Zakaj so otrokom oblaki črni in oblaki beli. Svinčeni oblak: razlogi za nastanek in zakaj je nevaren

Prav užitek je poleti opazovati mimoidoče kumuluse in poskušati razložiti, zakaj so svetli ali temni. Ko je oblak obsijan s Soncem, je bleščeče bel, ko pa oblak preide čez nas, postane njegovo dno sivo ali popolnoma temno. Vodne kapljice v oblaku so tako tesno nameščene, da je skoraj popolnoma neprozorno belo telo – belo zato, ker svetloba le stežka prodre skozi oblak, vendar se v številnih kapljicah zelo dobro odbija. Če sonce zakrijejo kumulusi, so ti videti temni, robovi oblakov pa so vedno svetli: "vsak oblak ima srebrno podlogo."

Tako nam porazdelitev svetlobe in sence daje zanimive podatke o različnih delih oblaka – zgornjem, spodnjem, sprednjem, zadnjem in dejanski obliki te ogromne tvorbe. Ni vedno enostavno dobiti pravilne predstave o njegovih razmerjih, pa tudi o položaju oblaka glede na Sonce. Če so na primer oblaki pred menoj in Sonce na neki razdalji nad njim, bom zmeden, saj bom videl samo sence (slika 169, a). Ne morem si predstavljati veličine

riž. 169. Svetloba in sence na kumulusih: a) kako vidimo pokrajino
opazovalec, gledan od severa proti jugu; b) napačni osebni vtisi opazovalca in slike, ki jo pričakuje videti; c) kako so stvari v resnici. V primerih b) in c) opazovalec gleda od vzhoda proti zahodu. Sonce je na jugu.

razdalje do Sonca, nezavedno menim, da je zelo blizu in zato se mi zdi, da bi moral biti del AB osvetljen (slika 169, 6). Pravzaprav sončni žarki, ki osvetljujejo oblak, potekajo vzporedno s črto, ki povezuje Sonce z mojim očesom (slika 169, c).

Ne glede na to, kako muhasta je igra svetlobe in sence, ne glede na to, kako zapletene so sence, ki jih meče en oblak na drugega, se zdi nemogoče pojasniti vse razlike v barvah kumulusov samo s tem.

I. Levitan

Ko se nebo po nevihti razjasni in ostane le še nekaj kumulusov, močno osvetljenih s Soncem in razporejenih tako, da senca enega od njih nikakor ne more pasti na drugega, postanejo ti oblaki vedno temnejši in nazadnje, preden popolnoma izginejo , postane modro-črna. Splošni vtis je, da tanki deli kumulusov, ki jih vidimo na modrem nebu, niso "modri+beli" (kot bi lahko pričakovali), temveč "modri+črni".

Po drugi strani pa je kumulus videti siv, ko ga vidimo nasproti drugega velikega oblaka, ki je popolnoma bel, tako da se vprašanje povečanja svetlosti preprosto s povečanjem skupne debeline plasti ne more pojaviti. Fizika teh pojavov, čeprav jih opazujemo vsak dan, še vedno ni dobro razumljena. Seveda je treba biti zelo previden glede zamisli, da oblaki absorbirajo svetlobo; najprej je treba poskusiti pojav razložiti s predpostavko, da so oblaki trdne bele tvorbe, nato se spomniti, da v resnici niso nič drugega kot megla, ki sipa svetlobo, in nazadnje upoštevati, da lahko oblaki vsebujejo temne prašne delce.

Zanimiva je primerjava oblakov z belo paro (ne dimom!) parne lokomotive.V nekaterih primerih je para videti bolj bela, če gledamo pod velikim kotom na vpadno svetlobo, in manj svetla, če gledamo s strani Sonce, ko oko zazna žarke, ki se odbijajo skoraj v smeri vpada. V drugih primerih, ne glede na smer opazovanja, je para veliko svetlejša od najsvetlejših delov kumulusov; morda je to posledica velike oddaljenosti do oblakov in oslabitve svetlobe zaradi sipanja v zraku.

George Nyssky. Jesen. semaforji

Temno Kumulusni oblaki na daleč so pogosto modrikaste. To ni barva samih oblakov, temveč svetloba, razpršena v ozračju med oblakom in našim očesom. Dlje ko je tako temen oblak oddaljen, bolj se njegova barva približuje barvi neba. Po drugi strani pa svetli oblaki blizu obzorja postanejo rumenkasti.

Upoštevati bi morali tudi druge oblake in poskušati pojasniti, na primer, zakaj dežni oblaki tako sivi, zakaj imajo nevihtni oblaki posebno svinčeno barvo poleg blede oranžne, je to prah? Naši podatki o vsem tem pa so tako nepopolni, da se bomo omejili na poziv bralcu, naj poda neodvisna opažanja.

