¿Cómo se forman las nubes? Tipos de nubes con descripciones y fotos. Formación de nubes Peligros asociados con la aparición de frentes fríos y cálidos

Nubes ligeras, esponjosas y aireadas: pasan sobre nuestras cabezas todos los días y nos hacen levantar la cabeza y admirar las formas extrañas y las figuras originales. A veces, un tipo asombroso de arcoíris los atraviesa, y sucede: por la mañana o por la tarde durante el atardecer o el amanecer, las nubes se iluminan. rayos de sol, dándoles un tono increíble e impresionante. Los científicos han estado estudiando las nubes de aire y otros tipos de nubes durante mucho tiempo. Dieron respuesta a preguntas sobre qué tipo de fenómeno es y qué son las nubes.

De hecho, no es tan fácil dar una explicación. Porque consisten en gotas de agua ordinarias, que el aire caliente levantó de la superficie de la Tierra. La mayoría un gran número de el vapor de agua se forma sobre los océanos (en un año, el agua se evapora aquí al menos 400 mil km3), en la tierra, cuatro veces menos.

Y como hace mucho más frío en las capas superiores de la atmósfera que debajo, el aire allí se enfría bastante rápido, el vapor se condensa, formando pequeñas partículas de agua y hielo, como resultado de lo cual aparecen nubes blancas. Se puede argumentar que cada nube es una especie de generador de humedad a través del cual pasa el agua.

El agua de la nube se encuentra en estado gaseoso, líquido y sólido. El agua en la nube y la presencia de partículas de hielo en ellas afectan apariencia nubes, su formación, así como la naturaleza de la precipitación. Es el tipo de nube que determina el agua en la nube, por ejemplo, las nubes de lluvia tienen la mayor cantidad de agua, mientras que las nubes nimbostratus tienen esta cifra 3 veces menos. El agua en la nube también se caracteriza por la cantidad que se almacena en ellas: la reserva de agua de la nube (agua o hielo contenido en la columna de la nube).

Pero no todo es tan simple, porque para formar una nube, las gotas necesitan granos de condensación, las partículas más pequeñas de polvo, humo o sal (si estamos hablando del mar), a las que deben adherirse y alrededor de las cuales deben formarse. . Esto significa que incluso si la composición del aire está completamente sobresaturada con vapor de agua, sin polvo no podrá convertirse en una nube.

La forma que tomarán las gotas (agua) depende principalmente de los indicadores de temperatura en la atmósfera superior:

• si la temperatura del aire de la atmósfera supera los -10°C, las nubes blancas estarán formadas por gotitas de agua;
• si los indicadores de temperatura de la atmósfera comienzan a fluctuar entre -10 °C y -15 °C, entonces la composición de las nubes será mixta (gota + cristalina);
• si la temperatura en la atmósfera es inferior a -15°C, las nubes blancas contendrán cristales de hielo.

Después de las transformaciones adecuadas, resulta que 1 cm3 de la nube contiene alrededor de 200 gotas, mientras que su radio será de 1 a 50 micras (los valores promedio son de 1 a 10 micras).

Clasificación de nubes

Todo el mundo debe haberse preguntado ¿qué son las nubes? Las nubes suelen formarse en la troposfera, cuyo límite superior está a una distancia de 10 km en latitudes polares, 12 km en latitudes templadas y 18 km en latitudes tropicales. A menudo se pueden ver otras especies. Por ejemplo, la madreperla generalmente se encuentra a una altitud de 20 a 25 km y la plata, de 70 a 80 km.

Básicamente, tenemos la oportunidad de observar las nubes troposféricas, que se dividen en los siguientes tipos de nubes: niveles superior, medio e inferior, así como el desarrollo vertical. Casi todos ellos (excepto el último tipo) aparecen cuando asciende aire cálido húmedo.

Si las masas de aire de la troposfera se encuentran en un estado de calma, se forman cirros, nubes estratos (cirroestratos, altoestratos y nimboestratos) y si el aire de la troposfera se mueve en ondas, aparecen cúmulos (cirrocúmulos, altocúmulos y estratocúmulos).

nubes superiores

Estas son las nubes cirros, cirrocúmulos y cirroestratos. El cielo de nubes parece plumas, olas o un velo. Todos ellos son translúcidos y dejan pasar más o menos libremente los rayos del sol. Pueden ser extremadamente delgados y bastante densos (en capas pinnadas), lo que significa que es más difícil que la luz los atraviese. El tiempo nublado señala el acercamiento de un frente de calor.

Los cirros también pueden ocurrir por encima de las nubes. Están dispuestos en franjas que atraviesan la bóveda del cielo. En la atmósfera, se encuentran por encima de las nubes. Como regla general, la precipitación no cae de ellos.

En latitudes medias, las nubes blancas del nivel superior se ubican, generalmente a una altitud de 6 a 13 km, en latitudes tropicales, mucho más altas (18 km). En este caso, el espesor de las nubes puede variar desde varios cientos de metros hasta cientos de kilómetros, que pueden ubicarse por encima de las nubes.

El movimiento de las nubes del nivel superior a través del cielo depende principalmente de la velocidad del viento, por lo que puede variar de 10 a 200 km/h. El cielo de la nube consiste en pequeños cristales de hielo, pero el clima de las nubes prácticamente no da precipitaciones (y si las da, entonces mídalas en este momento no hay manera).

Nubes de nivel medio (de 2 a 6 km)

Estas son las nubes cúmulos y las nubes estratos. En latitudes templadas y polares, se encuentran a una distancia de 2 a 7 km sobre la Tierra, en latitudes tropicales pueden elevarse un poco más, hasta 8 km. Todos ellos tienen una estructura mixta y consisten en gotas de agua mezcladas con cristales de hielo. Como la altura es pequeña, tiempo cálido años consisten principalmente en agua, en frío - de gotas de hielo. Es cierto que la precipitación de ellos no llega a la superficie de nuestro planeta, se evapora en el camino.

Los cúmulos son ligeramente transparentes y se encuentran por encima de las nubes. El color de las nubes es de tonos blancos o grises, oscurecidos en algunos lugares, que tienen la forma de capas o filas paralelas de masas redondeadas, ejes o copos enormes. Las nubes estrato brumosas u onduladas son un velo que cubre gradualmente los cielos.

