mammatus содержит корень со значением «вымя» или «грудь». И как только вы их увидите, то сразу поймете почему.
Вымеобразные облака
Они образуются только вместе с грозовыми облаками, поскольку для их формирования нужны очень сильные восходящие и нисходящие потоки воздуха. Как мы знаем, обычное образование облака запускается, когда воздух поднимается вверх, охлаждается и конденсируется, создавая водяные капельки, которые мы и видим, когда видим облако. Однако из-за сильного нисходящего потока воздуха в грозовых облаках воздух и влажность «вылезают» из нижней части облака и образуют ячейки или «сумки» облаков, которые мы и называем вымеобразными. Если вы заметили, что под грозовым облаком сформировалось вымеобразное, это значит, что воздух стал чрезвычайно нестабильным и можно ожидать сильного ветра, ливневого дождя и даже града, а также грома и молнии. Возможно, вы захотите насладиться этим красивым зрелищем, но это не отменяет необходимости как можно быстрее найти укрытие!
Большинство облаков образуется в тропосфере, которая простирается от поверхности земли (в этом случае мы видим не облака, а туман) на 10–20 км вверх. Однако существует редкий тип облаков, которые образуются выше – в стратосфере. Официально они называются полярными стратосферными облаками, но более известны как перламутровые или переливчатые облака. Уже по их официальному названию понятно, что они образуются в стратосфере (выше 15 км), где вообще-то слишком сухо для формирования облаков, и чаще всего – в полярных регионах, хотя если в более низких широтах верхние слои атмосферы зимой достаточно холодны, то наблюдать их можно даже в Великобритании. Фотографии этих ярких светящихся облаков попали на первые полосы британских газет в январе 2017 года, когда их запечатлели над Камбрией. Было высказано предположение, что невероятно холодные условия стратосферы над арктической зоной распространились на юг, так что это облачное явление стало наблюдаемым не только в полярных широтах. В этом случае, как и в большинстве других, яркие цвета проявляются в сумерках, когда солнце располагается очень низко над горизонтом. Как и лентикулярные, перламутровые облака являются стоячими, но состоят они из очень холодных ледяных кристаллов (их температура составляет примерно 80 °C). Чтобы светиться всеми цветами радуги, перламутровое облако должно быть тонким, а кристаллы в нем – очень маленькими и примерно одинаковыми по размеру. Солнечный свет проходит через них, происходит дифракция света – он отклоняется и рассеивается на спектр. Похожий эффект можно наблюдать на поверхности мыльных пузырей.
Это, вероятно, одно из самых редких облачных образований. Поскольку такие облака выглядят как волны, разбивающиеся о песок пляжа, они именуются волнами Кельвина – Гельмгольца в честь лорда Кельвина и Германа фон Гельмгольца, которые изучали физику атмосферной нестабильности. И уже это подсказывает нам, каким образом формируются эти разбивающиеся волны: причина в нестабильности. Когда два слоя воздуха в атмосфере движутся с различными скоростями, возникает разность потоков, которая порождает нестабильность. Более быстрый поток воздуха может «забирать» с собой верхнюю часть облачного слоя – и так получаются перекатывающиеся волноподобные структуры. Когда это происходит, на небе можно увидеть целый ряд разбивающихся волн.
Собственно говоря, точно такой же процесс идет и на поверхности моря. Ветер, дующий поверх более медленно движущейся водной массы, создает нестабильность Кельвина – Гельмгольца, которая и приводит к образованию волн. Если для формирования в атмосфере облаков Кельвина – Гельмгольца имеются нужные условия, их легко заметить: необычная форма сразу выделяет их из других типов. Основание облака будет горизонтальным, а на нем сверху будут громоздиться разбивающиеся волны облаков. Долго они не живут, так что стоит побыстрее достать фотоаппарат или телефон, чтобы их сфотографировать.
Облака Кельвина – Гельмгольца
Снопы солнечного света, проходя через облака и достигая поверхности земли, добавляют облакам поистине оглушительный эффект. Чаще всего это происходит на рассвете или в сумерках, когда небо наполняется оранжевым светом. Снопы света и тени разрывают облака изнутри; порой их называют «лучами Бога» или «руками Бога» – до такой степени они кажутся знаками свыше. На самом деле это всего лишь еще одна метеорологическая оптическая иллюзия: хотя и кажется, что снопы света должны сойтись в какой-то точке за облаком, в реальности они параллельны. Их кажущаяся сходимость – результат той же иллюзии, которую вы видите, глядя на дорогу или рельсы и видя, что ближе к вам они шире, чем у горизонта. Рассеяние света молекулами воздуха, пылью и водяными капельками тоже вносит свой вклад в создание этой иллюзии. Частицы в воздухе больше рассеивают короткие волны, так что вы видите меньше голубого и больше желтого и оранжевого.
