Горы для свободно перемещающегося воздуха – это всегда препятствие. Когда воздушный поток встречает возвышенность или хребет, он вынужден подниматься. В метеорологии такой процесс называют орографическим подъемом.
При подъеме воздуха по горному склону в нем могут развиваться орографические облака (рис.1). Если натекающий на гору воздух достаточно влажный, то на наветренной стороне горы образуются облака, которые часто дают осадки. Процесс конденсации и, следовательно, облакообразования, может быть настолько активным, что иногда горы бывают закрыты облаками несколько месяцев, в то время как в близлежащих долинах наблюдается ясное небо.
Если же поднимающийся в гору воздушный поток сухой, то облака располагаются примерно на такой же высоте над земной поверхностью, что и в долинах [1]. Осадки из них выпадают редко.
Облака, формирующиеся под влиянием рельефа, имеют свои особенности. Во-первых, в горах возникают особые формы облаков, характерные только для горных территорий. Облака, наблюдаемые на равнинах, здесь могут видоизменяться. Во-вторых, часто в горах облака располагаются ниже наблюдателя, поэтому этот «взгляд» будет отличаться от наблюдений с земли.
Так, облака нередко располагаются ниже наблюдателя горной станции, образуя так называемое облачное море (рис.2). Обычно это слоистые (St) или слоисто-кучевые (Sc) облака, заполняющие горные долины в вечерние, ночные или утренние часы и разрушающиеся с восходом солнца [1].
Среди 10 основных родов облаков (подробнее – в статье «Международная классификация облаков») орографическими облаками чаще всего «становятся» высококучевые (Ac), слоисто-кучевые (Sc) и кучевые (Cu).
Кучевые облака, возникающие над вершинами, сохраняются достаточно долго. Типичными для горных районов облаками являются так называемые облачные флаги – туманные массы, как бы прикрепленные к вершинам гор или к краям утесов (рис.3). Во влажном воздухе облачные флаги принимают кучевообразный вид и достигают в длину 1–2 км [1]. Облачный флаг не следует путать со снегом, сдуваемым с хребта или вершины горы.
Специальное название дано облачному флагу, образующемуся во влажных устойчивых восточных ветрах над Гибралтарской скалой. Его именуют «облаком Левантера» (рис.4).
Вокруг отдельно стоящих гор орографические облака часто образуют окружающий гору воротник или шапку, закрывающую ее вершину (рис.5). Они дают мало осадков или не дают их вовсе [4].
Часто в горных районах наблюдается теплый, сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины. Этот местный ветер называется фёном. Поднимаясь на наветренной стороне, воздух охлаждается примерно на 0,5° на 100 м и выделяет влагу в виде облаков и осадков. Опускаясь уже сухим, на подветренной стороне он нагревается примерно на 1° на каждые 100 м высоты, и от этого повышения температуры его относительная влажность еще уменьшается [3]. Соответственно, чем больше высота, с которой спускается фёновый воздух (т.е. чем выше гора), тем выше его температура в конце пути. Вниз к подножию хребта он приходит в виде сухого и теплого ветра.
Фён с давних времен известен в Альпах. Там его называют «пожирателем снега», потому что если фён дует несколько дней подряд, он быстро «съедает» снежный покров. Фёны часты на Западном Кавказе, наблюдаются на Южном берегу Крыма, в горах Средней Азии и Алтая, в Якутии, западной Гренландии, на восточных склонах Скалистых гор и в других горных системах [2].
Когда фёновый воздух опускается, нагреваясь, капли в нем испаряются, поэтому на подветренной горном склоне облака исчезают. Однако довольно часто облачный массив с подветренной стороны (или вблизи вершины) приобретает вид длинного, вытянутого вдоль хребта вала, который называется фёновым валом (или фёновой стеной). Иногда кажется, что эта облачная стена неподвижно прикреплена к гребню хребта. Если Вы путешествуете в горах и увидели фёновый вал, лучше спуститься в безопасное место. Потому что резкое таяние снега из-за фёна может спровоцировать спуск лавин.
На подветренной стороне горы облака истончаются и рассеиваются, осадки постепенно сокращаются (это явление называют дождевой тенью).
Поскольку воздух в горах вынужден подниматься и опускаться по склонам, то над горами могут возникать вынужденные стоячие волны. В гребне такой стоячей волны возникает облако, кажущееся неподвижным, но в действительности все время возникающее заново во вновь приносимом воздухе. Такие облака называются облаками препятствий, для них характерен чечевицеобразный вид (рис.6). Если через хребет переваливает фён, то могут возникать фёновые волны. Они захватывают слой высотой в несколько раз большей, чем высота хребта [2].
В воздушных волнах с подветренной стороны горы, как правило, образуются высококучевые чечевицеобразные облака (Ac len – Altocumulus lenticularis) (рис.7). Могут наблюдаться как отдельные облака, возникающие в гребнях волн, так и гряды Ac len, вытянутые вдоль хребта. Они длительное время сохраняют свое положение в пространстве, несмотря на сильный ветер, и осадков не дают. Нередко чечевицеобразные облака оказываются многослойными, при этом они имеют большую толщину [1]. Таким образом, Ac len свидетельствуют о наличии сильного ветра в атмосфере.
Очевидно, что в горных районах при прочих равных условиях вероятность возникновения турбулентности выше, чем на равнине. Облака на подветренных горных склонах могут помочь при планировании полетов летательных аппаратов, так как их присутствие всегда свидетельствует о наличии турбулентности, роторов или других явлений в атмосфере, представляющих угрозу для авиации.
Используемые источники:
- Атлас облаков / Федер. служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), Гл. геофиз. обсерватория им. А.И. Воейкова; [Д. П. Беспалов и др. ; ред.: Л. К. Сурыгина]. Санкт-Петербург: Д’АРТ, 2011. 248 с.
- Метеорология и климатология: учебник. 7-е изд. / С.П. Хромов, М.А. Петросянц. М., Изд-во Моск. Ун-та: Наука, 2006. 582 с.
- Святский Д.О., Кладо Т.Н. Занимательная метеорология, с 127 рисунками, 2-е изд., дополнен. Л., кооперативное изд-во «Время», 1934, 314 с.
- https://cloudatlas.wmo.int/ru/orographic-influences-on-the-windward-side.html
© Екатерина Кузьмина. «Записки по географии»