De ce sunt norii negri și norii albi pentru copii? Norul de plumb: motivele originii sale și de ce este periculos

Este o mare plăcere să privești cumulușii care trec vara și să încerci să explic de ce sunt uneori lumini și alteori întunecați. Când norul este iluminat de Soare, este alb orbitor, dar când norul trece deasupra noastră, baza lui devine gri sau complet întunecată. Picăturile de apă din nor sunt atât de apropiate una de cealaltă încât apare ca un corp alb aproape complet opac - alb pentru că lumina pătrunde cu greu în nor, dar este foarte bine reflectată de numeroasele picături. Dacă Soarele este acoperit de nori cumulus, aceștia par întunecați, dar marginile norilor sunt întotdeauna luminoase: „fiecare nor are o căptușeală de argint”.

Astfel, distribuția luminii și umbrei ne oferă informații interesante despre diferitele părți ale norului - sus, inferior, față, spate și despre forma reală a acestei uriașe formațiuni. Nu este întotdeauna ușor să vă faceți o idee corectă despre proporțiile sale, precum și despre poziția norului în raport cu Soarele. Dacă, de exemplu, norii sunt așezați în fața mea, iar Soarele se află la oarecare distanță deasupra lui, voi fi nedumerit să văd doar umbre (Fig. 169, a). Nu-mi pot imagina măreția

Orez. 169. Lumină și umbre pe norii cumulus: a) cum vedem peisajele
observator, privit de la nord la sud; b) impresii personale eronate ale observatorului și imaginea pe care se așteaptă să o vadă; c) cum stau lucrurile în realitate. În cazurile b) și c) observatorul privește de la est la vest. Soarele este în sud.

distanta fata de Soare, inconstient il consider foarte aproape si de aceea mi se pare ca partea AB ar trebui iluminata (Fig. 169, 6). De fapt, razele soarelui care iluminează norul sunt paralele cu linia care leagă Soarele cu ochiul meu (Fig. 169, c).

Oricât de capricios ar fi jocul de lumini și umbre, oricât de complicată ar fi problema de umbrele aruncate de un nor pe altul, pare imposibil de explicat numai prin aceasta toate diferențele de culori ale norilor cumulus.

I. Levitan

Când cerul se limpezește după o furtună și mai rămân pe el doar câțiva nori cumulus, puternic iluminați de Soare și așezați astfel încât umbra unuia dintre ei să nu poată cădea pe altul, acești nori devin din ce în ce mai întunecați și, în final, înainte de dispărând complet, devin albastru-negru. Impresia generală este că părțile subțiri ale norilor cumulus văzute pe un cer albastru nu sunt „albastru+alb” (cum s-ar putea aștepta), ci „albastru+negru”.

Pe de altă parte, un nor cumulus apare gri atunci când este văzut pe fundalul unui alt nor mare care este complet alb, așa că nu poate fi vorba despre o creștere a luminozității doar datorită creșterii grosimii totale a straturilor. Fizica acestor fenomene, deși observată zilnic, încă nu este bine înțeleasă. Desigur, ar trebui să fim foarte atenți la ideea că norii absorb de fapt lumina; trebuie mai întâi să încercăm să explicăm fenomenul presupunând că norii sunt formațiuni albe solide, apoi amintiți-vă că nu sunt cu adevărat altceva decât ceață care împrăștie lumina și, în final, luați în considerare că norii pot conține particule de praf întunecate.

Este interesant să comparăm norii cu aburul alb (nu cu fumul!) al unei locomotive cu abur. În unele cazuri, aburul pare mai alb când este privit la un unghi mai mare față de lumina incidentă și mai puțin strălucitor când este observat din direcția Soarelui. , când ochiul percepe raze reflectate aproape în direcția incidenței. În alte cazuri, indiferent de direcția de vizualizare, vaporii sunt mult mai strălucitori decât cele mai luminoase părți ale cumulusului; Acest lucru se poate datora distanței mai mari față de nori și atenuării luminii din cauza împrăștierii în aer.

Georgy Nissky. Toamnă. Semafoare

Întuneric nori cumulus la mare distanţă apar adesea albăstrui. Aceasta nu este culoarea norilor înșiși, ci lumina împrăștiată în atmosferă între nor și ochiul nostru. Cu cât un nor atât de întunecat este mai departe, cu atât culoarea lui se apropie mai mult de culoarea cerului. Pe de altă parte, norii strălucitori din apropierea orizontului devin gălbui.

Ar trebui să ia în considerare și alți nori și să încerce să explice, de exemplu, de ce nori de ploaie atât de gri, de ce norii au o culoare specială de plumb vizibilă lângă portocaliul decolorat, nu-i așa? Informațiile noastre despre toate acestea sunt însă atât de incomplete încât ne vom limita la a chema cititorul să facă observații independente.