Se forman principalmente cuando un frente frío empuja hacia arriba un frente cálido. Y, aunque la precipitación no llega al suelo, la aparición de nubes de nivel medio casi siempre (excepto, quizás, las en forma de torreta) indica un cambio en el clima para peor (por ejemplo, a una tormenta eléctrica o nevadas). Esto sucede debido al hecho de que el aire frío en sí mismo es mucho más pesado que el aire caliente y, al moverse a lo largo de la superficie de nuestro planeta, desplaza muy rápidamente las masas de aire caliente hacia arriba; por lo tanto, debido a esto, con un fuerte ascenso vertical. aire caliente primero se forman nubes blancas del nivel medio, y luego nubes de lluvia, cuyas nubes del cielo llevan truenos y relámpagos.

Nubes bajas (hasta 2 km)

Los estratos, las nubes de lluvia y los cúmulos contienen gotas de agua que se congelan durante la estación fría y se convierten en partículas de nieve y hielo. Están ubicados bastante bajos, a una distancia de 0,05 a 2 km y son una cubierta densa, uniforme y baja que sobresale, rara vez se ubican por encima de las nubes (otros tipos). El color de las nubes es gris. Las nubes estratos son como ejes grandes. El tiempo nublado suele ir acompañado de precipitaciones (lluvia ligera, nieve, niebla).

Nubes de desarrollo vertical (convenciones)

Los cúmulos en sí mismos son bastante densos. La forma es un poco como cúpulas o torres con contornos redondeados. Los cúmulos pueden romperse con vientos racheados. Se encuentran a una distancia de 800 metros de superficie de la Tierra y arriba, el espesor es de 1 a 5 km. Algunos de ellos pueden transformarse en nubes cumulonimbus y asentarse sobre las nubes.

Las nubes cumulonimbus pueden estar a una altitud bastante alta (hasta 14 km). Sus niveles inferiores contienen agua, los superiores contienen cristales de hielo. Su aparición siempre va acompañada de chubascos, tormentas, casos individuales- Viva.

Los cúmulos y cumulonimbus, a diferencia de otras nubes, se forman solo con un ascenso vertical muy rápido de aire húmedo:

1. El aire cálido y húmedo se eleva extremadamente intensamente.
2. En la parte superior, las gotas de agua se congelan, la parte superior de la nube se vuelve más pesada, baja y se estira hacia el viento.
3. Un cuarto de hora después, comienza una tormenta.

nubes de la atmosfera superior

A veces en el cielo se pueden observar nubes que se encuentran en la alta atmósfera. Por ejemplo, a una altitud de 20 a 30 km, se forman nubes de nácar en el cielo, que consisten principalmente en cristales de hielo. Y antes del atardecer o el amanecer, a menudo se pueden ver nubes plateadas que se encuentran en la atmósfera superior, a una distancia de unos 80 km (es interesante que estas nubes celestiales se descubrieron solo en el siglo XIX).

Las nubes de esta categoría pueden estar situadas por encima de las nubes. Por ejemplo, una nube de casquete es una nube pequeña, horizontal y de altostratos que a menudo se encuentra por encima de las nubes, es decir, por encima de cumulonimbus y cumulus. Este tipo las nubes se pueden formar sobre una nube de ceniza o una nube de fuego durante las erupciones volcánicas.

cuanto tiempo viven las nubes

La vida de las nubes depende directamente de la humedad del aire en la atmósfera. Si es pequeño, se evaporan bastante rápido (por ejemplo, hay nubes blancas que viven no más de 10-15 minutos). Si hay muchos, pueden aguantar bastante tiempo. largo tiempo, esperar la formación de ciertas condiciones y caer a la Tierra en forma de precipitación.

No importa cuánto tiempo viva una nube, nunca se encuentra en un estado sin cambios. Las partículas que lo componen se evaporan y reaparecen constantemente. Incluso si exteriormente la nube no cambia su altura, de hecho está en constante movimiento, ya que las gotas descienden, pasan al aire debajo de la nube y se evaporan.

Nube en casa

Las nubes blancas son bastante fáciles de hacer en casa. Por ejemplo, un artista holandés aprendió a crearlo en un apartamento. Para ello, soltó un poco de vapor de la máquina de humo a una determinada temperatura, nivel de humedad e iluminación. La nube, que resulta ser capaz de resistir durante varios minutos, lo que será suficiente para fotografiar un fenómeno sorprendente.

En la atmósfera, a una altura de varias decenas a varios cientos de metros, se forman nubes debido a la condensación del vapor de agua. Este proceso ocurre como resultado de la evaporación de la humedad de la superficie terrestre y la absorción de vapor de agua por las corrientes ascendentes de masas de aire cálido. Las nubes pueden estar formadas por gotas de agua, nieve o cristales de hielo, según la temperatura. El tamaño y el peso de estas gotitas o cristales son tan pequeños que se mantienen en altura incluso por corrientes de aire ascendentes débiles. Si la temperatura del aire en la nube es de -10 ° C, entonces su estructura está representada por elementos de gota; menos de -15 °C - cristalino; de -10 a -15 ° C - mixto Las nubes son claramente visibles desde la superficie de la Tierra, son varias formas, que está determinada por muchos factores: velocidad del viento, altitud, humedad, etc. Las nubes que tienen una forma similar y están ubicadas a la misma altura se combinan en grupos: pinnadas, cumulus, estratificadas.

Las nubes cirros están compuestas de elementos similares a los cirros y aparecen como finos filamentos o volutas blancas, a veces como crestas alargadas. Los cúmulos son densos, de color blanco brillante durante el día, con un desarrollo vertical significativo, y las secciones superiores parecen torres o cúpulas con formas redondeadas. Las nubes estrato forman una capa homogénea, similar a la niebla, pero situada a cierta altura (de 50 a 400 m). Por lo general, cubren todo el cielo, pero pueden tener la forma de masas de nubes rotas.

