Почему одни облака серые другие белые. Почему облака белые, а тучи черные? Бездонный океан в вышине

Большое удовольствие -следить летом за проплывающими мимо кучевыми облаками и пытаться объяснить, почему они то светлые, то темные. Когда облако освещено Солнцем, оно ослепительно белое, но когда облако проходит над нами, его основание становится серым или совсем темным. Капли воды в облаке так тесно расположены друг к другу, что оно представляет собой почти совершенно непрозрачное белое тело – белое потому, что свет с трудом проникает в облако, но очень хорошо отражается многочисленными каплями. Если Солнце закрыто кучевыми облаками, они кажутся темными, но края облаков всегда светлые: «каждое облако имеет серебряную подкладку».

Таким образом, распределение света и тени дает нам интересные данные о различных частях облака – верхних, нижних, передних, задних и о действительной форме этого громадного образования. Не всегда легко получить правильное представление о его пропорциях, а также о положении облака по отношению к Солнцу. Если, например, облака располагаются передо мной, а Солнце на некотором расстоянии над ним, я буду озадачен, увидев лишь одни тени (рис. 169, а). Я не могу представить себе грандиозность

Рис. 169. Свет и тени на кучевых облаках: а) как мы видим пейзажи
наблюдателя, если смотреть с севера на юг; б) ошибочные личные впечатления наблюдателя и картина, которую он ожидает увидеть; в) как обстоит дело в действительности. В случаях б) и в) наблюдатель смотрит с востока на запад. Солнце на юге.

расстояния до Солнца, бессознательно считаю его весьма близким и потому мне кажется, что часть АВ должна быть освещена (рис. 169, 6). На самом же деле солнечные лучи, освещающие облако, идут параллельно линии, соединяющей Солнце с моим глазом (рис. 169, в).

Как бы капризна ни была игра света и тени, как бы ни усложняли дело тени, отбрасываемые одним облаком на другое, кажется невозможным объяснить только этим все различия в цветах кучевых облаков.

И.Левитан

Когда небо проясняется после бури и на нем остается лишь несколько кучевых облаков, ярко освещенных Солнцем и расположенных так, что тень от одного из них никак не может упасть на другое, эти облака становятся все темнее и темнее и, наконец, перед тем как совсем исчезнуть, превращаются в сине-черные. Общее впечатление таково, что тонкие части кучевых облаков, видимые на фоне синего неба, оказываются не «синее+белое» (как можно было бы ожидать), но «синее+черное».

С другой стороны, кучевое облако кажется серым, когда мы видим его на фоне другого большого облака, совершенно белого, так что не может возникнуть вопрос об увеличении яркости просто из-за роста общей толщины слоев. Физика этих явлений, хотя и наблюдаемых ежедневно, все еще недостаточно изучена. Конечно, следует очень осторожно отнестись к мысли о том, что облака действительно поглощают свет; сначала нужно попытаться объяснить явление, предполагая, что облака представляют собой твердые белые образования, затем вспомнить, что в действительности это не что иное, как рассеивающий свет туман, и, наконец, принять во внимание, что облака могут содержать темные пылевые частицы.

Интересно сравнивать облака с белым паром (не дымом!) паровоза, В некоторых случаях пар кажется белее, если наблюдать под большим углом к падающему свету, и менее ярким при наблюдении со стороны Солнца, когда глаз воспринимает лучи, отраженные почти в направлении падения. В других случаях, независимо от направления наблюдения, пар гораздо ярче самых ярких частей кучевых облаков; может быть, это связано с большим расстоянием до облаков и ослаблением света из-за рассеяния в воздухе.

Георгий Нисский. Осень. Семафоры

Темные кучевые облака на большом расстоянии часто кажутся синеватыми. Это не цвет самих облаков, а свет, рассеянный в атмосфере между облаком и нашим глазом. Чем дальше такое темное облако, тем больше его цвет приближается к цвету неба. С другой стороны, яркие облака близ горизонта становятся желтоватыми.

Следовало бы также рассмотреть и другие облака и попытаться объяснить, например, почему дождевые облака такие серые, почему у грозовых облаков особенный свинцовый цвет виден рядом с блеклооранжевым, Не пыль ли это? Наши сведения обо всем этом, однако, так неполны, что мы ограничимся призывом к читателю вести самостоятельные наблюдения.