Сумеречные лучи
Противосумеречные лучи сложнее заметить, но они столь же интересны. Это явление наблюдается в то же время, но с другой стороны от горизонта по отношению к Солнцу, в так называемой точке солнечного противостояния. На этот раз снопы света, как кажется, сходятся не за облаком, а на горизонте. Поскольку света недостаточно, эти лучи гораздо более блеклые, так что увидеть их сложно.
Противосумеречные лучи
Что такое вилли-вилли?
Вы, наверное, думаете: при чем тут вилли-вилли, что это такое и как это странное слово связано с погодой? Тут мы, честно говоря, решили вас немного подразнить, потому что этим словом в Австралии называют пылевой вихрь. Пылевые вихри встречаются по всему миру и носят разные наименования, но слово «вилли-вилли» восходит к мифу австралийских аборигенов и обозначает различных духов.
Что же это такое? Выглядят вилли-вилли как торнадо, но сразу отметим, что это не одно и то же. Вилли-вилли и близко не обладают разрушительной мощью торнадо (хотя некоторые могут быть довольно сильными). Их сходство с торнадо заканчивается на том, что то и другое – погодные явления, связанные с вертикально ориентированным столбом ветра. Но если для появления торнадо из нижней части облака требуется грозовая сверхъячейка, то пылевые вихри (известные также как «пыльные дьяволы») появляются безо всяких облаков и образуются на поверхности земли. Ветер образует вихри и захватывает пыль, унося ее в небо.
Один из ключевых ингредиентов пылевого вихря – это… пыль. Неудивительно, что чаще всего пылевые вихри случаются в пустынях или других засушливых местах, где почва очень сухая. В жаркий день сухая земля может стать очень горячей, в результате чего начинают формироваться сильные восходящие потоки воздуха. Поднимаясь, воздух начинает вращаться вокруг вертикальной оси, а с дальнейшим набором высоты формирует высокий столб – как фигурист, вытягивающий руки вверх, чтобы крутиться быстрее. Этот столб вращающегося воздуха переносит пыль, и так образуется пылевой вихрь. Пока горячий воздух активно поступает в нижнюю часть вращающейся воронки, пылевой вихрь продолжает существовать и даже усиливается. С набором высоты горячий воздух остывает, опускается на землю, так что знакомая форма воронки поддерживается. Со временем доступ горячего воздуха неизбежно прекращается, а когда в воронку начинает поступать более холодный воздух, она довольно быстро распадается.
Пыльные дьяволы, как правило, невелики: вихри обычно имеют в диаметре всего несколько метров, да и вверх поднимаются не более чем на сотню метров. Скорость ветра в них составляет примерно 18–22 м/с, так что особого ущерба они не наносят. Однако иногда образуются очень большие вихри, которые доходят в диаметре до сотни метров и поднимаются в воздух метров на триста. В этих редких случаях скорость ветра может составлять 27–34 м/с, и вихрь не распадается довольно долго. Тогда может быть нанесен определенный ущерб строениям, а некоторые пылевые вихри могут даже привести к травмам людей.
Пылевой вихрь
Не надо быть метеорологом, чтобы догадаться, что снежный вихрь, или «сноунадо», как их порой называют, во многом напоминает пылевой вихрь, но состоит из снега. Нужно сделать оговорку, что, хоть второе название снежного вихря и образовано от слова «торнадо», это не смерч и не торнадо. Просто еще одна вращающаяся воронка из воздуха и снега, поднимающаяся с поверхности земли. Это явление чрезвычайно редкое – зафиксировать на камеру удалось лишь несколько случаев. Метеорологические процессы, приводящие к его образованию, несколько более сложны, чем в случае с пылевыми вихрями: должно сойтись сразу несколько предпосылок.
Снежный дьявол, так же как и пыльный, создается восходящими потоками воздуха близ поверхности земли, но если в пылевых вихрях восхождение воздуха вызвано нагреванием поверхности, то здесь причина в образовании почти у самой поверхности земли столба холодного воздуха. Так создается разность температур сравнительно более теплого воздуха у поверхности и холодного воздуха наверху, в результате чего теплый воздух начинает подниматься снизу. Однако для создания снежного вихря требуется также некий ветровой сдвиг в нижней части атмосферы, где с высотой меняется скорость ветра или его направление. Воздух начинает вращаться и поднимать с собой мельчайшие частички снега – они и делают видимым весь воздушный столб. Снежные вихри видны на протяжении довольно небольшого времени и, подобно пылевым вихрям, обычно не наносят ущерба людям или сооружениям.
Огненный вихрь
Представьте себе! Если один из этих вращающихся столбов воздуха охвачен огнем, то получается огненный вихрь, он же огненный дьявол или «файрнадо», как его иногда называют. Это очень впечатляющие вихри из пепла и огня – настоящая беснующаяся стихия. В данном случае резкие восходящие потоки воздуха образу