Слоисто-дождевые облака (Nimbostratus) – это толстые, серые, однородные облака. Из них идёт затяжной, непрерывный, нередко сильный дождь, снег или ледяная крупа.
Слоисто-дождевые облака висят над землей очень низко, их нижняя граница обычно располагается на высоте от 100 метров до 1 км. У земли в это время может наблюдаться туман, и вместе с затяжными осадками создаётся впечатление, что всё вокруг стало размытым, серым и грустным. Часто невозможно понять, где заканчивается туман и начинается облако, видимость может стать очень низкой. Высота облаков обычно составляет 2-3 км, а иногда превышает 5 км. Слоисто-дождевые облака считаются опасными для авиации, потому что приводят к сильному ухудшению видимости у земли и на высотах.
Сильные осадки могут идти из слоисто-дождевых облаков именно из-за их большой вертикальной протяженности. Их верхняя граница находится на высоте, на которой температура воздуха уже становится отрицательной. Поэтому там часть капелек воды, из которых состоит облако, замерзает и превращается в кристаллики. А неоднородность состава (часть частичек облака жидкие, часть – твёрдые) – необходимое условие образования сильных осадков. Этим слоисто-дождевые облака отличаются от слоистых. Снизу они выглядят похоже, но у слоистых вертикальная протяжённость сильно меньше, поэтому осадки обычно выглядят как слабая морось.
Слоисто-дождевые облака чаще всего образуются на атмосферных фронтах. Давайте разберёмся, что такое фронт, и как он помогает возникать облакам.
Что такое атмосферный фронт
Мы уже знаем о циклонах и антициклонах. Циклоны вращаются против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой – в южном. Циклоны, в которых возникают слоисто-дождевые облака, образуются в умеренных широтах. В северном полушарии есть два главных центра их возникновения: Алеутские острова (вблизи Аляски) в Тихом океане и Исландия в Атлантическом. Оба этих места характеризуются близким соседством холодного и тёплого воздуха. Севернее Аляски находится холодный Северный Ледовитый океан, но к югу от полуострова океан относительно тёплый, ведь от Японии сюда приходит теплое течение Куросио. К северу от Исландии лежит холодная Гренландия, а к югу – тёплое Северо-Атлантическое течение (Гольфстрим).
Когда над Гренландией или Аляской возникает циклон (и воздух в нём начинает вращаться), то тёплый воздух начинает двигаться на север, а холодный – на юг. Контрасты температур между севером и югом очень резкие, поэтому воздушные массы с разной температурой не смешиваются. Вместо этого тёплый воздух начинает отодвигать холодный ещё дальше на север, а холодный воздух с противоположной стороны двигает тёплый дальше на юг. Зоны, в которых сталкивается воздух разной температуры, по сравнению с размерами всего циклона настолько узкие, что их часто называют просто “линиями”.
Линия, образующаяся при движении теплого воздуха на север, называется тёплым фронтом. Линия, движущаяся на юг, называется холодным фронтом. На фронтах наблюдаются мощные восходящие движения воздуха, поэтому и облачность, и осадки очень сильные. Мы уже писали о том, как образуются кучевые облака: это происходит из-за сильного нагрева подстилающей поверхности и выделения энергии конденсации водяного пара. Такая конвекция (когда воздух поднимается только из-за собственного нагрева) называется “свободной”. На фронтах всё немного по-другому, здесь преобладает “вынужденная” конвекция.
Как образуются слоисто-дождевые облака
Рассмотрим на примере тёплого фронта. Когда тёплый воздух начинает двигаться на север, он сталкивается с холодным и двигает его на север. Но поскольку тёплый воздух легче холодного, часть тёплого воздуха начинает постепенно “наползать” на холодный и подниматься вверх. Холодный тяжёлый воздух выступает своеобразным препятствием, которое тёплый воздух вынужден обтекать сверху, поэтому такая конвекция и называется вынужденной. При подъёме тёплый воздух охлаждается, и в нём происходит конденсация водяного пара: процесс очень похож на образование тумана. Так что облака на тёплом фронте можно назвать туманом, возникшим высоко в небе.
Слоисто-дождевые облака, в отличие от кучевых, не формируются в виде отдельных “ячеек”, а являются одной из составляющих большой облачной системы фронта. Образование слоисто-дождевых облаков происходит в процессе уплотнения слоя высокослоистых облаков, которые обычно наблюдаются перед слоисто-дождевыми. В результате получается огромный облачный массив. Длина линии атмосферного фронта может достигать нескольких тысяч километров, а ширина – нескольких сотен километров.
Слоисто-дождевые облака чаще всего наблюдаются как раз на тёплых фронтах, а также на фронтах окклюзии (которые являются как бы смесью холодного и тёплого фронта). Могут слоисто-дождевые облака наблюдаться и на холодных фронтах. На холодном фронте процесс очень похожий: холодный тяжёлый воздух “подлезает” под тёплый и вытесняет его наверх. А дальше – всё то же самое. Иногда слоисто-дождевые облака образуются и отдельно от фронтов. Роль холодного воздуха (обтекаемого препятствия) могут играть, например, горы.
Как предсказать слоисто-дождевые облака
Нужно посмотреть на аэрологическую диаграмму. Если вы видите, что от поверхности земли до высоты 3-6 км кривая стратификации и кривая точки росы находятся очень близко друг к другу, можно с большой уверенностью ожидать формирование слоисто-дождевых облаков. А, соответственно, и затяжных осадков.