Распределение яркости по небесному своду, когда он сплошь и равномерно затянут облаками, очень характерно и как бы дополняет распределение при ясном небе. Сравните, например, при помощи зеркальца зенит и горизонт: при ясном небе зенит всегда темнее; отношение яркостей колеблется от 3 до 5 (фотографии Х1Х и ХХ).

Красоту неба не раз изображали художники, описывали писатели и поэты, даже люди, очень далекие от искусства, засматриваются в эту манящую бездну, восхищаются нею, не находя ни слов, ни достаточных эмоций для выражения тех чувств, которые бередят душу и разум. Высь притягивает человека в любом амплуа, она прекрасна своей кристальной голубой гладью, не менее привлекательны и ее бурлящие потоки бело-серых туч, сменяемых легкими вкраплениями перистых облаков или пышных кучевых «барашков». И сколь бы меланхолично ни выглядело пасмурное небо, обволакивающее своей глубиной, оглушающее и давящее всей массой, оно также вызывает бурю эмоций и переживаний, навевая мысли на особую волну.

Красоту видит смотрящий

Каждый человек по-своему воспринимает мир. Для одних он угрюмый и серый, другие, наоборот, видят лишь цветущую, зеленую, исполненную красок планету. Также неодинаково оцениваем мы небеса над нашими головами. Если брать во внимание человека с обычным цветовым восприятием, то он будет видеть небосвод таким, как принято его считать - голубым, серым, розоватым на закате, дымчато-сизым на рассвете.

На деле же эти краски - это лишь то, что способны передать нам наши глаза и мозг. Зрению людей проще всего воспринять пасмурное небо серым. В ясную погоду над головами у нас бескрайняя лазурь, на деле же атмосферный купол ближе фиолетовому оттенку, если смотреть на него со стороны Земли.

В данной публикации мы выясним, почему небо в пасмурный день серое и то, от чего зависит насыщенность этой окраски, также узнаем, как его расцветка меняется на протяжении суток и года и что влияет на эти процессы.

Бездонный океан в вышине

Над территорией Европейских стран небосвод в теплую пору года обычно поражает своим насыщенным Иногда о нем можно сказать, что оно синее-синее. Однако если уделить тому, что происходит над нашими головами, хотя бы один день и внимательно понаблюдать за природными процессами, то можно заметить градацию цвета, который очень сильно меняется с момента восхода солнца и до того момента, как оно полностью сядет.

Летом небо кажется таким чистым и визуально высоким из-за низкой влажности, отсутствия большого количества облаков, которые, накапливая воду, постепенно опускаются все ближе к земле. В ясную погоду наш взгляд смотрит даже не на сотни метров вперед, а на расстояние, равное 1-1,5 км. Поэтому и воспринимаем мы небо столь высоким и ярким - отсутствие помех на пути световых лучей в атмосфере способствует тому, чтобы они не преломлялись, а глаза воспринимали его цвет именно голубым.

Почему небо меняет цвет

Такая перемена описана наукой, правда, не столь живописно, как писателями, и называется диффузным излучением неба. Если говорить простым и доступным для читателя языком, то объяснить процессы цветообразования небес можно так. Свет, который излучает солнце, проходит сквозь воздушную прослойку вокруг Земли, она его рассеивает. Проще этот процесс происходит с волнами короткой длины. Во время максимального подъема небесного светила над нашей планетой, в точке, расположенной вне его направления, будет наблюдаться самый яркий и насыщенный голубой цвет.

Однако когда солнце садится или встает, его лучи проходят по касательной к поверхности Земли, свету, излучаемому ими, нужно проходить более долгий путь, а значит и рассеваются в воздухе они в гораздо большей мере, чем днем. В результате человек воспринимает утром и вечером небо в розовых и красных тонах. Сильнее всего это явление видно, когда над нами пасмурное небо. Облака и тучи тогда становятся очень яркими, зарево садящегося солнца окрашивает их в потрясающие

Грозовая сталь

Но что такое пасмурное небо? Почему оно становится таким? Это явление выступает одним из звеньев круговорота воды природе. Поднимаясь ввысь в виде пара, водяные частички попадают в атмосферный слой с более низкой температурой. Накапливаясь и охлаждаясь на большой высоте, они соединяются между собой, превращаясь в капли. В тот момент, когда эти частицы еще очень малы, и предстают нашему взору красивые белые кучевые облака. Однако чем большими становятся капли, тем больше в тучах серого.