Distribuția luminozității pe bolta cerului, atunci când este acoperită complet și uniform cu nori, este foarte caracteristică și pare să completeze distribuția pe un cer senin. Comparați, de exemplu, folosind o oglindă, zenitul și orizontul: cu un cer senin, zenitul este întotdeauna mai întunecat; Raportul de luminozitate variază de la 3 la 5 (fotografii X1X și XX).

Dacă, privind pe fereastră, vezi cum cerul este acoperit cu nori de plumb și nu poți înțelege motivul a ceea ce s-a întâmplat, atunci este în regulă. S-ar putea să fie nevoie doar să completați unele lacune de cunoștințe sau să vă reîmprospătați memoria, astfel încât să fiți mai conștienți de unde provin norii în primul rând. Și chiar și atunci vei înțelege dacă ar trebui să-ți fie frică de ei.

Ce sunt norii

Indiferent cum arată norii pe cer, fie că sunt aproape transparenți, ca un văl sau de nepătruns, ca un nor de plumb, toți sunt făcuți din apă. Cert este că atunci când aerul este încălzit, umiditatea situată la suprafața pământului capătă o stare gazoasă și se ridică în vârf, unde, datorită temperaturii mai scăzute a aerului, se condensează. Cu toate acestea, există un detaliu necesar pentru formarea norilor - praful. Chiar și la începutul procesului de formare a acestora, moleculele de apă se lipesc de cele mai mici particule ale sale, după care se formează picături și cristale de gheață, care ulterior vor deveni ploaie. Când condițiile sunt favorabile creșterii, norii câștigă volum, devin mai grei, se scufundă din ce în ce mai jos și, în cele din urmă, conținutul lor cade sub formă de precipitații.

Înălțimea norilor poate varia de la 100 m de Pământ la 30 km, în funcție de conditiile meteo, clima și stadiul dezvoltării lor. Dar ele se formează tocmai la o altitudine de până la 14 km, între straturile superioare ale troposferei și suprafața Pământului. Înălțimea la care norii se formează pentru prima dată și se așează ulterior depinde de tipul lor. Pentru a înțelege în sfârșit căruia dintre ei aparțin așa-numiții nori de plumb, să trecem la descrierea lor.

Clasificarea norilor

Când te uiți la cer, poți vedea trei tipuri de nori:

1. Cirrus. De regulă, sunt albe, arată ca niște panglici uriașe, curbate sau drepte, răspândite pe cer. Sunt situate la o altitudine de 6-10 km, grosimea lor variază de la 100 m până la 2 km, iar structura lor este de obicei cristalină.
2. Stratificat. Numele vorbește de la sine, norii de acest tip par să se suprapună unul peste altul într-un strat îngrijit și sunt adesea de diferite nuanțe, ceea ce îi face și mai frumoși. Sunt situate la o altitudine de 0,1-0,7 km, au o grosime de 0,2-0,8 km și au o structură preponderent de picături.
3. Cumulus. Ele seamănă cu niște zăpadă mari, albe ca zăpada, care plutesc sus pe cer. De obicei la o altitudine de 800-1500 m, latime de la 100 m la 2 km.

Puteți observa adesea combinațiile lor, cum ar fi cirrostratus, stratocumulus etc. Dacă privirea ți-a căzut pe un nor de plumb, atunci probabil că ai deja un nor nimbostratus sau cumulonimbus în fața ta. S-ar putea să înceapă să plouă în curând.

Motivul formării unui nor de plumb

Toată lumea știe că există o legătură directă între culoarea norilor și capacitatea lor de a vărsa ploaia. Dacă la orizont apare un nor întunecat, atunci probabil că în viitorul apropiat vor cădea precipitații, posibil însoțite de o furtună. Dar, uneori, vederea norilor de plumb pe cer poate uimi sincer că chiar și un adult va avea o întrebare despre motivul apariției lor. De fapt, nu diferă cu nimic de norii obișnuiți. Pur și simplu au apărut condiții potrivite pentru creșterea lor, după care, datorită volumului mare de umiditate și densitate, au încetat absolut să transmită lumina soareluiși par atât de înfricoșătoare. Aerul poluat are, de asemenea, un efect uneori, datorită căruia o cantitate mare de funingine și praf intră în nori, iar aceștia devin mai înnegri. Și, în sfârșit, în ceea ce privește condițiile necesare pentru formarea unui nor de plumb:

• Instabilitatea masei de aer care se ridică în sus;
• Prezența aerului cald și rece (mai frecvent la sfârșitul verii, primăvara și începutul toamnei).

