облако, он распространяется во всех направлениях. Но световой эффект для меня создавали только те кристаллы, которые направляли свет прямо мне в глаза. Казалось, некоторые из них отсвечивают красноватым цветом, а другие — синеватым.
Положим, некоторые из спешащих мимо лондонцев оказались бы в глубине души любителями облаков. Они позабыли бы о покупках и остановились бы рядом со мной, чтобы насладиться видом разноцветной дуги. Но свет им в глаза направляли бы другие кристаллы — не те, что мне. Поэтому каждый увидел бы свою околозенитную дугу. Каждому облако улыбнулось бы по-своему.
***
Околозенитная дуга образуется, когда солнечный свет проходит через верхнюю и боковую плоскости кристаллов в форме шестиугольных пластин.
Согласно результатам, полученным Немецкой группой исследователей гало[113], усреднившей наблюдения членов группы по всему континенту, европейский наблюдатель может увидеть околозенитную дугу в среднем тринадцать раз в год. Это только пятый по частоте среди гало-феноменов.
Значительно более распространенное явление — паргелий, или «ложное солнце». Паргелий представляет собой не дугу, а световую точку, появляющуюся сбоку от солнца. Паргелии образуются на той же высоте, что и солнце, в 22° справа или слева от него. Это угловое расстояние примерно равно расстоянию от большого пальца до мизинца раскрытой ладони. Та сторона паргелия, которая обращена к солнцу, обычно окрашена в красный цвет, тогда как другая сторона — в желтый и белый. «Ложные солнца» совсем не обязательно появляются по обе стороны от настоящего: если солнце светит через облачный слой, который не отличается протяженностью, можно увидеть и один паргелий.
Яркое пятно в центре этой фотографии — паргелий, или «ложное солнце», образующееся в результате того, что лучи солнечного света отклоняются ледяными кристаллами перисто-слоистого облака.
Паргелии могут появиться одновременно с облачной улыбкой, поскольку для их возникновения требуются те же самые горизонтально падающие кристаллы в форме шестиугольных пластин. В этом случае, однако, свет входит через одну из боковых граней, расположенных под углом 60° друг к другу, и выходит через другую.
По данным Немецкой группы исследователей гало, паргелии необычайно распространены. В Европе их можно увидеть около 70 раз в год, причем чаще зимой, чем летом. Но если они так часто встречаются, непонятно, почему столь немногие сообщают, что видели их.
«Ложное солнце» образуется, когда солнечный свет проходит через расположенные под углом 60° друг к другу боковые грани кристаллов в форме шестиугольных пластин.
Джек Борден — бывший телерепортер, ныне превратившийся в отчаянного поклонника наблюдений за небом. Он основал в США организацию, которую назвал «За небесные просторы»[114]. Цель этой организации — помочь людям, во-первых, узнать больше о небе, а во-вторых, полюбить его. Работая в организации в течение двадцати лет, Джек провел эксперимент, задавая людям вопрос, видели ли они когда-нибудь «ложное солнце». «Я подумал, что неплохо бы создать что-то вроде лакмусовой бумажки, позволяющей оценить, насколько человек разбирается в происходящем на небе, — рассказывает он. — Поэтому, общаясь с любой группой людей, я просто спрашивал, кто из них видел ложное солнце. Многие просто не понимали, о чем это я. Тогда я показывал им фотоснимки этого явления». По оценкам Джека, только пять человек из ста видели «ложное солнце», причем два-три из них наблюдали его единожды. Не так уж много для явления, возникающего чаще, чем раз в неделю. По всей очевидности, Джеку придется изрядно потрудиться на ниве просвещения сограждан.
***
22-градусное гало, образованное перисто-слоистым облаком.
Однако не только перисто-слоистые облака приводят к возникновению гало-эффектов. Подобные явления могут наблюдаться в лоскутах перистых облаков, в состоящей из кристаллов льда нижней части кучево-дождевых облаков и в хлыстообразных хвостах из ледяных кристаллов, выпадающих из верхнеярусных облаков вроде перисто-кучевых. Однако перисто-слоистые облака выгодно отличаются от остальных тем, что нередко равномерно охватывают большие участки неба. Это означает, что световые эффекты в них будут обретать более завершенные и правильные формы.
Наиболее распространенный среди гало-феноменов перисто-слоистых облаков — минуточку, сейчас будет еще одно чудесное название — «22-градусное гало». Оно встречается еще чаще, чем паргелии: над Европой — около ста раз в год. Как и значительно более редкое «46-градусное гало» (не чаще четырех раз в год), оно образуется при прохождении света через кристаллы льда не в форме пластин, а в форме шестигранных колонн. Если световые эффекты, создаваемые ледяными кристаллами, которые выступают в роли маленьких призм, называются «гало-феноменами», то эти кольца вокруг солнца — гало в буквальном смысле слова. Кольцо меньшего размера, 22-градусное, можно часто увидеть и ночью, вокруг луны.
Днем такое гало выглядит как замкнутое или разомкнутое кольцо вокруг солнца, причем расстояние от него до солнца чуть больше расстояния от большого пальца до мизинца раскрытой ладони при вытянутой руке. Внутренняя граница кольца четко очерчена, внешняя же размыта, причем яркость ее убывает постепенно. Внутри кольца небо темнее, чем снаружи. Само оно чаще белое, однако, если обозначено четко, может быть и разноцветным: внутренний край окрашен в красный цвет, далее следуют желтый, зеленый и белый, переходящий в голубой.
22-градусное и 46-градусное гало образуются, когда солнечный свет проходит через призматические кристаллы в форме шестигранных колонн.