Grupos

También se distinguen variedades de estos grupos: cirroestratos, estratocúmulos, estratocúmulos, etc. Si las nubes están excesivamente saturadas de vapor de agua, adquieren un color púrpura oscuro, casi negro, y se denominan nubes.
La formación de nubes se produce en la troposfera. Las nubes del nivel superior (de 6 a 13 km) incluyen cirrus, cirrostratus, cirrocumulus; medio (de 2 a 7 km) altoestratos, altocúmulos; los inferiores (hasta 2 km) son estratificados, estratocúmulos, nimboestratos. Las nubes de convección, o desarrollo vertical, son cúmulos y cumulonimbos.

El término "nubosidad" se refiere al grado de cobertura de nubes del cielo, que se determina en puntos. Normalmente alto grado la nubosidad indica una alta probabilidad de precipitación. Están prefigurados por nubes de composición mixta: altoestratos, nimbos estratificados y cumulonimbos.

Si los elementos de la nube se vuelven más grandes y su tasa de caída aumenta, caen como precipitación. Precipitación atmosférica Se denomina agua a la que ha caído en estado sólido o líquido en forma de nieve, granizo o lluvia, o condensada sobre la superficie de diversos objetos en forma de rocío o escarcha.

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Las nubes están formadas por gotas de agua que el aire caliente eleva al cielo. En la parte superior hace más frío que en la superficie de la tierra (), el aire se enfría y el vapor se condensa.

Pero al comienzo de este proceso, las gotas necesitan las partículas de polvo más pequeñas a las que se puedan adherir las moléculas de agua. Se les llama granos de condensación. Incluso absolutamente aire fresco pueden estar "sobresaturadas", es decir, contener un exceso de vapor de agua, pero no pueden condensarse en gotitas.

Las nubes atravesadas por los rayos del sol parecen blancas, pero a menudo cielo nublado se ve nublado y gris. Esto significa que las nubes son tan densas, con múltiples capas, que bloquean el camino de los rayos del sol.

Una nube puede parecer completamente negra si contiene mucho polvo o partículas de hollín, lo que sucede con mayor frecuencia en áreas industriales.

Las nubes se forman en el espacio entre la superficie de la Tierra y la troposfera superior ( ¿lo que es?) hasta aproximadamente 14 km de altitud.

Se distinguen tres niveles de la troposfera, donde se dan con mayor frecuencia ciertos tipos de nubes, las más altas se sitúan entre los 7 y los 14 km y están compuestas en su totalidad por cristales de hielo. Se ven como un delicado velo blanco, plumas o flecos y se llaman pinada.

Las nubes de altura media se pueden observar entre 2 y 7 km y están compuestas por cristales de hielo y pequeñas gotas de lluvia. Estos incluyen corderos, que presagian un cambio en el clima, y ​​gris sólido en capas nubes que prometen desgracias.

Las nubes bajas se encuentran a una altitud de unos 2 km y ya consisten exclusivamente en gotas de agua. Si un velo rasgado se extiende por el cielo estratocúmulo nubes, el tiempo sigue siendo bueno, despejado. Pero el mismo tipo también incluye nubes de estrato grises monótonas y continuas, que a menudo siembran llovizna, y nubes de nimboestrato, que siempre están cargadas de precipitaciones.

Poderoso cúmulo las nubes son las compañeras del buen tiempo constante. A veces representan actuaciones completas: a veces se asemejan a enormes cabezas de coliflor, a veces algún tipo de animal o incluso un rostro humano.

nubes cúmulos- Nubes blancas densas y brillantes durante el día con un desarrollo vertical significativo. Asociado con el desarrollo de la convección en la troposfera baja y parcialmente media.

La mayoría de las veces, los cúmulos ocurren en masas de aire frío en la parte trasera de un ciclón, pero se observan a menudo en masas de aire cálido en ciclones y anticiclones (excepto en la parte central de estos últimos).

En latitudes templadas y altas, se observan principalmente en la estación cálida (segunda mitad de primavera, verano y primera mitad de otoño), y en los trópicos todo el año. Por regla general, aparecen a la mitad del día y se destruyen al anochecer (aunque se pueden observar sobre los mares durante la noche).

Tipos de cúmulos:

Los cúmulos son densos y bien desarrollados verticalmente. Tienen la parte superior blanca en forma de cúpula o cúmulo con una base plana de color grisáceo o azulado. Los contornos son nítidos, sin embargo, con un fuerte viento racheado, los bordes pueden rasgarse.

Los cúmulos se ubican en el cielo en forma de acumulaciones de nubes raras o significativas separadas que cubren casi todo el cielo. Los cúmulos individuales generalmente se dispersan al azar, pero pueden formar crestas y cadenas. Al mismo tiempo, sus bases están al mismo nivel.

La altura del límite inferior de los cúmulos depende en gran medida de la humedad del aire de la superficie y suele ser de 800 a 1500 m, y en masas de aire seco (especialmente en las estepas y desiertos) puede ser de 2-3 km, a veces incluso 4-4.5 km.

Razones para la formación de nubes. Nivel de condensación (punto de rocío)

El aire atmosférico siempre contiene una cierta cantidad de vapor de agua, que se forma como resultado de la evaporación del agua de la superficie de la tierra y el océano. La tasa de evaporación depende principalmente de la temperatura y el viento. Cuanto mayor sea la temperatura y mayor sea la capacidad de vapor, mayor será la evaporación.

El aire puede absorber vapor de agua hasta cierto límite, hasta que se convierte en rico. Si se calienta aire saturado, volverá a adquirir la capacidad de recibir vapor de agua, es decir, volverá a ser insaturado. A medida que el aire no saturado se enfría, se acerca a la saturación. Así, la capacidad del aire para contener más o menos vapor de agua depende de la temperatura.

La cantidad de vapor de agua que está contenida en el aire en este momento (en g por 1 m3) se llama humedad absoluta.

La relación entre la cantidad de vapor de agua presente en el aire en un momento dado y la cantidad que puede contener a una temperatura dada se llama humedad relativa y se mide como un porcentaje.

El momento de transición del aire de un estado no saturado a un estado saturado se llama punto de rocío(nivel de condensación). Cuanto más baja es la temperatura del aire, menos vapor de agua puede contener y mayor es la humedad relativa. Esto significa que cuando el aire está más frío, el punto de rocío llega más rápido.