Și tot ceea ce ar trebui făcut atunci când apare este doar să te protejezi de a fi lovit de fulger.

Într-o zi frumoasă de vară, uneori este atât de plăcut să admiri norii albi ca zăpada care zboară pe cerul înalt, preluând formele bizare ale animalelor ciudate, castele de basm sau alte imagini sugerate de imaginație.


Dar de îndată ce un nor negru de ploaie apare la marginea cerului, starea de spirit lipsită de griji este imediat înlocuită de un sentiment inconștient de anxietate. De ce se întâmplă asta? De ce sunt norii atât de albi și de lumină, devenind nor de tunete, se întunecă imediat, dobândind o culoare profundă, aproape neagră?

Ce sunt norii?

Fără excepție, toți norii sunt uriași, uneori de câteva zeci de kilometri, acumulări de picături de apă minuscule și cristale de gheață, mișcate de forța vântului deasupra suprafeței pământului la o altitudine de 0,5 până la 30 de kilometri.

Dimensiunile microscopice ale elementelor nor - picături sau bucăți de gheață - le permit pentru o lungă perioadă de timp stai in aer. Dar, de îndată ce sunt create condiții pentru mărirea elementelor nor, acestea devin prea grele, se scufundă și cad din nor.

Norii sunt:

- emplut - răspândit pe cer sub formă de pene uriașe sau panglici, drepte sau curbate;

- stratificat - parcă ar consta din mai multe straturi așezate unul peste altul, adesea din nuanțe ușor diferite;

- cumulus - seamănă cu uriașe zăpadă sau bulgări de vată albă ca zăpada care zboară sus pe cer.


Acestea sunt principalele forme de nori, în practică ei sunt adesea combinați între ei în cel mai bizar mod, devenind cirrostratus, cirrocumulus, stratocumulus etc.

Cum se formează norii?

După cum am menționat mai sus, norii sunt formați din picături de vapori de apă. În fiecare zi, zeci de mii de tone de apă se evaporă de pe suprafața oceanelor, mărilor, lacurilor și râurilor și pur și simplu de pe suprafața pământului. Inițial, această apă se găsește în straturi calde de aer situate aproape de suprafață.

Acest aer cald, conform legilor fizicii, se ridică, dar cu cât se îndepărtează de sol, cu atât se răcește mai mult. Moleculele de apă, pierzând energie, încep să treacă de la starea gazoasă la starea lichidă, condensându-se sub formă de picături.

Dar, deoarece aerul care s-a ridicat în sus este mai rarefiat decât stratul inferior situat lângă suprafață, picăturile de apă nu se pot condensa suficient. dimensiuni mariși rămân în atmosferă sub formă de suspensie, un aerosol minuscul de particule de gheață lichidă sau solidă. Aceștia sunt norii.


Experții spun că apa din ele este adesea prezentă în ambele state în același timp - atât sub formă de picături, cât și sub formă de slot de gheață.

De ce norii și norii au culori diferite?

Meteorologii nu folosesc termenul "nor", în schimb spun ei "nor de ploaie" sau "nor de tunete" . Știm cu toții că dacă un nor întunecat apare la orizont și se apropie de noi, atunci în curând va ploua cu siguranță. Există o legătură foarte directă între culoarea unui nor și capacitatea acestuia de a vărsa picături de apă.

Faptul este că structura norilor albi care zboară pe cer la o altitudine de șase kilometri sau mai mult este foarte rară și liberă. Prin urmare, lumina soarelui trece prin ele aproape nestingherită, ca printr-un abajur de lampă mată. Lasa impresia unei mase de aer alb ca zapada, usoara si radianta.

Când, din diverse motive, un nor coboară la o înălțime de doi kilometri sau mai puțin, acesta devine mai dens, iar razele solare trec mai greu prin grosimea lui.

Cu cât norul coboară mai jos, cu atât apare mai întunecat: la început capătă o ușoară nuanță cenușie, apoi devine distinct gri, albastru sau violet.

Simultan masa de aer se compactează, iar cele mai mici picături se apropie unele de altele. Acest lucru face ca picăturile de apă să crească în dimensiune, ceea ce afectează și mai mult trecerea luminii solare prin nor. Devine din ce în ce mai greu și se scufundă din ce în ce mai jos, apoi vine un moment în care norul nu mai poate reține picături de apă și acestea încep să cadă pe pământ.

Procesul de condensare continuă până când norul devine mai puțin dens și începe să se ridice în atmosfera superioară.


Astfel, devine clar că culoarea unui nor depinde în principal de densitatea acestuia: cu cât acest indicator este mai mare, cu atât norul este mai întunecat.