Иногда, глядя на небо, по которому проплывают эти огромные «барашки», можно увидеть, что одна их часть окрашена в серый цвет, другие и вовсе приобретают стальной грозовой оттенок. Такая трансформация объясняется тем, что капли в облаках имеют разную величину и форму, поэтому и свет они преломляют по-разному. Когда небо пасмурное абсолютно, оно сплошь окрашено в мышино-серые тона, до нас доходит только белый свет.

Необъятные дымчатые просторы

Бывают такие дни, когда серое пасмурное небо не имеет ни единого просвета. Так происходит, когда концентрация облаков и туч очень высокая, они обволакивают все зрительное пространство в вышине. Иногда они воспринимаются как огромная давящая масса, готовая обрушиться на голову. Причем наиболее характерно такое явление продемонстрировано осенью и зимой, когда температура воздуха низкая, а вот влажность, наоборот высокая и находится на уровне 80-90 %.

В такие дни облака очень сильно приближены к земной поверхности, они располагаются всего в сотне-другой метров от нее. Описание пасмурного неба часто имеет меланхоличные и депрессивные нотки, и связано это, скорее всего, именно с теми ощущениями, которые возникают, когда чувствуешь себя один на один с этой мрачной громадиной, готовой низвергнуться на тебя дождем и холодом.

А все могло быть иначе…

То, какими тонами играет небосвод, зависит от интенсивности светового излучения и длины волн, достигающих планеты, поэтому зимой даже в ясные дни он сизо-голубой. Но чем ближе весна и выше расположение солнца, тем ярче его синева, особенно в дни, когда рассеивается дымка в верхних слоях атмосферы, искажающая попадание света.

Ученые выяснили, что на других планетах небо вовсе может не иметь привычных для нас голубых и серых цветов, на Марсе, к примеру, оно розовое даже в разгар светового дня.

Если, глядя в окно, вы видите, как небо затянуло свинцовыми тучами, и не можете понять причину случившегося, то ничего страшного. Возможно, вам просто следует восполнить некоторые пробелы в знаниях или освежить память, чтобы в первую очередь быть в курсе, откуда вообще берутся облака. И уже тогда вам будет понятно, стоит ли их опасаться.

Что собой представляют облака

Как бы на небе ни выглядели облака, будь они почти прозрачные, словно пелена или непроглядные, как свинцовая туча, все они состоят из воды. Дело в том, что при нагревании воздуха, находящаяся на поверхности земли влага принимает газообразное состояние и поднимается наверх, где из-за более низкой температуры воздуха она конденсируется. Однако есть одна деталь, необходимая для образования туч - это пыль. Еще в начале процесса их формирования молекулы воды липнут к ее мельчайшим частицам, после чего образуются капли и кристаллики льда, которые в дальнейшем и будут дождем. При благоприятных условиях для роста облака набирают объем, становятся тяжелее, опускаются все ниже и в конечном итоге их содержимое выпадает в виде осадков.

Высота облаков может варьироваться от 100 м от Земли до 30 км, в зависимости от погодных условий, климата и стадии их развития. Но образуются они именно на высоте до 14 км, между верхними слоями тропосферы и поверхностью Земли. Высота, на которой тучи только образуются и располагаются в дальнейшем, зависит от их типа. Чтобы наконец понять, к какому из них относятся так называемые свинцовые тучи, перейдем к их описанию.

Классификация облаков

Глядя на небо, вы можете увидеть облака трех типов:

1. Перистые. Как правило, они белого цвета, похожи на огромные ленты, изогнутой или прямой формы, распростершиеся по небу. Находятся на высоте 6-10 км, их толщина колеблется от 100 м до 2 км, а структура обычно кристаллическая.
2. Слоистые. Название говорит само за себя, облака данного типа будто наложены друг на друга аккуратным слоем, при этом, нередко они разного оттенка, что делает их еще красивее. Располагаются на высоте 0,1-0,7 км, обладают толщиной 0,2-0,8 км, в основном капельной структуры.
3. Кучевые. Напоминают собой большие белоснежные сугробы, парящие высоко в небе. Обычно на высоте 800-1500 м, шириной от 100 м до 2 км.

Часто можно наблюдать их сочетания, такие как перисто-слоистые, слоисто-кучевые и т. д. Если же ваш взгляд упал на свинцовую тучу, то вероятно перед вами уже слоисто-дождевое или кучево-дождевое облако. Возможно, скоро начнется дождь.