Значительно более редкое и отличающееся более внушительными размерами 46-градусное гало намного бледнее, чем 22-градусное. Если оно и появляется в небе, расстояние между его внутренней границей и солнцем превышает охват двух раскрытых ладоней с совмещенными большими пальцами: не исключено, что именно в такой позе в доисторические времена поклонялись облакам. (Жаль, что гало-эффекты не измеряют, упав на колени, склонив голову и произнося нараспев молитвы.)
Кристаллы, необходимые для возникновения обоих гало, представляют собой шестигранные колонны, похожие на очень короткие незаточенные карандаши. Гало возникают в результате того, что эти карандаши падают вниз случайным образом, а не располагаются под определенным углом, как в случае ОЗД или паргелиев. Хотя гало и можно объяснить подобным образом, никто толком не понимает, почему кристаллы по мере падения не выравниваются за счет сопротивления воздуха. По сути дела, самый распространенный среди гало-феноменов — 22-градусное гало (равно как и 46-градусное) — изучен менее всего. Как и в случае со всеми остальными гало-феноменами, кристаллы должны быть «оптически чистыми», т. е. карандаши должны состоять из прозрачного льда.
Возникновение обоих видов гало обеспечивается одинаковыми кристаллами льда, однако свет проходит через кристаллы по-разному. Гало меньшего размера образуется, когда свет проходит сперва через одну из боковых граней колонны, а потом через другую, расположенную под углом 60° к первой. Чтобы получилось гало большего размера, нужно, чтобы свет прошел через боковую грань и одно из оснований колонны.
Однако у этих миниатюрных ледяных карандашей далеко не всегда ровные основания: чаще они завершаются маленькими конусами. Именно поэтому — а вовсе не потому, что карандаши снабжены крохотными ластиками — 46-градусные гало встречаются реже.
***
ОЗД, «ложные солнца», 22-градусные и 46-градусные гало-всего лишь несколько примеров из целого ряда гало-феноменов, связанных с перисто-слоистыми облаками. Трудно представить, сколько еще таких феноменов прячется в их ледяных рукавах. Даже названия этих явлений звучат весьма экзотично: «верхняя касательная дуга», «паргелический круг», «антелий», «120-градусный паргелий», «дуга Триккера», «дуга Перри», «дуга Гастингса», «дуга Вегенера» и «окологоризонтная дуга».
Распространенность каждого из этих феноменов определяется тем, насколько часто ориентированные определенным образом кристаллы определенного размера и оптической частоты встречаются совместно. Иногда она в значительной степени зависит также от высоты солнца над уровнем моря. Некоторые гало-феномены крайне редки и наблюдаются только в приполярных областях, где кристаллы льда растут медленно и в результате обладают более правильной формой и большей оптической чистотой. А отдельные редки настолько, что их можно отнести к разряду гипотетических: их существование предсказывают компьютерные модели, отображающие прохождение света через гипотетические же кристаллы. Например, сфотографировать керновое гало до сих пор не удалось ни разу.
В приполярных областях причиной возникновения гало-феноменов часто оказываются не облака, а нижнеярусные осадки в виде ледяных кристаллов, именуемые «алмазной пылью». Их можно было бы сравнить с замерзшим туманом, но в действительности кристаллы падают вниз, словно легчайший снег. Они образуются не в облачном покрове, а прямо над землей, когда температура опускается ниже -20 °C. Эта прекрасная сверкающая алмазная пыль Заполярья создает самые впечатляющие и самые масштабные гало-феномены в мире. Во время одной из экспедиций к Северному полюсу в 1999 г. ученым довелось наблюдать из ряда вон выходящее шоу: в небе было одновременно представлено не менее 24 гало-феноменов.
К счастью, нет никакой необходимости отправляться к Северному полюсу, чтобы увидеть обыкновенный «солнечный столб». Эго широкая полоса света, уходящая вверх (а иногда и вниз) от солнца, когда оно низко над горизонтом. Хотя обычно «солнечный столб» относят к гало-феноменам, это явление несколько иной природы, поскольку оно возникает не в результате того, что свет проходит сквозь кристаллы, из которых состоит облако, а в результате отражения от поверхностей кристаллов, колеблющихся в горизонтальной плоскости. Поскольку любой плоский кристалл отражает свет, этот эффект не требует ни оптически чистых призм, ни кристаллов с прозрачными и четко определенными гранями. Однако высокая и мощная колонна возникает только в том случае, если кристаллы подрагивают при падении.
Солнце светит сквозь перисто-слоистые облака до того ярко, что можно понять, почему люди часто не замечают гало-эффектов: они предусмотрительно стараются не смотреть на слепящие солнечные лучи.
Какую бы книгу по небесным оптическим эффектам я ни открыл, везде читателя предостерегают, что нельзя смотреть прямо на солнце. И все же я не встречал ни одного рассерженного наблюдателя за гало, которому пришлось бы прибегнуть к помощи собаки-поводыря. Должно быть, мы эволюционировали так, что изначально не склонны подвергать себя подобным опасностям. Однако же, во избежание дорогостоящих судебных процессов, повторю еще раз: наблюдая за гало-феноменами, следует прикрывать глаза от солнца ладонью или укрываться за деревом, иначе вам больше никогда не придется наблюдать за чем бы то ни было, не говоря уже об облаках.
Конечно же, если гало-феномены, порождаемые перистослоистыми облаками, возникают в лунном свете, что тоже иногда случается, смотреть на них совсем не опасно. Но поскольку свет луны значительно слабее солнечного света, их обычно можно заметить только в полнолуние. Однако даже в этом случае свет недостаточно ярок для того, чтобы мы могли различать разные цвета.
***
Хотя спектральная улыбка перисто-слоистого облака и передается в окрестностях зенита широковещательно, ее послание поймет только истинный любитель облаков. Она шепотом поведает ему о тонкостях устройства облака: о том, какой формы составляющие его крохотные кристаллы и как они ориентированы, когда мягко падают в ледяном воздухе на высоте пяти миль над землей.