Ploaie și nori de furtună, picături de apă în care deja s-au condensat aproape până sunt gata să se reverse pe pământ. Acesta este motivul pentru care un nor de ploaie pare greu și negru, iar un nor pare alb și ușor.

În ciuda progresului științific și a accesului liber la multe surse de informații, este rar ca o persoană să poată răspunde corect la întrebarea de ce cerul este albastru.

De ce este cerul albastru sau albastru în timpul zilei?

Lumina albă – care este ceea ce o emite Soarele – este formată din șapte părți ale spectrului de culori: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Mica rimă cunoscută de la școală – „Every Hunter Wants to Know Where the Pheasant Stas” – determină cu precizie culorile acestui spectru prin literele inițiale ale fiecărui cuvânt. Fiecare culoare are propria lungime de undă a luminii: roșul este cel mai lung și violetul este cel mai scurt.

Cerul (atmosfera) cunoscut pentru noi este format din microparticule solide, picături mici de apă și molecule de gaz. De mult timp, au existat mai multe presupuneri eronate care încearcă să explice de ce cerul este albastru:

• atmosfera, formată din particule minuscule de apă și molecule de diferite gaze, permite razelor spectrului albastru să treacă bine și nu permite razelor spectrului roșu să atingă Pământul;
• Particulele solide mici - cum ar fi praful - suspendate în aer împrăștie cel mai puțin lungimile de undă albastre și violete, și din această cauză reușesc să ajungă la suprafața Pământului, spre deosebire de alte culori ale spectrului.

Aceste ipoteze au fost susținute de mulți oameni de știință celebri, dar cercetările fizicianului englez John Rayleigh au arătat că particulele solide nu sunt cauza principală a împrăștierii luminii. Moleculele de gaze din atmosferă sunt cele care separă lumina în componente de culoare. Alb rază de soare, ciocnind cu o particulă de gaz de pe cer, se împrăștie (împrăștie) în direcții diferite.

Când se ciocnește cu o moleculă de gaz, fiecare dintre cele șapte componente de culoare ale luminii albe este împrăștiată. În același timp, lumina cu unde mai lungi (componenta roșie a spectrului, care include și portocaliu și galben) este împrăștiată mai puțin bine decât lumina cu unde scurte (componenta albastră a spectrului). Din această cauză, după împrăștiere, în aer rămân de opt ori mai multe culori din spectrul albastru decât cele roșii.

Deși violetul are cea mai scurtă lungime de undă, cerul încă apare albastru datorită amestecului de unde violet și verzi. În plus, ochii noștri percep culoarea albastră mai bine decât violetul, având în vedere aceeași luminozitate a ambelor. Aceste fapte sunt cele care determină schema de culori cerul: atmosfera este literalmente plină de raze de culoare albastru-albastru.

Atunci de ce apusul este roșu?

Cu toate acestea, cerul nu este întotdeauna albastru. Întrebarea apare în mod firesc: dacă vedem pe tot parcursul zilei cerul albastru de ce este roșu apusul? Am aflat mai sus că culoarea roșie este cel mai puțin împrăștiată de moleculele de gaz. În timpul apusului, Soarele se apropie de orizont și raza soarelui este îndreptată spre suprafața Pământului nu vertical, ca în timpul zilei, ci în unghi.

Prin urmare, drumul pe care îl parcurge prin atmosferă este mult mai lung decât cel pe care îl parcurge în timpul zilei când Soarele este sus. Din această cauză, spectrul albastru-albastru este absorbit într-un strat gros al atmosferei, neatingând Pământul. Și undele de lumină mai lungi din spectrul roșu-galben ajung la suprafața Pământului, colorând cerul și norii în culorile roșu și galben caracteristice apusului.

De ce sunt norii albi?

Să atingem subiectul norilor. De ce mai departe cerul albastru nori albi? În primul rând, să ne amintim cum sunt formate. Aer umed, conținând abur invizibil, care se încălzește la suprafața pământului, se ridică și se dilată datorită faptului că presiunea aerului este mai mică în vârf. Pe măsură ce aerul se extinde, se răcește. Când vaporii de apă ating o anumită temperatură, se condensează în jurul prafului atmosferic și al altor solide în suspensie, rezultând mici picături de apă care se unesc pentru a forma un nor.

În ciuda dimensiunilor lor relativ mici, particulele de apă sunt mult mai mari decât moleculele de gaz. Și dacă, la întâlnirea cu moleculele de aer, razele soarelui sunt împrăștiate, atunci când întâlnesc picăturile de apă, lumina se reflectă din ele. În acest caz, raza soarelui inițial albă nu își schimbă culoarea și, în același timp, „colorează” moleculele norilor în alb.