Al inicio del punto de rocío, es decir, cuando el aire está completamente saturado con vapor de agua, cuando la humedad relativa se acerca al 100%, condensación de vapor de agua- la transición del agua de un estado gaseoso a un estado líquido.

Cuando el vapor de agua se condensa en la atmósfera a una altitud de varias decenas a cientos de metros e incluso kilómetros, nubes.

Esto ocurre como resultado de la evaporación del vapor de agua de la superficie de la Tierra y su ascenso por corrientes ascendentes de aire cálido. Según su temperatura, las nubes están compuestas por gotitas de agua o cristales de hielo y nieve. Estas gotitas y cristales son tan pequeños que incluso las corrientes ascendentes débiles los mantienen en la atmósfera. Las nubes sobresaturadas con vapor de agua, que tienen un tono púrpura oscuro o casi negro, se llaman nubes.

La estructura del cúmulo que corona el TVP activo

Corrientes de aire en cúmulos

El flujo térmico es una columna de aire ascendente. El aire caliente ascendente es reemplazado por aire frío desde arriba, y se forman zonas de movimiento de aire descendente a lo largo de los bordes del flujo de aire. Cuanto más fuerte sea el flujo, es decir, cuanto más rápido sube el aire caliente, más rápido se produce el reemplazo y más rápido desciende el aire frío a lo largo de los bordes.

En las nubes, estos procesos, por supuesto, continúan. El aire caliente asciende, se enfría y se condensa. Las gotas de agua, junto con el aire frío de arriba, caen, reemplazando al cálido. Como resultado, se forma un vórtice de aire con un fuerte ascenso en el centro y un movimiento descendente igualmente fuerte a lo largo de los bordes.

La formación de nubes de tormenta. Ciclo de vida de una nube tormentosa

Las condiciones necesarias para la formación de una nube de tormenta son la presencia de condiciones para el desarrollo de convección u otro mecanismo que cree flujos ascendentes, un suministro de humedad suficiente para la formación de precipitación y la presencia de una estructura en la que parte de la nube las partículas están en estado líquido y algunas en estado helado. Hay tormentas eléctricas frontales y locales: en el primer caso, el desarrollo de la convección se debe al paso del frente, y en el segundo caso, debido al calentamiento desigual de la superficie subyacente dentro de una masa de aire.

se puede romper ciclo vital nube tormentosa en varias etapas:

• formación de nubes cúmulos y su desarrollo debido a la inestabilidad de la masa de aire local y convección: formación de nubes cumulonimbus;
• la fase máxima de desarrollo de una nube cumulonimbus, cuando el más lluvias fuertes, viento chubasco durante el paso de un frente de tormenta, así como la tormenta más severa. Esta fase también se caracteriza por intensos movimientos de aire hacia abajo;
• destrucción de una tormenta eléctrica (destrucción de nubes cumulonimbus), una disminución en la intensidad de la precipitación y tormentas eléctricas hasta su terminación).

Entonces, detengámonos con más detalle en cada una de las etapas del desarrollo de una tormenta eléctrica.

Formación de cúmulos

Supongamos que, como resultado del paso del frente o del intenso calentamiento de la superficie subyacente por los rayos del sol, se produce un movimiento de convección del aire. Cuando la atmósfera es inestable, el aire caliente asciende. Al ascender, el aire se enfría adiabáticamente, alcanzando una cierta temperatura, a partir de la cual comienza la condensación de la humedad contenida en él. Las nubes empiezan a formarse. Durante la condensación, hay una liberación de energía térmica suficiente para elevar aún más el aire. En este caso, se observa el desarrollo de un cúmulo a lo largo de la vertical. La tasa de desarrollo vertical puede ser de 5 a 20 m/s, por lo que el límite superior de la nube cumulonimbus formada, incluso en la masa de aire local, puede alcanzar los 8 o más kilómetros sobre la superficie terrestre. Aquellos. en aproximadamente 7 minutos, una nube cúmulo puede crecer hasta alturas del orden de 8 km y convertirse en una nube cumulonimbus. Tan pronto como un cúmulo en crecimiento vertical ha superado la isoterma cero (temperatura de congelación) a cierta altura, comienzan a aparecer cristales de hielo en su composición, aunque domina el número total de gotas (ya superenfriadas). Cabe señalar que incluso a temperaturas de menos 40 grados, pueden ocurrir gotas de agua sobreenfriadas. Al mismo tiempo, comienza el proceso de formación de precipitaciones. Tan pronto como comienza la precipitación de la nube, comienza la segunda etapa de la evolución de una tormenta eléctrica.

Fase máxima de desarrollo de la tormenta

En esta etapa, la nube cumulonimbus ya ha alcanzado su máximo desarrollo vertical, es decir, alcanzó la capa de "bloqueo" de aire más estable: la tropopausa. Por lo tanto, en lugar de un desarrollo vertical, la parte superior de la nube comienza a desarrollarse en dirección horizontal. Aparece el llamado "yunque", que son nubes cirros, que ya consisten en cristales de hielo. En la nube misma, las corrientes convectivas forman flujos de aire ascendentes (desde la base hasta la parte superior de la nube), y la precipitación provoca flujos descendentes (dirigidos desde la parte superior de la nube hasta su base, y luego completamente hacia la superficie terrestre). La precipitación enfría el aire adyacente a ellos, a veces hasta 10 grados. El aire se vuelve más denso, y su caída a la superficie de la tierra aumenta y se hace más rápida. En ese momento, generalmente en los primeros minutos de un aguacero, se pueden observar intensificaciones de viento chubasco cerca del suelo, peligrosas para la aviación y capaces de causar daños importantes. Son ellos los que a veces se llaman erróneamente "tornado" en ausencia de un tornado real. Al mismo tiempo, se observa la tormenta más intensa. La precipitación conduce al predominio de las corrientes de aire descendentes en una nube tormentosa. viene el tercero la etapa final evolución de la tormenta - la destrucción de una tormenta eléctrica.

Destrucción de tormenta eléctrica

Las corrientes de aire ascendentes en la nube cumulonimbus son reemplazadas por corrientes descendentes, bloqueando así el acceso del aire cálido y húmedo, responsable del desarrollo vertical de la nube. La nube de tormenta está completamente destruida, y solo queda en el cielo un "yunque" que consiste en cirros, absolutamente poco prometedor desde el punto de vista de la formación de una tormenta.