Porazdelitev svetlosti po nebesnem svodu, ko je popolnoma in enakomerno pokrit z oblaki, je zelo značilna in tako rekoč dopolnjuje porazdelitev na jasnem nebu. Primerjajte na primer s pomočjo ogledala zenit in obzorje: pri jasnem nebu je zenit vedno temnejši; razmerje svetlosti je od 3 do 5 (fotografije X1X in XX).

Če ob pogledu skozi okno vidite, kako je nebo prekrito s svinčenimi oblaki, in ne morete razumeti razloga za to, kar se je zgodilo, potem je v redu. Morda morate le zapolniti vrzeli v znanju ali osvežiti spomin, da se boste zavedali, od kod oblaki sploh prihajajo. In že takrat vam bo jasno, ali se jih je vredno bati.

Kaj so oblaki

Ne glede na to, kako izgledajo oblaki na nebu, ali so skoraj prozorni, kot tančica, ali neprebojni, kot svinčeni oblak, vsi so iz vode. Dejstvo je, da pri segrevanju zraka vlaga na površini zemlje prevzame plinasto stanje in se dvigne na vrh, kjer zaradi nižje temperature zraka kondenzira. Vendar pa obstaja ena podrobnost, ki je potrebna za nastanek oblakov - to je prah. Že na začetku procesa njihovega nastajanja se molekule vode prilepijo na njene najmanjše delce, nato pa nastanejo kapljice in ledeni kristali, ki bodo v prihodnosti dež. Ko so razmere ugodne za rast, oblaki pridobijo prostornino, postanejo težji, se pogrezajo vse nižje in na koncu njihova vsebina izpade kot padavine.

Višina oblakov se lahko spreminja od 100 m od Zemlje do 30 km, odvisno od vremenske razmere, podnebje in stopnja njihovega razvoja. Nastajajo pa ravno na višini do 14 km, med zgornjimi plastmi troposfere in površjem Zemlje. Višina, na kateri oblaki šele nastajajo in se nahajajo v prihodnosti, je odvisna od njihove vrste. Da bi končno razumeli, kateremu od njih pripadajo tako imenovani svinčeni oblaki, preidimo na njihov opis.

Klasifikacija oblakov

Ko gledate v nebo, lahko vidite tri vrste oblakov:

1. Cirrus. Praviloma so bele barve, kot ogromni trakovi, ukrivljeni ali ravni, ki se raztezajo čez nebo. Nahajajo se na nadmorski višini 6-10 km, njihova debelina se giblje od 100 m do 2 km, struktura pa je običajno kristalna.
2. Večplastna. Ime govori samo zase, zdi se, da so oblaki te vrste naloženi drug na drugega v urejenem sloju, pogosto pa so različnih odtenkov, zaradi česar so še lepši. Nahajajo se na nadmorski višini 0,1-0,7 km, imajo debelino 0,2-0,8 km, večinoma s padajočo strukturo.
3. Kumulus. Spominjajo na velike snežno bele snežne zamete, ki se dvigajo visoko v nebo. Običajno na nadmorski višini 800-1500 m, širina 100 m do 2 km.

Pogosto lahko opazujete njihove kombinacije, kot so cirostratusi, stratokumulusi itd. Če vam je pogled padel na svinčeni oblak, potem je verjetno že pred vami stratonimbus ali kumulonimbus. Mogoče bo kmalu dež.

Razlog za nastanek svinčenih oblakov

Vsi vedo, da obstaja neposredna povezava med barvo oblakov in njihovo sposobnostjo deževanja. Če se na obzorju pojavi temen oblak, bodo v bližnji prihodnosti verjetno padle padavine, ki jih bo morda spremljala nevihta. Toda včasih lahko pogled na svinčene oblake na nebu iskreno preseneti, da bo celo odrasla oseba imela vprašanje o razlogu za njihov videz. Pravzaprav se ne razlikujejo od običajnih oblakov. Nastali so ravno primerni pogoji za njihovo rast, nato pa so zaradi velike količine vlage in gostote popolnoma prenehali prepuščati sončna svetloba in zdijo se tako zastrašujoče. Včasih vpliva tudi onesnažen zrak, zaradi katerega v sestavo oblakov vstopi velika količina saj, prahu, ki postanejo bolj črni. In končno, glede potrebnih pogojev za nastanek svinčenega oblaka:

• Nestabilnost zračne mase, ki se dviga navzgor;
• Prisotnost toplega in hladnega zraka (pogosteje pozno poleti, spomladi in zgodaj jeseni).