Причина образования свинцовой тучи

Всем известно, что между цветом облаков и их способностью проливать дожди, существует прямая связь. Если на горизонте появилось темное облако, то вероятно в ближайшее время выпадут осадки, и, возможно, сопровождаемые грозой. Но иногда вид свинцовых туч на небе может искренне поразить, что даже у взрослого человека возникнет вопрос о причине их появления. На самом же деле, они ничем не отличаются от обычных облаков. Просто возникли подходящие условия для их роста, после чего за счет большого объема влаги и плотности, они абсолютно перестали пропускать солнечный свет и кажутся такими устрашающими. Также порой сказывается и загрязненный воздух, из-за которого в состав облаков попадает большое количество копоти, пыли, и они становятся более черными. И, наконец, что касается необходимых условий для образования свинцовой тучи:

• Неустойчивость воздушной массы, восходящей наверх;
• Наличие теплого и холодного воздуха (чаще встречается в конце лета, весны и начале осени).

А все, что следует сделать при ее появлении, - это лишь обезопасить себя от удара молнией.

Вы знаете, как появляются облака, почему одни становятся тучами, а другие так и остаются пышными белоснежными барашками? Об этом расскажет наша удивительная новинка «Облака. Наблюдаем и изучаем» - она для настоящих любителей облаков и почемучек всех возрастов.

Почему облака белые, а тучи черные, как рождаются облака и миражи и правда ли, что есть Общество любителей облаков? Рассказываем.

Это девиз Общества любителей облаков (The Cloud Appreciation Society) - международной организации, основанной в 2004 году в Англии Гэвином Претором-Пиннеем. Она объединяет 30 000 любителей облаков из 94 стран. Это люди, которые мечтают открыть красоту облачного неба окружающим. Присоединяйтесь!

Надо всего лишь лежать на траве и наблюдать за облаками. Или просто посмотреть наверх. Всегда, когда захочется.

Как рождается облако?

Когда горячий воздух смешивается с холодным, он остывает и может достигнуть точки росы. Происходит конденсация. Водяной пар, оседая на частичке в воздухе, превращается в капли или кристаллы льда, которые, собираясь вместе, и образуют облако.

Чаще всего это происходит, когда горячий воздух поднимается от земли и наверху - в атмосфере - встречает холодный. Похожее на облако явление можно наблюдать и у поверхности земли. Земля или вода, нагретая днем, остывает медленнее воздуха. При соприкосновении холодного ночного воздуха с теплым воздухом у поверхности земли или воды образуется туман.

Да-да, туман тоже состоит из облачных элементов. По сути, это большое облако, лежащее на земле.

Почему облака белые, а тучи черные

Если облака состоят из капель, почему они белые? Потому что облачные элементы отражают свет: кристаллы и капли блестят в лучах солнца. И чем меньше элементы по размеру и чем их больше по количеству, тем белее облако.

Серые, сизые и черные грозовые облака состоят из тех же капель. Просто они - при сильной облачности - могут отбрасывать тень друг на друга (и даже на самих себя), поэтому и кажутся более темными. Бывают также более плотные облака - они состоят из крупных кристаллов и капель, поэтому лучи солнца не могут сквозь них проникнуть. Они кажутся темными и зловещими, если смотреть с земли.

Но если пролететь над ними, например на самолете, они будут абсолютно белыми.

Как образуется мираж

Облако образуется, когда теплый воздух поднимается вверх. Этот горячий восходящий воздушный поток называется термик. На нем парят птицы и планеры.

Термик можно увидеть, если жарким днем посмотреть на асфальтированную дорогу. Кажется, что воздух над асфальтом подрагивает, а дорога будто покрыта лужами. Это явление называется мираж.

Мираж можно увидеть, когда встречаются горячий и холодный воздух, у которых разная плотность. На границе сред с разной плотностью луч света преломляется, и мы видим мираж.

Облака - это не просто ватные клочья, которые закрывают солнце. Они не менее прекрасны, чем звезды. Прочитав эту книгу, вы убедитесь сами.

Одной из отличительных черт человека является любознательность. Наверное, каждый, будучи ребенком, смотрел на небо и задавался вопросом: «почему небо голубое?». Как оказывается, ответы на такие, кажется, простые вопросы требуют некоторой базы знаний в области физики, а потому не каждый родитель сможет верно объяснить ребенку причину указанного явления.

Рассмотрим данный вопрос с научной точки зрения.

Диапазон длин волн электромагнитного излучения охватывает почти весь спектр электромагнитного излучения, в который входит и видимое для человека излучение. На представленном ниже изображении показана зависимость интенсивности излучения Солнца от длины волны этого излучения.