Peligros asociados con volar cerca de cúmulos

Como se mencionó anteriormente, las nubes se forman por la condensación del aire caliente ascendente. Cerca del borde inferior de los cúmulos, el aire caliente se acelera porque. la temperatura ambiente desciende y la sustitución se produce más rápidamente. El ala delta, ganando en este flujo de aire cálido, puede perder el momento en que su velocidad horizontal es incluso mayor que la velocidad de ascenso, y ser absorbido por la nube junto con el aire ascendente.

En la nube, debido a la alta concentración de gotas de agua, la visibilidad es casi nula, respectivamente, el ala delta pierde instantáneamente la orientación en el espacio y ya no puede saber dónde y cómo está volando.

En el peor de los casos, si el aire caliente sube muy rápidamente (por ejemplo, en una nube de tormenta), el ala delta puede entrar accidentalmente en una zona adyacente de aire que sube y baja, lo que provocará un salto mortal y, muy probablemente, la destrucción del dispositivo. . O el piloto será elevado a alturas con una fuerte temperatura bajo cero y aire enrarecido.

Análisis y previsión meteorológica a corto plazo. frentes atmosféricos. Signos externos de acercamiento de frentes fríos y cálidos

En conferencias anteriores, hablé sobre la posibilidad de predecir el clima volador y no volador, la aproximación de uno u otro frente atmosférico.

Te recuerdo que frente atmosférico es una zona de transición en la troposfera entre masas de aire adyacentes con diferentes propiedades físicas.

Al reemplazar y mezclar una masa de aire con otra con excelentes propiedades físicas - temperatura, presión, humedad - varias fenomenos naturales, que se puede utilizar para analizar y predecir el movimiento de estas masas de aire.

Así, cuando se acerca un frente cálido, sus precursores, los cirros, aparecen en un día. Flotan como plumas a una altitud de 7-10 km. En ese tiempo Presión atmosférica baja. La llegada de un frente cálido generalmente se asocia con el calentamiento y las precipitaciones intensas y lloviznas.

Con la aparición de un frente frío, por el contrario, se asocian nubes de lluvia estratocúmulos, que se amontonan como montañas o torres, y la precipitación de ellas cae en forma de lluvias con chubascos y tormentas eléctricas. Con el paso de un frente frío se asocia enfriamiento y aumento de viento.

Ciclones y anticiclones

La tierra gira y las masas de aire en movimiento también están involucradas en este movimiento circular, girando en espiral. Estos enormes torbellinos atmosféricos se denominan ciclones y anticiclones.

Ciclón- un vórtice atmosférico de gran diámetro con presión de aire reducida en el centro.

Anticiclón- vórtice atmosférico con aumento de la presión del aire en el centro, con su disminución gradual desde la parte central hacia la periferia.

También podemos predecir el inicio de un ciclón o anticiclón cambiando el clima. Entonces, el ciclón trae consigo un clima nublado con lluvias en verano y nevadas en invierno. Y el anticiclón: tiempo despejado o nublado, calma y ausencia de precipitaciones. Hay una naturaleza estable del clima, es decir, no cambia notablemente con el tiempo. Desde el punto de vista de los vuelos, por supuesto, estamos más interesados ​​en los anticiclones.

Frente frio. Estructura de nubes en un frente frío

Volvamos a los frentes. Cuando decimos que "viene" un frente frío, queremos decir que una gran masa de aire frío se está moviendo hacia aire más cálido. El aire frío es más pesado, el aire caliente es más ligero, por lo que la masa fría que avanza parece arrastrarse debajo de la caliente, empujándola hacia arriba. Esto crea un fuerte movimiento ascendente de aire.

El aire caliente que sube rápidamente se enfría en la atmósfera superior y se condensa, aparecen las nubes. Como dije, hay un movimiento ascendente constante de aire, por lo que las nubes, que tienen un suministro constante de aire cálido aire húmedo, crecer. Aquellos. un frente frío trae cúmulos, estratocúmulos y nubes de lluvia con buen desarrollo vertical.

El frente frío se mueve, el frente cálido se empuja hacia arriba y las nubes se sobresaturan con humedad condensada. En algún momento, cae a cántaros, como si arrojara el exceso hasta que la fuerza del movimiento ascendente del aire caliente vuelve a superar la gravedad de las gotas de agua.

Frente cálido. Estructura de nubes en un frente cálido

Ahora imagine la imagen opuesta: el aire caliente se mueve hacia el aire frío. El aire caliente es más ligero y, al moverse, se desliza sobre el aire frío, la presión atmosférica cae, porque. otra vez un pilar mas Aire ligero presiona menos.

A medida que el aire caliente asciende, se enfría y se condensa. Aparece nublado. Pero no hay movimiento de aire hacia arriba: el aire frío ya se ha extendido por debajo, no tiene nada que expulsar, el aire caliente ya está arriba. Porque no hay movimiento ascendente de aire, el aire caliente se enfría uniformemente. La nubosidad resulta ser continua, sin ningún desarrollo vertical - cirros.

Peligros asociados con la aparición de frentes fríos y cálidos

Como dije antes, el inicio de un frente frío se caracteriza por un poderoso movimiento ascendente de aire cálido y, como resultado, el desarrollo excesivo de cúmulos y tormentas eléctricas. Además, un cambio brusco en el movimiento ascendente del aire caliente y el movimiento adyacente descendente del aire frío, buscando reemplazarlo, conduce a una turbulencia severa. El piloto siente esto como una fuerte turbulencia con bruscos balanceos repentinos y bajando/subiendo el morro del aparato.

Las turbulencias en el peor de los casos pueden derivar en un salto mortal, además, los procesos de despegue y aterrizaje del aparato son complicados, volar cerca de pendientes requiere más concentración.

Las tormentas eléctricas frecuentes y severas pueden arrastrar a un piloto distraído o dejarse llevar, y ya se producirá un salto mortal en la nube, lanzándose a una gran altura, donde hace frío y no hay oxígeno, y la posible muerte.