Однако кристаллы, из которых состоят верхнеярусные облака наподобие перисто-слоистых, далеко не всегда принимают формы шестиугольных пластин или столбиков, ведущих к возникновению световых эффектов. Нередко, когда перисто-кучевое облако без всяких фанфар проносит по небу свой белесый шлейф, оно состоит из мириад кристаллов другой формы. Может быть, они обладают неправильной формой, различаются по размеру и недостаточно чисты для того, чтобы выступить в роли совершенных маленьких призм, однако и в них облако проявляет свою индивидуальность. Каждый претендует на модность, следуя тенденциям верхнего слоя тропосферы, и всякий новый сезон приносит с собой новую великолепную коллекцию стилей, определяемую температурой и влажностью воздуха, в котором они создаются.
Классический вариант для ледяных кристаллов — это, без сомнения, «звездчатый дендрит». Эта модель состоит из шести одинаковых лучей, расположенных в одной плоскости, и каждый луч разветвляется на множество запуганных фрактальных веточек. Их изображения украшают глянцевые страницы фотоальбомов, посвященных снегу. Одни облака слегка отличаются от других, щеголяя то классическими закрученными, то двенадцативеточными дендритами: атмосферные условия, ведущие к их возникновению, до сих пор остаются загадкой. В особенно пышных облаках звездчатые дендриты достигают 5 мм в диаметре.
Менее изысканны, но не менее изящно симметричны «секторные пластинки» — плоские кусочки льда, тоже наделенные шестью лучами, более короткими и угловатыми по сравнению с дендритами. Кажется, что они высечены из тончайших листов льда, причем каждый кристалл сделан по своему собственному лекалу.
Даже если кристалл имеет форму колонны, он совершенно не обязательно обладает совершенством тех призм, которые ведут к возникновению отчетливых гало-феноменов. У «полых колонн» шесть боковых граней, а кроме того, кажется, что в основаниях этих колонн просверлены крошечные конические углубления, как если бы их обработали мастера первоклассного небесного ателье, используя сложнейшие и тончайшие сверла.
Сверкающие секреты ледяной облачной моды: от тончайших «ледяных игл» до похожих на катушки «столбиков с наконечниками», от классических «звездчатых дендритов» от кутюр до более простонародных с виду «обындевевших» отложений.
Особенно длинные и тонкие колонны называют «ледяными иглами». Когда они кружатся в верхних слоях атмосферы, кажется, будто они упали с колен небесной белошвейки. Иногда они растут сперва в одном направлении, а потом, попадая в область, отличающуюся по влажности и температуре, в другом. В этом случае у них узкий центральный стержень с широкой шестиугольной пластинкой на конце, а называют их «столбиками с наконечниками». Время от времени пластинки образуются на обоих концах центрального стержня, как если бы неловкая белошвейка рассыпала не только иголки, но и катушки.
Скорость роста кристаллов в облаке зависит от температуры и влажности окружающего воздуха — и, судя по всему, играет решающую роль в установлении их формы. Чем быстрее растет кристалл, тем более сложную и замысловатую форму он обретет.
Как знает всякий деятель моды, секрет стиля — в сочетаниях. По мере того как кристаллы падают вниз и проходят через разные слои воздуха, в их форме могут возникать разные элементы, в результате чего получаются пластинки, столбики или звездчатые дендриты с дополнительными ветвями, растущими под непонятными углами.
Устремляясь к земле и выпадая в виде снега, ледяные кристаллы встречаются по пути с великим разнообразием влажностей и температур и нередко играют свою особую роль в образовании различных облаков. Поэтому неудивительно, что снег часто принимает форму спутанных клубков отдельных кристаллов — именно их обычно называют «снежинками».
Когда кристаллы проходят через облака, состоящие из капель, их форма становится менее правильной: жидкость намерзает на них в виде «инея», огрубляя их лучи или покрывая их накипью, словно дно чайника. Конечно, они начинают выглядеть более простонародно по сравнению с не подвластной времени от кутюр возвышенных чистых кристаллов.
Несмотря на ошеломляющее разнообразие форм кристаллов, каждый сезон в них повторяется одна и та же тема — а именно число шесть. Количество лучей у звездчатых дендритов и секторных пластинок, количество граней у шестиугольных пластинок и колонн… когда речь заходит о кристаллах, именно шесть становится магическим числом. Это связано со строением молекул воды, в соответствии с которым при образовании кристаллов молекулы соединяются в шестиугольные решетчатые структуры — молекулярные соты.
***
Гало-феномены, производимые облаками, которые состоят из кристаллов льда, — не единственный вид оптических эффектов, возникающих при взаимодействии солнечного света и частиц воды, рассеянных в воздухе. Целый ряд оптических эффектов связан не с перисто-слоистыми облаками, а с другими видами облаков. Эти эффекты можно разделить на три группы:
1) Полосы освещенного солнцем воздуха, разделенные тенями от облаков — например, сумеречные лучи; они воспринимаются благодаря рассеиванию света частицами, взвешенными в воздухе.
2) Явления, наподобие известной всем радуги и менее известных «облачной радуги», «белой радуги» и «глорий», которые наблюдаются, когда солнечный свет отражается от капель воды — либо дождевых, либо тех, из которых состоит туман или облако, — и рассеивается ими.
3) Явления вроде «венцов» и «иризации», возникающие в результате того, что солнечный свет проходит через очень мелкие капли или частицы льда, находящиеся между наблюдателем и Солнцем либо Луной.
Сумеречные лучи, относящиеся к первой группе оптических эффектов, — впечатляющие полосы солнечного света, как будто бы исходящие из густого и пышного кучевого облака, заслоняющего солнце.
