Практически в любое время года в России можно увидеть на небе облака. Они бывают разных форм, размеров, а также цветов. Еще с древности люди научились предсказывать по ним погоду на ближайшие часы. Не нужно быть метеорологом, чтобы понимать: если облака быстро движутся навстречу, значит будет сильный ветер, а если небо закрыла темная пелена – скоро начнется дождь. И если такие вещи являются общеизвестным фактом, то как формируется цвет облаков, почему одни белые, другие – серые, для некоторых остается загадкой.
История изучения облаков
Первые попытки изучить это природное явления были предприняты в XVIII веке, когда изобрели воздушные шары. Исследователи поднимались в воздух и долетали до нижних слоев облаков.
Практически сразу установили, что “белый пар”, летающий над землей, состоит из водяных или ледяных частиц, в зависимости от температуры. Так появилась теория, что облака – это водяные испарения, которые поднялись вверх и соединились. А поскольку частицы обладают малой массой, их скорость восходящего потока выше скорости падения. Именно поэтому появление облаков не сопровождается выпадением осадков.
Дождевые облака возникают в результате конденсационных процессов. Жидкость собирается в капли, которые весят намного больше, чем остальные частицы. Восходящий поток уже не может поддерживать их в воздухе, и они падают за счет силы тяготения, образуя дождь.
Поняв природу облаков, люди начали изучать составляющие их частицы. Изначально предполагалось, что эти частицы представляют собой микроскопические пузырьки, наполненные воздухом, покрыты тонкой водяной оболочкой и получили название “везикюли”.
В 1880 году везикюлярную теорию опровергли. Ученые детально изучили частицы на микроскопическом уровне, установили, что они полностью состоят из влаги или льдинок.
Интересный факт: размер частиц зависит от высоты, на которой расположено облако. В ближайших к земле скоплениях могут быть до 0,035 мм, а на высоких слоях величина достигает только 0,006 мм.
Примерно в тот же период было доказано, что в облаках содержатся микроскопические частицы пыли или других твердых веществ, причем без них невозможно появление самого облака. Миллиарды пылинок парят в воздухе, собирая на себе крошечные частички влаги. Этот “рой” постепенно накапливает влагу, в ходе чего превращается в облако.
Все эти факты люди установили в конце XIX века. С тех пор люди не перестают изучать облака.
Виды облаков
Существует несколько типов облаков, отличающихся структурой и внешним видом. Причем каждый класс парит над землей на определенной высоте.
В пределах 3 км над уровнем моря можно наблюдать кучевые, слоистые и дождевые облака. Они могут похвастаться высокой плотностью. Выше находятся различные виды перистых скоплений, обладающих структурой волокон.
Интересный факт: кучевые облака обычно не поднимаются выше 2 км над уровнем моря из-за большого веса водных частиц. До того, как они окажутся высоко, осадки начинают выпадать.
Почему облака белые, а тучи серые?
Цвет напрямую зависит от количества жидкости и ее плотности на единицу объема. Когда солнечные лучи попадают на облако, свет отражается от водных частиц в разные стороны, и его часть задерживается, не доходя до земли. Это отчетливо можно наблюдать, когда облако закрывает Солнце, и под ним появляется тень.
Цвет облачных скоплений напрямую зависит от количества частиц, встречающихся на пути солнечных лучей к земле. Чем их больше, тем больше света задерживается и поглощается, соответственно, в этом месте проступает серая область.
У туч на единицу объема приходится большое количество крупных частиц, которые сильно препятствуют прохождению света. Из-за этого вся ее область кажется не белой, а серой.
Облака поглощают солнечные лучи, не давая им в полном объеме доходить до земли. Чем выше в них плотность скопления водных частиц на единицу объема, тем темнее выглядит облако, поскольку задерживает больше света. У туч плотность слишком высока, и они пропускают сквозь себя мало лучей, из-за чего кажутся серыми.