Un frente cálido sirve de poco para buenos vuelos a vela y no presenta ningún peligro, salvo quizás el peligro de mojarse.

frentes secundarios

Una sección dentro de la misma masa de aire, pero entre regiones de aire con diferentes temperaturas, se llama frente secundario. Los frentes fríos secundarios se encuentran cerca de la superficie de la Tierra en canales báricos (regiones presión reducida) en la parte trasera del ciclón detrás del frente principal, donde tiene lugar la convergencia del viento.

Puede haber varios frentes fríos secundarios, y cada uno separa el aire frío del aire más frío. El clima en el frente frío secundario es similar al clima en el frente frío, pero debido a los menores contrastes de temperatura, todos los fenómenos meteorológicos son menos pronunciados, es decir, las nubes están menos desarrolladas, tanto vertical como horizontalmente. Zona de precipitaciones, 5-10 km.

En verano, las nubes cumulonimbus con tormentas eléctricas, granizo, chubascos, fuertes turbulencias y engelamiento prevalecen sobre los frentes fríos secundarios, y en invierno, ventiscas generalizadas, cargas de nieve que dificultan la visibilidad a menos de 1 km. Verticalmente, el frente se desarrolla hasta 6 km en verano y hasta 1-2 km en invierno.

Frentes de oclusión

Frentes de oclusión formado como resultado del cierre de los frentes frío y cálido y el desplazamiento de aire caliente hacia arriba. El proceso de cierre ocurre en ciclones, donde un frente frío, moviéndose a gran velocidad, alcanza a uno cálido. En este caso, el aire caliente se separa del suelo y es empujado hacia arriba, y el frente cerca de la superficie terrestre se mueve en esencia ya bajo la influencia del movimiento de dos masas de aire frío.

Resulta que en la formación del frente de oclusión participan tres masas de aire: dos frías y una cálida. Si la masa de aire frío detrás del frente frío es más caliente que la masa fría delante del frente, entonces, mientras desplaza el aire caliente hacia arriba, fluirá simultáneamente hacia la masa delantera, más fría. Este frente se llama oclusión caliente(Figura 1).

Arroz. 1. Frente de oclusión cálida en la sección vertical y en el mapa meteorológico.

Si la masa de aire detrás del frente frío es más fría que la masa de aire delante del frente cálido, entonces esta masa trasera fluirá tanto por debajo de la masa de aire caliente como por debajo de la masa de aire frío del frente. Este frente se llama oclusión fría(Figura 2).

Arroz. 2. Frente de oclusión fría en la sección vertical y en el mapa meteorológico.

Los frentes de oclusión pasan por una serie de etapas en su desarrollo. Las condiciones climáticas más difíciles en los frentes de oclusión se observan en el momento inicial de cierre de los frentes térmico y frío. Durante este período, el sistema nuboso es una combinación de nubes de frentes cálidos y fríos. Las precipitaciones de carácter general comienzan a caer de las nubes estratificadas-nimbo y cumulonimbus, en la zona frontal se convierten en chubascos.

El viento ante el frente cálido de oclusión aumenta, después de su paso se debilita y gira hacia la derecha.

Ante el frente frío de oclusión, el viento aumenta a tormenta, tras su paso se debilita y gira bruscamente a la derecha. A medida que el aire caliente se desplaza hacia las capas superiores, el frente de oclusión se erosiona gradualmente, la potencia vertical del sistema de nubes disminuye y aparecen espacios sin nubes. La nubosidad de los nimboestratos se convierte gradualmente en estrato, los altoestratos en altocúmulos y los cirroestratos en cirrocúmulos. Las lluvias se detienen. El paso de viejos frentes de oclusión se manifiesta en el flujo de cúmulos altos de 7-10 puntos.

Las condiciones de navegación a través de la zona del frente de oclusión en la etapa inicial de desarrollo son casi las mismas que las condiciones de navegación, respectivamente, al cruzar la zona de frentes cálidos o fríos.

Tormentas intramasas

Las tormentas eléctricas se clasifican generalmente en dos tipos principales: en masa y frontales. Las tormentas eléctricas más comunes son las tormentas intramasa (locales) que ocurren lejos de las zonas frontales y se deben a las características de las masas de aire locales.

tormenta intramasa es una tormenta asociada con la convección dentro de una masa de aire.

La duración de tales tormentas eléctricas es corta y generalmente no excede una hora. Las tormentas eléctricas locales pueden asociarse con una o más células de nubes cumulonimbus y pasar por las etapas estándar de desarrollo: el nacimiento de una nube cúmulo, el desarrollo excesivo en una tormenta eléctrica, la precipitación, la descomposición.

Por lo general, las tormentas intramasa están asociadas con una sola celda, aunque también hay tormentas intramasa multicelulares. En la actividad de tormentas multicelulares, las corrientes de aire frío descendentes de la nube "principal" crean corrientes ascendentes que forman la nube tormentosa "hija". Así, se puede formar una serie de células.

Señales de mejor clima

1. La presión del aire es alta, casi sin cambios o aumentando lentamente.
2. La variación diurna de la temperatura se expresa bruscamente: durante el día hace calor, por la noche hace frío.
3. El viento es débil, se intensifica hacia el mediodía, amaina por la tarde.
4. El cielo está despejado todo el día o cubierto de cúmulos que desaparecen por la noche. Humedad relativa el aire disminuye durante el día y aumenta durante la noche.
5. Durante el día el cielo es azul brillante, el crepúsculo es corto, las estrellas titilan débilmente. Por la tarde el amanecer es amarillo o naranja.
6. Fuerte rocío o escarcha en la noche.
7. Niebla sobre las tierras bajas, intensificándose por la noche y desapareciendo durante el día.
8. Por la noche hace más calor en el bosque que en el campo.
9. El humo se eleva de las chimeneas y los fuegos.
10. Las golondrinas vuelan alto.