Однако это не более чем световые лучи, видимые благодаря рассеивающим эффектам взвешенных в воздухе мельчайших водяных капель (и других частиц). Этих капель недостаточно для того, чтобы получилось облако, однако вполне хватает для рассеивания света, в результате которого на фоне затененного неба выступают освещенные солнцем полосы. Сходным образом становятся доступны нашему зрению лучи солнечного света в католическом костеле, где курится ладан, и в дымной атмосфере еще одного места вечернего паломничества — местного бара. Хотя прямые лучи солнца, проходящие через атмосферу, практически параллельны друг другу, по законам линейной перспективы мы воспринимаем их расходящимися.
Сумеречные лучи на барочной фреске в базилике Святого Креста в итальянском городе Амальфи дают понять, что изображенный на фреске голубь — это Святой Дух.
Сумеречные лучи появляются между тенями облаков, когда солнечный свет рассеивается твердыми частицами и каплями воды в атмосфере.
Даже зная, откуда берутся сумеречные лучи, трудно не приписать им божественное происхождение. В эллинистическом и романском искусстве императоры часто изображались в короне из лучей, именуемой «лучистым венцом». Эти лучи символизировали связь императора с богами Солнца — Гелиосом и Солем, а также считались знаком посмертного обретения божественности. В ходе становления христианства этому символу пришло на смену дисковое гало, названное «нимбом»: считалось, что лучи венца слишком уж ассоциируются с язычеством.
Дисковый нимб в христианском искусстве символизировал духовную природу его обладателя вплоть до раннего Возрождения, когда, на фоне общего стремления к натурализму художники стали отказываться от изображения нимба над головой человека.
В итальянском искусстве конца XVI века, что особенно заметно в произведениях Тинторетто, вновь начали появляться вспышки солнечных лучей. Поскольку лучистый венец часто встречается в природе в виде сумеречных лучей, художники сочли его более натуралистичным способом ознаменования божественности персонажа. В эпоху барокко этот символ стал общепринятым и продолжал оставаться таковым впоследствии. И действительно, разве можно не поддаться искушению признать сумеречные лучи божественными? Они исходят из-за облака, как если бы их испускала какая-то недоступная глазу точка в небе — не иначе как место, где обитают боги.
Впервые я увидел сумеречные лучи четырехлетним мальчиком. Мама везла меня в детский сад на заднем сиденье своей легковушки. Я не мог отвести взора от золотых лучей, вырывающихся из-за пышного кучевого облака. Вот тогда-то я впервые в жизни посмотрел прямо на облако — и задался вопросом, что это такое. Именно сумеречные лучи заставили меня задуматься. (Недавно мама рассказала мне, что, глядя вверх на открывшуюся мне картину, я сообщил, что вижу «бесшумные молнии».)
Помимо сумеречных лучей, существуют еще и противосумеречные. Они кажутся исходящими не из солнца, а с противоположной стороны неба — из так называемой «антисолиечной точки». Поэтому, чтобы увидеть их, нужно повернуться к солнцу спиной. Подобно сумеречным лучам, они тоже наблюдаются вследствие различия в оттенках освещенного и затененного воздуха вокруг облака. Те участки неба, куда солнечный свет не попадает и, как следствие, не рассеивается взвешенной в воздухе влагой, кажутся темнее прочих. И вновь, в соответствии с законами перспективы, противосумеречные лучи сходятся и идут на убыль по мере удаления от наблюдателя.
Если же в воздухе недостаточно влаги, и лучей поэтому не разглядеть, одни облака могут отбрасывать тень на другие. Эти тени выглядят как странные темные полосы на слое облаков, более удаленном от солнца. Особенно удивительное зрелище предстает перед наблюдателем тогда, когда солнце низко, и облако, отбрасывающее тень, прячется за горизонтом.
***
Радуга относится к группе оптических эффектов, объясняемых взаимодействием солнечного света с капельками воды — например, с дождевыми каплями диаметром около 1 мм, которые отражают свет в глаза наблюдателю, когда он отворачивается от солнца.
Чаще всего радуга наблюдается одновременно с конвекционными облаками вроде мощных кучевых или кучево-дождевых, представляющих собой не облачные слои, а единичные облака, из которых выпадают осадки. Поскольку облака не примыкают друг к другу вплотную, между ними вполне может пробиться прямой солнечный свет, который и освещает идущий дождь.
Солнечный свет проникает сквозь дождевые капли и, отразившись от их дальней внутренней поверхности, устремляется обратно в направлении солнца. Световые волны разной длины, из которых складывается солнечный свет, по-разному отклоняются, когда проникают внутрь капли и выходят наружу, и благодаря этому отделяются друг от друга. Мы воспринимаем волны разной длины как разные цвета.
Добраться до конца радуги невозможно, а сверкающая солнечная дорожка на поверхности моря всегда будет вести только к вам, и больше никуда.
Каждый из нас, стоя в определенном месте, увидит радугу по-своему. Капли, находящиеся между точкой наблюдения и радугой (на расстоянии от полумили до полутора миль), отражают часть солнечного света в глаза наблюдателя. Одни капли при этом отражают желтую часть спектра, другие фиолетовую и т. д. Это означает, что, если наблюдатель переместится в другую точку, отражать свет ему в глаза будут уже другие капли. Надеюсь, это поможет вам оставить тщетное и, я бы сказал, унизительное стремление отыскать конец радуги. С тем же успехом можно сесть в катер и кататься на нем туда и обратно, пытаясь убежать от начала солнечной дорожки на поверхности моря.