In vse, kar je treba storiti, ko se pojavi, je samo zaščititi se pred udarom strele.

V lepem poletnem dnevu je včasih tako prijetno občudovati snežno bele oblake, ki letijo po visokem nebu in prevzamejo bizarne obrise nenavadnih živali, pravljičnih gradov ali drugih podob, ki jih predlaga domišljija.


A takoj, ko se na robu neba pojavi črn deževni oblak, brezskrbno razpoloženje takoj zamenja nezavedni občutek tesnobe. Zakaj se to dogaja? Zakaj postajajo oblaki, tako beli in svetli nevihtni oblak, takoj potemnijo in pridobijo globoko, skoraj črno barvo?

Kaj so oblaki?

Vsi oblaki brez izjeme so ogromne, včasih več deset kilometrov velike kopice najmanjših vodnih kapljic in ledenih kristalov, ki jih s silo vetra premika nad zemeljsko površino na višini od 0,5 do 30 kilometrov.

Mikroskopske dimenzije elementov oblaka – kapljic ali ledenih plošč – jim omogočajo za dolgo časa ostati v zraku. A takoj ko se ustvarijo pogoji za večanje oblačnih elementov, ti postanejo pretežki, padajo in padajo iz oblaka.

Oblaki so:

- pernate - razpršene po nebu v obliki ogromnih peres ali trakov, ravnih ali ukrivljenih;

- večplastna - kot da je sestavljena iz več plasti, zloženih ena na drugo, pogosto nekoliko drugačnega odtenka;

- kumulus - spominja na ogromne snežne zamete ali kepe snežno bele vate, ki letijo visoko v nebo.


To so glavne oblike oblakov, ki se v praksi med seboj pogosto kombinirajo na najbolj bizaren način in postanejo cirostratusi, cirokumulusi, stratokumulusi itd.

Kako nastanejo oblaki?

Kot že omenjeno, oblake tvorijo kapljice vodne pare. Vsak dan izhlapi več deset tisoč ton vode s površine oceanov, morij, jezer in rek ter preprosto s površine zemlje. Sprva je ta voda v toplih plasteh zraka blizu površine.

Ta topel zrak se po zakonih fizike dviga, a bolj ko se od zemlje odmika, bolj se ohlaja. Molekule vode, ki izgubljajo energijo, se začnejo premikati iz plinastega stanja v tekoče stanje in se kondenzirajo v obliki kapljic.

Ker pa je zrak, ki se je dvignil, bolj redek kot spodnja plast blizu površine, se vodne kapljice ne morejo dovolj kondenzirati velike velikosti in ostanejo v ozračju v obliki suspenzije, najmanjšega aerosola tekočih ali trdnih delcev ledu. To so oblaki.


Strokovnjaki pravijo, da je voda v njih pogosto prisotna v obeh stanjih hkrati – tako v obliki kapljic kot v obliki ledenih ploskev.

Zakaj imajo oblaki in oblaki različne barve?

Meteorologi izraza ne uporabljajo "oblak", namesto tega pravijo "dežni oblak" oz "nevihtni oblak" . Vsi vemo, da če se je na obzorju pojavil temen oblak in se nam približuje, bo kmalu zagotovo deževalo. Obstaja zelo neposredna povezava med barvo oblaka in njegovo sposobnostjo odvajanja vodnih kapljic.

Dejstvo je, da je struktura belih oblakov, ki letijo na nebu na nadmorski višini šest kilometrov ali več, zelo redka, ohlapna. Zato sončna svetloba prehaja skozi njih skoraj neovirano, kot skozi mat senčnik. Ustvarja vtis snežno bele zračne mase, lahke in sijoče.

Ko se oblak iz različnih razlogov spusti na višino dveh ali manj kilometrov, se zgosti in sončni žarki že težje prehajajo skozi njegovo debelino.

Nižje ko pade oblak, temnejši je videti: sprva dobi rahlo sivkast odtenek, nato pa postane izrazito siv, moder ali vijoličen.

Istočasno zračna masa stisnjene, najmanjše kapljice pa se približajo druga drugi. To vodi do dejstva, da se vodne kapljice povečajo, kar še dodatno ovira prodor sončne svetlobe skozi oblak. Postaja vedno težja in pada vse nižje in zdaj pride trenutek, ko oblak ne more več zadržati vodnih kapljic v sebi in začnejo padati na tla.

Proces kondenzacije se nadaljuje, dokler oblak ne postane manj gost in se začne dvigovati v zgornjo atmosfero.


Tako postane jasno, da je barva oblaka odvisna predvsem od njegove gostote: višji kot je ta indikator, temnejši je oblak.

