Размеры и число облачных капель

Кто не видел облаков самого различного типа - от огромных грозовых туч до тонких слоев тумана? Правда, туман обычно не относят к понятию "облако", но тем не менее он обладает большинством свойств облаков. Вы, вероятно, наблюдали тонкие темные однородные облака, получившие название "слоистых". Их можно рассматривать как туман, поднявшийся на несколько сотен метров над поверхностью земли.

Рис. 6. Спектр размеров капель для трех различных видов облаков

Спектр размеров капель облака различен не только для разных типов облаков. Он различен и для облаков одного и того же типа. Фактически характеристики капель даже одного и того же типа облаков изменяются в широких пределах в зависимости от района и времени взятия пробы. Но при всех этих колебаниях спектры капель облаков различных типов существенно отличаются друг от друга. На рис. 6 показано число капель разных размеров для трех видов кучевых облаков.

Кучевые облака хорошей погоды - это небольшие белые пушистые облака. Их толщина редко достигает 1000 м, чаще же она не превышает 300 м. Эти облака никогда не дают дождя. Кучевые облака состоят из большого числа очень мелких капель. Максимальный диаметр их в большинстве облаков не превышает 50 микрон, а концентрация - более 300 капель в 1 см³.

В мощных кучевых облаках, дающих ливни в центральной части США, диаметр капель часто превышает 50 микрон.^* Зато их концентрация меньше, чем в кучевых облаках хорошей погоды: она колеблется около 200 капель в 1 см³.

^* (В СССР и Западной Европе мощные кучевые облака, как правило, осадками не сопровождаются. (Прим. ред.))

Размеры капель в кучевообразных облаках над тропическими районами океанов заметно отличаются от размеров, характерных для континентальных облаков. Впрочем, и сами облака во многих отношениях иные. В частности, они могут давать дождь даже при сравнительно небольшой вертикальной мощности. Наблюдения, выполненные с борта самолета, показали, что здесь основания облаков обычно находятся на высоте около 700 м и что если верхняя граница их простирается до 2500-3000 м, то часто выпадают осадки. Кучевые же облака над сушей редко дают дождь, пока их вершина не достигнет уровня 5000-7000 м. В тропических облаках в 1 см³ содержится всего лишь 60 капель, но зато в этих облаках обычно присутствует некоторое количество капель диаметром больше 50 микрон. Наличие значительного числа крупных капель в сравнительно тонких облаках может быть объяснено большим количеством гигантских солевых ядер конденсации. К этому вопросу мы подробнее вернемся ниже.

В слоистых облаках капель, как правило, меньше, чем в кучевых. Измерения, выполненные многими исследователями, показали, что в большинстве слоистых облаков средние радиусы капель лежат в диапазоне 4-10 микрон, а концентрация их колеблется от 200 до 600 в 1 см³. В ливневых облаках средний радиус капель около 20 микрон, концентрация 50-200 капель в 1 см³.