Señales de mal tiempo

1. La presión fluctúa bruscamente o cae continuamente.
2. La corriente diaria de la temperatura es débilmente expresada o con la infracción de la corriente general (por ejemplo, de noche sube la temperatura).
3. El viento se intensifica, cambia bruscamente de dirección, el movimiento de las capas inferiores de nubes no coincide con el movimiento de las superiores.
4. La nubosidad va en aumento. En el lado oeste o suroeste del horizonte aparecen nubes cirrostratos, que se esparcen por todo el cielo. Son reemplazadas por nubes altoestratos y nimboestratos.
5. Está cargado desde la mañana. Las nubes cúmulos crecen hacia arriba, convirtiéndose en cumulonimbus, en una tormenta eléctrica.
6. Los amaneceres de la mañana y la tarde son rojos.
7. Por la noche, el viento no amaina, sino que se intensifica.
8. Círculos de luz (halos) aparecen en las nubes cirrostratos alrededor del Sol y la Luna. En las nubes del nivel medio - coronas.
9. No hay rocío de la mañana.
10. Las golondrinas vuelan bajo. Las hormigas se esconden en los hormigueros.

ondas estacionarias

ondas estacionarias- este es un tipo de transformación del movimiento horizontal del aire en una onda. Una ola puede ocurrir cuando masas de aire que se mueven rápidamente se encuentran con cadenas montañosas de altura considerable. Una condición necesaria para que se produzca una ola es la estabilidad de la atmósfera extendiéndose hasta una altura considerable.

Para ver el modelo de una onda atmosférica, puedes ir al arroyo y ver cómo se produce el flujo alrededor de la piedra sumergida. El agua, que fluye alrededor de una piedra, se eleva frente a ella, creando una especie de tablero de fibra. Detrás de la piedra, se forman ondas o una serie de ondas. Estas olas pueden ser bastante grandes en una corriente rápida y profunda. Algo similar sucede en la atmósfera.

cuando se desborda cordillera el caudal aumenta y la presión en él disminuye. Por lo tanto, las capas superiores de aire se reducen un poco. Habiendo pasado la parte superior, el flujo reduce su velocidad, la presión aumenta y parte del aire se precipita hacia arriba. Tal impulso oscilatorio puede causar un movimiento ondulatorio del flujo detrás de la cresta (Fig. 3).

Arroz. 3. Esquema de formación de ondas estacionarias:
1 - flujo no perturbado; 2 - flujo descendente sobre el obstáculo; 3 - nube lenticular en la parte superior de la ola; 4 - nube de gorra; 5 - nube rotatoria en la base de la ola

Estas ondas estacionarias a menudo se propagan a grandes alturas. Se registró la evaporación de un planeador en una corriente de olas a una altura de más de 15.000 m.La velocidad vertical de la ola puede alcanzar decenas de metros por segundo. Las distancias entre "baches" adyacentes o la longitud de onda oscilan entre 2 y 30 km.

El flujo de aire detrás de la montaña se divide en altura en dos capas que difieren mucho entre sí: una capa de subondas turbulentas, cuyo grosor varía de varios cientos de metros a varios kilómetros, y una capa de ondas laminares ubicada encima de ella.

Es posible utilizar flujos de olas si existe una segunda cresta suficientemente alta en la zona turbulenta y a una distancia tal que la zona del rotor de la primera no afecte a la segunda cresta. En este caso, el piloto, partiendo de la segunda cresta, entra inmediatamente en la zona de olas.

Con suficiente humedad del aire, aparecen nubes lenticulares en la parte superior de las olas. El borde inferior de tales nubes se encuentra a una altura de al menos 3 km, y su desarrollo vertical alcanza los 2 - 5 km. También es posible formar una nube de casquete directamente sobre la cima de la montaña y nubes de rotor detrás de ella.

A pesar de viento fuerte(una ola puede ocurrir cuando la velocidad del viento es de al menos 8 m/s), estas nubes están inmóviles en relación con el suelo. Cuando cierta “partícula” del flujo de aire se acerca a la cima de una montaña u ola, la humedad contenida en ella se condensa y se forma una nube.

Detrás de la montaña, la niebla formada se disuelve y la "partícula" de la corriente se vuelve transparente nuevamente. Por encima de la montaña y en la cima de las olas, la velocidad del flujo de aire aumenta.

En este caso, la presión del aire disminuye. Del curso escolar de física (leyes de los gases) se sabe que con una disminución de la presión y en ausencia de intercambio de calor con ambiente la temperatura del aire disminuye.

Una disminución en la temperatura del aire conduce a la condensación de la humedad y la formación de nubes. Detrás de la montaña, el flujo se ralentiza, la presión aumenta, la temperatura aumenta. La nube desaparece.

Las ondas estacionarias también pueden aparecer sobre terreno plano. En este caso, la causa de su formación puede ser un frente frío o vórtices (rotores) que se producen a diferentes velocidades y direcciones de movimiento de dos capas de aire adyacentes.

Clima de montaña. Características de los cambios de clima en las montañas.

Las montañas están más cerca del sol y, en consecuencia, se calientan más rápido y mejor. Esto conduce a la formación de fuertes corrientes de convección y la rápida formación de nubes, incluidas tormentas eléctricas.

Además, las montañas son una parte significativamente dentada de la superficie terrestre. El viento, al pasar sobre las montañas, se turbulenta como resultado de doblar muchos obstáculos de diferentes tamaños, desde un metro (piedras) hasta un par de kilómetros (las montañas mismas), y como resultado de la mezcla del aire que pasa por convección. corrientes

Entonces, el terreno montañoso se caracteriza por una fuerte termalidad combinada con fuertes turbulencias, fuertes vientos de diferentes direcciones y actividad de tormentas eléctricas.

Análisis de incidencias y requisitos previos relacionados con las condiciones meteorológicas

El incidente más clásico relacionado con las condiciones meteorológicas es el despegue o vuelo independiente del aparato hacia la zona del rotor en la parte de sotavento de la montaña (en menor escala, el rotor del obstáculo). Un requisito previo para esto es la salida junto con el flujo de la línea de cresta a baja altura o una ignorancia banal de la teoría. Volar en un rotor está plagado de al menos una turbulencia desagradable, como máximo: salto mortal y destrucción del aparato.

El segundo incidente llamativo está siendo absorbido por la nube. Un requisito previo para esto es el procesamiento de TVP cerca del borde de la nube, combinado con distracción, coraje excesivo o ignorancia de las características de vuelo del propio aparato. Lo que lleva a la pérdida de visibilidad y orientación en el espacio, en el peor de los casos, a un salto mortal y a una altura inutilizable.