Анализируя данное изображение, можно отметить тот факт, что видимое излучение также представлено неравномерной интенсивностью для излучения различных длин волн. Так относительно малый вклад в видимое излучение дает фиолетовый цвет, и наибольший – синий и зеленый цвета.

Почему небо голубое?

Прежде всего на этот вопрос нас наталкивает тот факт, что воздух – бесцветный газ и не должен излучать синий свет. Очевидно, что причиной подобного излучения является наша звезда.

Как известно, белый свет на самом деле является комбинацией излучения всех цветов видимого спектра. С помощью призмы можно явно разложить свет на весь диапазон цветов. Подобный эффект возникает в небе после дождя и образует радугу. Когда же солнечный свет попадает в земную атмосферу, он начинает рассеиваться, т.е. излучение меняет свое направление. Однако, особенность состава воздуха такова, что при попадании света в него, излучение с короткой длиной волны рассеивается сильнее, чем длинноволновое излучение. Таким образом, беря во внимание изображенный ранее спектр, можно заметить, что красный и оранжевый свет, практически не будут менять своей траектории, проходя через воздух, в то время как фиолетовое и голубое излучения будут заметно менять свое направление. По этой причине в воздухе возникает некий «блуждающий» коротковолновый свет, который постоянно рассеивается в этой среде. В результате описанного явления, кажется, что коротковолновое излучение видимого спектра (фиолетовый, голубой, синий) излучается в каждой точке неба.

Общеизвестный факт восприятия излучения состоит в том, что глаз человека может уловить, увидеть, излучение только в том случае, если оно непосредственно попало в глаз. Тогда, смотря в небо, Вы вероятнее всего будете видеть оттенки того видимого излучения, длина волны которого наименьшая, так как именно оно рассеивается в воздухе лучше всего.

Почему же смотря на Солнце Вы не видите отчетливо красный цвет? Во-первых, внимательно рассмотреть Солнце человеку вряд ли удастся, так как интенсивное излучение может повредить зрительный орган. Во-вторых, несмотря на существование такого явления как рассеяние света в воздухе, все же большая часть света, излучаемого Солнцем, доходит до поверхности Земли не подвергаясь рассеиванию. А потому все цвета видимого спектра излучения совмещаются, формируя свет с более выраженным белым цветом.

Вернемся к рассеянному воздухом свету, цвет которого, как мы уже определили, должен иметь наименьшую длину волны. Из видимого излучения наименьшей длиной волны обладает фиолетовый, следом идет голубой, и несколько длиннее волны имеет синий цвет. Принимая во внимание неравномерную интенсивность излучения Солнца, становится ясно, что вклад фиолетового цвета мизерный. Поэтому наибольший вклад в рассеянное воздухом излучение несет голубой цвет, а следом – синий.

Почему закат красный?

В случае, когда Солнце прячется за горизонт, мы можем наблюдать то самое длинноволновое излучение красного-оранжевого цвета. В данном случае свет от Солнца должен пройти заметно большее расстояние в атмосфере Земли, прежде чем достигнет глаз наблюдателя. В месте, где излучение Солнца начинает взаимодействовать с атмосферой, наиболее выраженными являются голубой и синий цвета. Однако, с расстоянием коротковолновое излучение теряет свою интенсивность, так как значительно рассеивается по пути. В то время как длинноволновое излучение отлично справляется с преодолением таких больших расстояний. Вот почему Солнце красное на закате.

Как было упомянуто раньше, хоть длинноволновое излучение и слабо рассеивается в воздухе, все же рассеяние имеет место быть. Поэтому находясь на горизонте, Солнце излучает свет, из которого до наблюдателя доходит лишь излучение красно-оранжевых оттенков, которое несколько успевает рассеяться в атмосфере, образуя ранее упомянутый «блуждающий» свет. Последний и окрашивает небо в пестрые оттенки красного и оранжевого цвета.

Почему облака белые?

Говоря об облаках, известно, что они состоят из микроскопических капелек жидкости, которая рассеивает видимый свет почти равномерно, независимо от длины волны излучения. Тогда рассеянный свет, направленный во все стороны от капельки, рассеивается вновь на других капельках. При этом комбинация излучений всех длин волн сохраняется, и облака «светятся» (отражаются) белым цветом.

Если погода пасмурная, то солнечное излучение доходит до поверхности Земли в незначительном количестве. В случае с большими облаками, или их большим количеством, некоторая доля солнечного света поглощается, потому небо тускнеет и принимает окрас серого цвета.