Должно быть, среди прочих небесных услад радуга наиболее знакома читателю. Но часто ли мы, глядя на радугу, вдаемся в детали? Многие ли замечали, что небо внутри радуги ярче, чем снаружи? А многим ли доводилось увидеть вторую, более тусклую радугу над первой? И обращали ли вы внимание, что цвета в ней расположены в обратном порядке? А многие ли видели «темную Александрову полосу»? Это не название рок-группы из Мидлсбро, а обозначение темного участка неба между составными частями двойной радуги. Впервые его описал Александр из Афродизии около 200 г. и. э. А замечал ли хоть кто-нибудь слабые голубые либо лиловые дуги, иногда появляющиеся непосредственно под яркой первичной радугой? Они называются «добавочными радугами» и возникают из-за интерференции световых волн, слегка не совпадающих по фазе вследствие того, что свет отражается разными частями водяных капель. К интерференции световых волн мы еще вернемся.
Облачная радуга появляется редко и только в том случае, когда солнечный свет попадает на капли воды меньшего размера в облачном слое. Как и в случае с обычной радугой, солнце должно светить из-за вашей спины. Облачная радуга окрашена в те же цвета, что и обычная, однако эти цвета спокойнее и расплывчатее, а сама радуга значительно шире.
Туманную, или белую, радугу можно увидеть, когда солнце светит сквозь брешь в тумане из-за спины наблюдателя. Эта радуга не окрашена в разные цвета, ее дуги выглядят как призрачные нечеткие кольца белого света. Мельчайшие капли тумана (едва ли не 0,02 мм в диаметре), сходные по размеру, приводят к тому, что световые волны, отражаясь в направлении наблюдателя, интерферируют друг с другом.
Тесно связано с белой радугой еще одно, куда более разноцветное явление, до сих пор не нашедшее удовлетворительного объяснения, — так называемые «глории». Глория появляется вокруг тени наблюдателя, когда он смотрит на находящееся ниже облако или туман, а солнце светит у него из-за спины. Понятное дело, чаще глории доводится наблюдать тем, кто путешествует по горам, а не обитателям равнин.
Нежные волны перисто-слоистого волнистого облака (Cirrostratus undulatus), разрушенные телеантенной.
Вокруг отбрасываемой на облако и обычно искаженной за счет перспективы тени от головы наблюдателя возникает подобный нимбу радужный ореол. Это сверхъестественное видение называют иногда «брокенским призраком». Оно получило такое название в честь горы Брокен — высочайшей вершины Гарца, горного массива в Германии. Туман или дымка окутывают Брокен до трехсот дней в году, поэтому глории наблюдаются там довольно часто.
Если вы путешествуете не в одиночку, то, увидев подобный световой эффект вокруг собственной тени, не заметите глорий вокруг теней ваших спутников. Каждый из них, в свою очередь, увидит глорию только вокруг собственной тени. Так что это самый эгоистический среди оптических феноменов.
Однако и у тех, кого на Брокен, равно как и на любую другую горную вершину, калачом не заманишь, есть шансы увидеть глорию. Иногда этот эффект можно наблюдать из иллюминатора самолета. Если самолет пролетает над подходящими облаками (состоящими из мельчайших капелек, практически совпадающих по размеру), тень самолета будет окаймлена разноцветной глорией.
***
Оптические эффекты, принадлежащие к третьей группе, возникают при наблюдении солнечного света через тонкий слой частиц воды (капель или ледяных кристаллов) очень маленького размера — около 0,01-0,02 мм.
Пример этого типа эффектов — венцы, появляющиеся вокруг солнца или луны, когда их заслоняет «молодое», едва образовавшееся облако, состоящее из водяных капель одинакового размера.
Как правило, венцы образуются в тонких, только что сформировавшихся облаках среднего яруса — высоко-слоистых, однако иногда наблюдаются и в сочетании с высоко-кучевыми, перисто-кучевыми и перистыми облаками. Люди чаще замечают венцы вокруг луны, поскольку она не так слепит, как солнце, и на нее можно смотреть в упор. Правильный венец представляет собой не кольцо (как упомянутые выше гало), а центральный белый диск, или «ореол», в несколько раз шире луны, окруженный цветными кольцами. Цвета обычно выстроены в следующем порядке: желтобелый диск, окружающий луну, далее — красно-коричневый обод, а за ним — бледные пояса голубого, зеленого и, наконец, красного цвета. Время от времени снаружи от них видно еще несколько цветных колец.
Диаметр венца зависит от размера капель, из которых состоит облако (чем крупнее капли, тем меньше венец), поэтому, когда мимо полной луны проносятся разные слои тонких облаков, венец может то расширяться, то сжиматься.
Световые эффекты возникают вследствие того, что капли или кристаллы встают на пути лучей света. Однако, чтобы эта блокировка света сказалась на воспринимаемых цветах, отдельные частицы должны быть очень маленького размера. Световые волны точно так же огибают частицы, составляющие облако, как морские волны огибают препятствия вроде края волнореза. Появление цветных колец вокруг центрального светящегося диска венца обусловлено тем, что волны разной длины, из которых состоит солнечный свет, отклоняются частицами под разным углом, и световые волны, отраженные от какого-либо из боков каждой капли, интерферируют друг с другом.
Венец воспринимается отчетливо и содержит чистые цвета, только если облачный слой достаточно тонок. Если же облако толще, свет, проходя через множество встречающихся у него на пути частиц, становится более расплывчатым.
Поскольку венец возникает вследствие того, что солнечный свет огибает препятствия, сообразительный читатель не удивится, узнав, что для венца годится облако, состоящее не только из капель или ледяных кристаллов, но даже из непрозрачных частиц — таких, например, как цветочная пыльца, которую заносят в атмосферу сильные ветры. А пепел и капли гидросульфатов, попадающие в атмосферу в ходе извержения вулкана, приводят к возникновению венца, известного как «кольцо Бишопа» — первым это явление описал Серено Бишоп, пронаблюдав его в Гонолулу после извержения вулкана Кракатау в 1883 г.