Finalmente, la tercera ocurrencia clásica es el "enrollamiento" y caída en una pendiente o en el suelo durante el aterrizaje en un día térmico. El requisito previo es volar con el palo lanzado, es decir, sin reserva de velocidad de maniobra.

L. Tarasov

Al igual que las nieblas, las nubes se forman por la condensación del vapor de agua en estado líquido y sólido. La condensación ocurre como resultado de un aumento en la humedad absoluta del aire o como resultado de una disminución en la temperatura del aire. En la práctica, ambos factores están involucrados en la formación de nubes.

Formación de nubes como resultado de la convección.

Formación de nubes sobre cálido frente atmosférico.

Formación de nubes sobre un frente atmosférico frío.

La disminución de la temperatura del aire se debe, en primer lugar, al ascenso (movimiento ascendente) de las masas de aire y, en segundo lugar, a la advección de las masas de aire, su movimiento en dirección horizontal, por lo que el aire caliente puede estar sobre la superficie fría de la tierra. .

Nos limitamos a discutir la formación de nubes causada por una disminución de la temperatura del aire durante un movimiento ascendente. Es obvio que tal proceso difiere significativamente de la formación de niebla; después de todo, la niebla prácticamente no se eleva, permanece directamente en la superficie de la tierra.

¿Qué hace que el aire suba? Hay cuatro razones para el movimiento ascendente de las masas de aire. La primera razón es la convección del aire en la atmósfera. En un día caluroso, los rayos del sol calientan fuertemente la superficie de la tierra, transfiere calor a las masas de aire del suelo y comienza su ascenso. Las nubes cúmulos y cumulonimbos suelen tener un origen convectivo.

El proceso de formación de nubes comienza con el hecho de que se eleva alguna masa de aire. A medida que asciendes, el aire se expandirá. Esta expansión se puede considerar adiabática, ya que el aire sube relativamente rápido y, por lo tanto, con un volumen suficientemente grande (y un volumen realmente grande de aire está involucrado en la formación de una nube), el intercambio de calor entre el aire ascendente y el medio ambiente simplemente no tiene tiempo para ocurrir durante la subida. Durante la expansión adiabática, el aire, sin recibir calor del exterior, realiza trabajo solo debido a su propia energía interna y luego se enfría. Entonces, el aire que sube se enfriará.

Cuando la temperatura inicial T 0 del aire ascendente desciende hasta el punto de rocío T p, correspondiente a la elasticidad del vapor contenido en él, el proceso de condensación de este vapor será posible. En presencia de núcleos de condensación en la atmósfera (y casi siempre están presentes), este proceso realmente comienza. La altura H, a la que comienza la condensación de vapor, determina el límite inferior de la nube en formación. Se llama el nivel de condensación. En meteorología se utiliza una fórmula aproximada para la altura H (la llamada fórmula de Ferrel):

H \u003d 120 (T 0 -T p),

donde H se mide en metros.

El aire que continúa fluyendo desde abajo cruza el nivel de condensación, y el proceso de condensación de vapor ya se produce por encima de este nivel: la nube comienza a desarrollarse en altura. El desarrollo vertical de la nube se detendrá cuando el aire, habiéndose enfriado, deje de ascender. En este caso, se formará un límite superior borroso de la nube. Se llama el nivel de convección libre. Se encuentra ligeramente por encima del nivel en el que la temperatura del aire ascendente se iguala a la temperatura del aire circundante.

La segunda razón del ascenso de las masas de aire se debe al terreno. El viento que sopla a lo largo de la superficie de la tierra puede encontrar montañas u otras elevaciones naturales en su camino. Superándolos, las masas de aire se ven obligadas a elevarse. Las nubes formadas en este caso se denominan nubes de origen orográfico (del griego oros, que significa "montaña"). Es claro que tales nubes no reciben un desarrollo significativo en altura (está limitado por la altura de la elevación superada por el aire); en este caso surgen nubes estratos y nimboestratos.

La tercera razón del ascenso de las masas de aire es la aparición de frentes atmosféricos cálidos y fríos. La formación de nubes se produce con especial intensidad sobre un frente cálido, cuando una masa de aire cálido, que avanza sobre una masa de aire frío, se ve obligada a deslizarse hacia arriba por una cuña de aire frío que retrocede. La superficie frontal (la superficie de la cuña fría) es muy suave: la tangente de su inclinación a la superficie horizontal es solo 0.005-0.01. Por tanto, el movimiento ascendente del aire caliente difiere poco del movimiento horizontal; como consecuencia, la nubosidad que surge por encima de la cuña fría se desarrolla débilmente en altura, pero tiene una extensión horizontal significativa. Este tipo de nubes se denominan nubes ascendentes. En los niveles inferior y medio, se trata de nubes nimbostratus y altostratus, y en el nivel superior, cirrostratus y cirrus (está claro que las nubes del nivel superior ya se han formado muy por detrás de la línea del frente atmosférico). La extensión horizontal de las nubes de deslizamiento hacia arriba se puede medir en cientos de kilómetros.

La formación de nubes también ocurre sobre un frente atmosférico frío, cuando una masa de aire frío que avanza se mueve debajo de una masa de aire cálido y, por lo tanto, la eleva. En este caso, también se pueden formar cúmulos además de nubes ascendentes.

La cuarta razón del aumento de las masas de aire son los ciclones. masas de aire, moviéndose a lo largo de la superficie de la tierra, gira hacia el centro de la depresión en el ciclón. Al acumularse allí, crean una caída de presión a lo largo de la vertical y se precipitan hacia arriba. El intenso ascenso del aire hasta el borde de la troposfera conduce a una poderosa formación de nubes: aparecen nubes de origen ciclónico. Pueden ser nubes estratificadas-nimbo, altoestratos, cumulonimbus. La precipitación cae de todas esas nubes, creando un clima lluvioso característico de un ciclón.

Basado en el libro de L. V. Tarasov "Vientos y tormentas eléctricas en la atmósfera de la Tierra". - dolgoprudnaya:Editorial "Intelecto", 2011.
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