Dež in nevihtni oblaki, kapljice vode, v katerih so se že zgostile skoraj do te mere, da se lahko razlijejo po tleh. Zato je deževni oblak težak in črn, oblak pa bel in lahek.

Kljub znanstvenemu napredku in prostemu dostopu do številnih virov informacij zna le redkokdo pravilno odgovoriti na vprašanje, zakaj je nebo modro.

Zakaj je podnevi nebo modro?

Bela svetloba - seva namreč iz Sonca - je sestavljena iz sedmih delov barvnega spektra: rdeče, oranžne, rumene, zelene, modre, indigo in vijolične. Iz šole znana izštevanka - "Vsak lovec želi vedeti, kje sedi fazan" - samo določa barve tega spektra z začetnimi črkami vsake besede. Vsaka barva ima svojo valovno dolžino svetlobe: najdaljšo za rdečo in najkrajšo za vijolično.

Nam znano nebo (atmosfera) je sestavljeno iz trdnih mikrodelcev, drobnih kapljic vode in molekul plina. Sčasoma se je pojavilo več napačnih predstav, ki so poskušale razložiti, zakaj je nebo modro:

• atmosfera, sestavljena iz najmanjših delcev vode in molekul različnih plinov, dobro prepušča žarke modrega spektra in ne dovoljuje, da bi se žarki rdečega spektra dotaknili Zemlje;
• majhni trdni delci - na primer prah - lebdeči v zraku najmanj razpršijo modre in vijolične valove in zaradi tega uspejo doseči zemeljsko površje, za razliko od drugih barv spektra.

Te hipoteze so podprli številni znani znanstveniki, študije angleškega fizika Johna Rayleigha pa so pokazale, da niso trdni delci glavni vzrok za sipanje svetlobe. Molekule plinov v ozračju ločijo svetlobo na barvne komponente. Bela sonček, ki trči z delcem plina na nebu, se razprši (razprši) ​​v različnih smereh.

Ob trku z molekulo plina se vsaka od sedmih barvnih komponent bele svetlobe razprši. V tem primeru se svetloba z daljšimi valovnimi dolžinami (rdeča komponenta spektra, ki vključuje tudi oranžno in rumeno) slabše sipa kot svetloba s kratkimi valovi (modra komponenta spektra). Zaradi tega po razprševanju ostane v zraku osemkrat več modrih barv spektra kot rdečih.

Čeprav ima vijolična najkrajšo valovno dolžino, je nebo še vedno videti modro zaradi mešanice vijoličnih in zelenih valovnih dolžin. Poleg tega naše oči bolje zaznavajo modro kot vijolično, z enako svetlostjo obeh. Ta dejstva so tista, ki določajo barvna shema nebo: ozračje je dobesedno napolnjeno z žarki modro-modre barve.

Zakaj je potem sončni zahod rdeč?

Vendar pa nebo ni vedno modro. Seveda se postavlja vprašanje: če vidimo ves dan modro nebo Zakaj je sončni zahod rdeč? Zgoraj smo ugotovili, da molekule plina najmanj razpršijo rdečo barvo. Med sončnim zahodom se Sonce približa obzorju in sončni žarek ni usmerjen na zemeljsko površje ne navpično, kot podnevi, ampak pod kotom.

Zato je pot, ki jo opravi skozi atmosfero, veliko daljša od tiste, ki jo opravi podnevi, ko je Sonce visoko. Zaradi tega se modro-modri spekter absorbira v debeli plasti atmosfere in ne doseže Zemlje. In daljši svetlobni valovi rdeče-rumenega spektra dosežejo površje Zemlje ter obarvajo nebo in oblake v rdeče in rumene barve, značilne za sončni zahod.

Zakaj so oblaki beli?

Dotaknimo se teme oblakov. Zakaj na modro nebo Beli oblaki? Najprej se spomnimo, kako nastanejo. Moker zrak, ki vsebuje nevidno paro, ki se segreva na površini zemlje, se dviga in širi zaradi dejstva, da je zračni tlak na vrhu manjši. Ko se širi, se zrak ohlaja. Ko je dosežena določena temperatura, se vodna para kondenzira okoli atmosferskega prahu in drugih suspendiranih trdnih snovi, posledično pa nastanejo drobne kapljice vode, katerih združitev tvori oblak.

Kljub razmeroma majhni velikosti so delci vode veliko večji od molekul plina. In če se ob srečanju z molekulami zraka sončni žarki razpršijo, potem ko se srečajo z vodnimi kapljicami, se svetloba odbija od njih. Hkrati prvotno bel sončni žarek ne spremeni svoje barve in hkrati "obarva" molekule oblaka v belo.