Последний из облачных оптических эффектов, и один из наиболее выразительных, тесно связан с венцами и носит название «иридесценции» или «иризации». Ирида — древнегреческая богиня радуги, вестница Зевса и Геры, передававшая их послания и повеления смертным земным жителям. Однако ее имя используется теперь для обозначения вовсе не радуги, а прекрасной перламутровой бахромы, появляющейся по краям облаков среднего и верхнего ярусов.
По сути дела, эти цветные полосы — части венца. Обычно они выглядят волнообразно, поскольку к краю облака размер капель воды или кристаллов льда уменьшается вплоть до полного испарения в атмосферу.
Иризация характерна для волнистых облаков: например, для похожих на НЛО чечевицеобразных высоко-кучевых облаков — Altocumulus lenticularis. Капли образуются с одной стороны такого облака и испаряются с другой, и при этом их постоянно перемещает создающий эти облака воздушный поток. В результате их размер остается минимальным: им просто некогда расти и соединяться с другими каплями в более крупные. А поскольку облака нередко заслоняют солнце, делая его свет менее слепящим, иризация наблюдается чаще целого ряда прочих оптических эффектов.
Что уж тут поделать, если в честь Ириды названо явление, не имеющее отношения к радуге, богиней которой она была? К счастью для этой богини, иризация, благодаря особенно насыщенным и чистым цветам — еще более заманчивый и прекрасный оптический эффект.
***
У каждого облака есть свое место под солнцем. Каждое по-своему забавляется с солнечным светом. Одни, словно и китайском театре теней, отбрасывают тень на соседние облака, другие просто преграждают путь солнечным лучам, словно шалун, заслоняющий пятерней свет фонарика. Одни разделяют цвета спектра и сводят их воедино, благодаря тому что составляющие их капли отражают свет в направлении наблюдателей, буде таковые найдутся. Другие же предпочитают выражать себя в дожде — вне всякого сомнения, им доставляет удовольствие смотреть, как отдельные капли преломляют и отражают свет, образуя радугу. Каждое облако по-своему искажает свет, разделяя его на пряди, словно шерсть, и вновь воссоединяя эти пряди. Что до меня, то среди всех оптических эффектов мне ближе прочих не самое яркое сияние гало, создаваемых перисто-слоистыми облаками.
Возможно, причина в том, что тонкий белесый слой кристаллов льда наименее различим по сравнению с остальными облаками. Мне порой кажется, что эта безмолвная пелена особо не возражает против того, чтобы остаться незамеченной. И правда, зачем перисто-слоистому облаку громогласно возвещать о своих достижениях? Оно должно быть вполне довольно своим плавно струящимся каскадом ледяных призм, творящим оттенки ярче, чем цвета самой радуги, поддразнивающим наше одно-единственное Солнце «ложными солнцами» и, наконец, меняющим ход истории человечества.
А ведь я совсем забыл рассказать как.
Если слова «Нос signo victor eris» были начертаны в небе рукою Господа, то явленный одновременно с ними символ (если можно опираться на изображения лабарума, представленные на римских монетах в честь победы Константина) был, без облачной тени сомнения, нарисован нежной леденистой рукой перисто-слоистого облака.
На редкой монете «Spes public», отчеканенной в Константинополе в 327 г. н. э., наиболее отчетливо представлена военная символика Римской империи, повсеместно введенная в обиход после видения Константину и его войску, случившемуся полутора десятилетиями раньше. На монете изображен лабарум, а под ним — хоругвь с тремя кругами.
Когда солнце находится на высоте 22° над горизонтом, может возникнуть впечатление, что улыбка около-зенитной дуги касается 46-градусного гало. Если же в облачном покрове есть бреши, в результате чего под аркой видна только часть гало, эффект будет не так уж сильно отличаться от креста в основе Константинова лабарума. А вертикаль Р, тоже входящая в его состав? Это, конечно же, солнечный столб. А три кружка на свитке под лабарумом} Что ж, это, само собой разумеется, Солнце и два паргелия, или «ложных солнца», по обе стороны от него.
Бронзовая монета «Spes public» с изображением Римской военной символики, в основу которой легло чудотворное небесное видение Константина.
Разве не правдоподобно звучит следующее объяснение? За день до битвы у Мильвийского моста ледяные кристаллы перисто-слоистого облака в небе над Константином и его армией могли оказаться такого размера и расположиться в таком порядке, а Солнце могло подняться на такую высоту, чтобы примерно в одно и то же время в небе появились все четыре гало-феномена. Ну ладно, пусть это маловероятно, но все-таки возможно.
А если все так и было, то разве в итоге они не сложились бы в образ, подобный военной символике, изображенной на римской монете?[115] Почему бы Константину не узреть крест, состоящий из околозенитной дуги, которую пересекало неполное 46-градусное гало, а также устремленный вниз солнечный столб? Почему бы ему не увидеть три светящихся шара: Солнце и два «ложных солнца» по бокам? Почему бы тому самому дню накануне битвы у Мильвийского моста не стать ключевым моментом в истории облаковедения?
Конечно же, читатель вправе поднять на смех саму идею о том, что перисто-слоистые облака способствовали распространению христианства на Западе. По здравому размышлению, он может не так уж и ошибаться: это вполне могли оказаться обычные перистые облака, которые тоже ведут к образованию гало-феноменов.
Будем помнить…
Глава 11
ПРОЧИЕ ОБЛАКА
Сопутствующие облака, добавочные элементы, а также стратосферные и мезосферные облака
Конечно, десять основных родов облаков могли бы забрать всю славу себе, однако не следует забывать и о менее известных членах облачного семейства.
Одни из них называются «сопутствующими облаками». Это облака-компаньоны, по одиночке они не ходят, а появляются только в том случае, если в небе присутствует облако одного из десяти главных родов. Будучи всегда в центре событий, они порой до того увлекаются, что в ходе «метеопревращений» полностью теряются в том облаке, которому сопутствуют.
