Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков

Кучевое облако с гудящим нутром, потревоженное конвекционными течениями, может стать непредсказуемым, демонстрируя свой крутой нрав. Если смотреть на него с земли, движения внутри облака кажутся едва заметными, однако следует помнить, что при взгляде на предмет издалека создается впечатление, что он движется медленнее (реактивный самолет высоко в небе ползет со скоростью улитки). В действительности турбулентность может быть очень даже сильной. Как только она начинается, безобидное кучевое плоское облако, облако хорошей погоды, за несколько часов вырастает в огромное кучевое мощное, чье темнеющее основание грозит внезапными и сильными ливнями.

Каким образом кучевое плоское облако умудряется так вырасти? Подобный вопрос может возникнуть у каждого любителя облаков. Если кучевое облако, формирующееся на восходящем потоке, потом относит ветром (а это случается нередко — низкие облака медленно проплывают у нас над головами), почему тогда воздух внутри облака поднимается выше и выше, образуя волнистую башню? Если восходящий поток остается позади, что заставляет воздух подниматься? Тут в самый раз вспомнить про лавовую лампу: капельки масла в ней поднимаются, остывают, сжимаются и снова опускаются. Почему бы и воздуху в растущем кучевом облаке не вести себя так же?

Все дело в таком явлении, как скрытая теплота. Отбросьте ваши предубеждения и нелюбовь ко всему, что напоминает уроки физики, и послушайте, что я вам скажу, — это важно для понимания того, как ведет себя игривое и беспечное кучевое облако, облако хорошей погоды. Вспомните Констебля: "Мы ничего не видим по-настоящему до тех пор, пока не поймем это". Конечно, любой может наслаждаться картиной с великолепно переданным облачным небом, однако мне кажется, что, чем лучше вы поймете мотивы поведения облаков, тем большая красота откроется вам.

Скрытая теплота конденсации — это теплота, которая высвобождается, когда свободно передвигающиеся молекулы воды объединяются в капли жидкости; именно это происходит в кучевом облаке, когда оно формируется на гребне восходящего потока. Итак, вода, превращаясь из пара в жидкость, выделяет в окружающее пространство теплоту.

Возможно, данное явление легче уяснить, рассуждая от обратного: когда жидкость переходит в пар, из окружающего пространства забирается теплота. Если так понятнее, то рассмотрим пример: капли пота у меня на бровях, когда я летним днем выхожу на пробежку. (Все — и пот, и брови, и летний день — сплошная фикция, потому как вообще-то бегом я не увлекаюсь.)

Пот испаряется с моего лба под воздействием легкого ветерка; молекулы воды забирают с собой теплоту, в результате чего лоб становится прохладнее (что спасает меня от теплового удара). В принципе, нет ничего сверхъестественного в предположении, что молекулы моего пота могут быть подхвачены восходящим потоком, образующимся над полем, вокруг которого я бегу, что они могут подняться вместе с вихревыми течениями воздуха и в процессе набора высоты остыть.

Таким образом, во время моей пробежки может образоваться кучевое облако.
1. Тепло с моего лба уходит вместе с невидимыми каплями пота (отдельными молекулами), испаряющимися в воздух.
2. Часть испарившейся влаги подхватывается потоком теплого воздуха, восходящим над полем, вокруг которого я бегаю.
3. Поток воздуха поднимается и остывает; часть поднявшегося с ним пара снова превращается в видимые капельки, образуя кучевое облако. Высвобождающаяся при этом теплота сообщает окружающим воздушным массам большую активность: они поднимаются выше, формируя облако.
4. По мере образования все большего числа капель высвобождается теплота, со временем облако может перерасти в кучевое мощное, вода из которого снова прольется на землю.
5. Бегать трусцой я не люблю. Так что данный пример приведен исключительно для наглядности.

Далее молекулы могут достичь высоты, на которой воздух остывает до такой степени, что побуждает их снова объединиться — в облачные капли. Теплота, которую молекулы пота забрали с собой, испаряясь со лба, снова высвобождается в процессе формирования капель в облако. Теплота, высвобожденная по мере конденсации водяного пара, и является тем, что ученые называют скрытой теплотой; в процессе образования больших кучевых облаков из маленьких она играет ключевую роль.

Когда образовавшиеся капли отдают свою скрытую теплоту, окружающий воздух слегка нагревается, расширяется, становится более подвижным и поднимается на еще большую высоту. Скрытая теплота, высвобождающаяся внутри кучевого облака, является причиной роста облака в высоту. Теплота побуждает воздух подниматься выше — вот почему кучевые облака становятся такими пушистыми холмиками.

Таким образом, кучевые облака из плоских способны превращаться в средние и даже уходящие высоко вверх мощные, причем делают это по собственному желанию. А кучевые мощные облака могут снова пролиться дождем. Ну а я, вполне возможно, буду как раз в этот момент наматывать круги. И молекулы воды, которые отправились в путешествие в виде моего пота, упадут уже в виде дождевых капель опять же мне на лоб.

Подобный замкнутый круг, бессмысленный по сути своей, и является той самой причиной, по которой я не занимаюсь бегом трусцой.