Другие вообще не считаются облаками как таковыми, а именуются «добавочными элементами» большой десятки. Впрочем, классификация облаков — дело, гак сказать, туманное, поэтому решение о том, что считать облаком, а что не считать, часто оказывается не более чем результатом договоренности между членами мирового метеорологического сообщества. Но, по-моему, было бы не вполне честно отказывать некоторым из этих пышек в чувстве собственного достоинства, которое, несомненно, сопутствовало бы их признанию в качестве полноценного облака, а не просто «добавочного элемента».
Напротив, «стратосферные» и «мезосферные» облака считаются облаками в полном смысле этого слова. Они образуются высоко в атмосфере, зачастую на много миль выше тропосферы, где обретаются все остальные облака. Со столь заоблачных высот эти таинственные обитатели небесного царства взирают вниз на всю прочую братию с надменным бесстрастием.
СОПУТСТВУЮЩИЕ ОБЛАКА
Облачная шапка
Облачная шапка (pileus) — своего рода начес из переохлажденных капель, который носят исключительно модники из семейства кучевых облаков. Если время от времени смотреть на небо, порой можно заметить кучево-дождевое облако или его младшего братишку — мощное кучевое облако, щеголяющих этой франтоватой прической.
Облачная шапка образуется, когда вертикальные конвекционные струи в одном из этих возвышающихся облачных нагромождений выступают в качестве препятствия для горизонтального воздушного потока над облаком. Влажная струя воздуха подталкивается вверх образующимся внизу облаком. При подходящих условиях состоящий из водяного пара волнообразный гребешок, который формируется при прохождении воздуха над облаком, остывая, частично конденсируется в капли.
Процесс образования облачной шапки почти не отличается от орографического образования волнистых облаков (например, относящихся к разным видам чечевицеобразных — lenticularis) при натекании воздушных потоков на горные массивы. Капли внутри облачной шапки так же движутся вместе с воздухом сквозь облако, появляясь с одной его стороны и исчезая с другой. Это придает пышной макушке конвекционного облака чудесный вид, как если бы прическу укладывали феном.
Облачная шапка — прическа, которую носит облако.
Однако облачная мода куда более преходяща, нежели любая другая. Поэтому конвекционное облако продолжает расти, и его верхушка вскоре пронзает облачную шапку насквозь. Проходит несколько минут, и прическа сползает облаку на плечи. Приходится бедняжке путешествовать дальше в унизительно перекошенном паричке.
Разорванно-дождевые облака
Разорванно-дождевые облака (раппus) — темные клочья конденсированной влаги, образующиеся в насыщенном воздухе во время дождя. Если ветер тихий, они висят, словно темные заплаты, под основанием дождевого облака. В случае же сильного ветра они выглядят куда более растрепанно и беспокойно мечутся, словно духи, не успевшие укрыться от дождя.
Чтобы заметить разорванно-дождевое облако, нужно питать особый интерес к облакам.
Чаще всего разорванно-дождевые облака наблюдаются под дождевыми, слоисто-дождевыми, мощными кучевыми и высоко-слоистыми облаками. Однако не стоит откладывать важные дела только ради того, чтобы взглянуть на такое облако. Едва ли оно способно вызвать восторги публики: ведь это не более чем обрывки слоистого облака, которые только с большой натяжкой можно назвать прекрасными. Люди нечасто видят привидения. Еще реже они видят разорванно-дождевые облака.
Но коль скоро вы все-таки заметите разорванно-дождевое облако, не сомневайтесь: если дождь из облака над вами до сих пор не пошел, то он вот-вот начнется. В отличие от распространяющихся и утолщающихся перистых облаков, предупреждающих о том, что дождь пойдет где-то через день, разорванно-дождевые облака дают трехминутное предупреждение. Для насыщенного дождем воздуха достаточно малейшего восходящего воздушного потока, чтобы влага сконцентрировалась в водяные капли, и в воздухе образовались призрачные клочья разорванно-дождевого облака.
Вуаль
Название этого облака происходит от латинского слова velum, означающего «покров», а само воздушное образование похоже па облачную шапку, хотя и покрывает значительно большие участки неба. Обычно оно образуется, когда группа крупных кучевых или кучево-дождевых облаков совместными усилиями поднимает вверх устойчивый слой влажного воздуха. Вуаль не обязательно формируется в воздушном потоке, подобно облачной шапке. Она просто висит в воздухе, расширяясь раструбом, словно пачка балерины.
Эту юбку, расходящуюся от конвекционного облака, можно лицезреть как раз тогда, когда облако поднимается сквозь нее в небеса. На самом деле вуаль настолько устойчива, что нередко продолжает висеть в воздухе еще довольно долго после того, как сами конвекционные облака раскланяются и покинут сцену.
ДОБАВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Хобот
Хобот (Tuba) — облако, указующее перстом в направлении земли. В ясную погоду дети частенько пытаются дотянуться до пышной груды кучевого облака и прикоснуться к нему. Разве же можно попрекать облако тем, что ему интересно, какова на ощупь земля? Однако чтобы накопить для этого достаточно энергии, облаку приходится изрядно покрутиться.
Хобот образуется, когда облаку не терпится узнать, какова на ощупь земная твердь.
Вокруг и внутри сильных восходящих воздушных потоков, связанных с кучево-дождевыми и мощными кучевыми облаками, может образоваться воронка из вращающегося воздуха, наподобие той, что образуется в ванне с водой, когда вынимаешь пробку. Вследствие этого вращения, которое действует так же, как и падение атмосферного давления, воздух вырывается из центра воронки. Когда же давление падает, воздух охлаждается, в результате чего часть водяного пара конденсируется, и образуются капли.
Хобот — это столб или конус, спускающийся вниз из середины одной из таких воронок. Это первый признак надвигающегося смерча или урагана, а если облако входит в состав особо неистового многоячейкового или суперъячейкового грозового облака, то и особенно мощного торнадо.
Однако они далеко не всегда достигают поверхности земли. Чаще облако падает духом прежде, чем коснуться земной тверди. А может быть, ему известно, что настанет день, когда оно еще вернется в другом обличье: не в виде конвекционного облака, а туманом или дымкой. Вот тогда-то оно будет обниматься с землей до тех пор, пока ему до смерти не надоест.
Наковальня
Наковальня (incus) — полог из ледяных частиц, распространяющийся над кучево-дождевым облаком в поперечном направлении. Не каждое кучево-дождевое облако расширяется подобным образом вбок: это характерно только для облаков, высота которых такова, что они не могут не столкнуться с сильной температурной инверсией в тропосфере — например, с тропопаузой (это переходный слой между тропосферой и стратосферой, выступающий в качестве термального колпака над поднимающимся вследствие конвекции воздухом).
По мере расширения кучево-дождевое облако принимает форму наковальни. Поскольку последняя встроена в общую структуру облака, она, по сути, не кажется отдельным облаком — конечно, за исключением тех случаев, когда после дождя от кучево-дождевого облака ничего не остается, а шлейф из кристаллов льда продолжает тянуться за ним высоко в небе.
Наковальня — навес из кристаллов льда над кучево-дождевым облаком.
Должно быть, именно по этой наковальне скандинавский бог Тор, будучи не в духе, ударяет своим грозовым молотом. Как известно читателю, оттуда-то и берутся раскаты грома.
Вымя
Вымеобразные облака по-латыни называются «mamatus», что означает «груди». Они могут появиться с внутренней стороны самых разных облаков: перистых, перисто-кучевых, высоко-кучевых, высоко-слоистых, слоисто-кучевых, кучево-дождевых. Целое поле гладких округлых грудей — до чего выразительно это зрелище!
Наибольшее впечатление они производят в сочетании с могучим кучево-дождевым облаком. «Вымя» образуется на нижней части наковальни: оно появляется, когда верхняя часть наковальни остывает, излучая тепло в верхние части атмосферы, и более холодный воздух опускается вниз. Если воздух под облаком относительно теплый и влажный, водяные пары в результате смешивания с холодным воздухом конденсируются в водяные капли. Этот процесс сродни конвекционным потокам, формирующим кучевое облако, только наоборот: если в случае с кучевыми облаками воздух, нагревающийся над землей, поднимается вверх, и в результате образуется облако, то в данном случае воздух, ведущий к облакообразованию, остывает в верхней части тропосферы и проникает вниз.
«Вымя» — похожие на груди выступы, свисающие под наковальней кучево-дождевого облака.
На облаках других типов «вымя» выглядит не столь выразительно. В целом эти образования кажутся округлыми и налитыми, только когда где-то поблизости сильная гроза. Чем мощнее кучево-дождевое облако, тем полнее «вымя».
Грозовой вал
Многие сопутствующие облака и добавочные элементы образуются вокруг и внутри весьма эгоистичных кучево-дождевых облаков. Этому общему правилу подчиняется и грозовой вал (arcus). Это низкий горизонтальный передний фронт грозы, мчащийся впереди нее и выглядящий как внушительный зловещий риф на облаке.
Формирование грозового вала характерно для кучево-дождевых облаков, соединившихся в многоячейковое или даже в суперъячейковое образование. Создают его сильные нисходящие потоки холодного воздуха: достигая земли и обгоняя грозу, они растекаются, внедряясь под теплый воздух и поднимая его вверх, в результате чего образуется облако.
Риф на облаке, называемый грозовым валом, появляется у основания кучево-дождевого облака.
Грозовой вал подобен рифу в общей штормовой неразберихе у основания грозового фронта.
Полосы падения и осадки
Облако считается дающим осадки, если из него идет дождь, снег, дождь со снегом, град, снежные зерна, ледяная крупа — да что угодно, лишь бы они достигали земли.
Если в процессе падения осадки проходят через область теплого и/или сухого воздуха, они могут испариться до того, как коснутся земной поверхности. Очевидно, что гак чаще бывает с облаками верхнего яруса, поскольку выпадающим из них осадкам приходится преодолеть изрядное количество воздушных слоев.
Полосы падения под высоко-кучевыми облаками делают их похожими на стайку небесных медуз
Отверстие, образованное полосой выпадения осадков, в слое перисто-кучевых облаков.
Часто из облаков верхнего яруса выпадают ледяные кристаллы, которые успевают пройти некоторый путь по направлению к земле, прежде чем испариться. Эти падающие вниз и постепенно тающие кристаллы именуются полосами падения (vigra). С виду они напоминают клочковатые усики у основания облака, что делает его похожим на медузу. Когда полосы падения появляются под более низкими облаками, обычно они состоят из постепенно испаряющихся капель воды. Так или иначе, они выглядят волнистыми или наклонными по той причине, что осадки, выпадая, встречаются по пути с различными потоками ветра.
Перистые облака во многом похожи на полосы падения, поскольку сами представляют собой не более чем полосы выпадения кристаллов льда. Поэтому говорить о полосах падения, выпадающих из перистого облака, было бы тавтологией, однако под такими облаками, как кучево-дождевые, кучевые, слоисто-кучевые, слоисто-дождевые, высоко-кучевые, высоко-слоистые и перисто-кучевые, они возникают регулярно.
В последних двух случаях они иногда появляются в отверстиях, образуемых полосами выпадения осадков. Это круглые отверстия, возникающие в слое переохлажденных капель жидкости, когда капли начинают замерзать и превращаться в кристаллы. Вырастая, кристаллы падают вниз в виде полосы падения, а на их месте остается весьма эффектная дыра. На самом деле это куда более распространенное явление, чем могло бы показаться читателю.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 735; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!