чем раньше было облако
lsvsx
lsvsxВсё совершенно иначе!
Истина где-то посередине. Так давайте подгребать к ней не теряя достоинства.
Все дело в том, что за прошедшие века слово «облако» несколько изменилось. Оно утратило ряд букв.
Если мы откатимся назад на несколько веков, то обнаружим, что его первоначальная форма была такой: объвлако. Вот этот твердый знак, который вы видите после буквы «б», это вовсе не твердый знак, а. буква «ер». Она обозначала гласный звук, похожий на «о», только очень краткий. Мы к нему еще вернемся, а пока давайте посмотрим на состав этого слова.
В нем есть приставка «объ» и корень «влак». Тот же самый корень, что и в слове «влачить», например (звук «к» раньше превращался в «ч» перед гласными переднего ряда, к которым относится в том числе «и»).
Кстати, есть еще один интересный момент.
Как видите, в древнерусском варианте все было еще нагляднее. И, между прочим, становится очевидной схожесть слов облако и оболочка. Ведь по-древнерусски они писались так: объволоко и объволочька.
Откуда берутся облака?
Лёгкие, пушистые и воздушные облака – они ежедневно проплывают над нашими головами и заставляют поднимать вверх голову и любоваться причудливыми формами и оригинальными фигурами. Иногда сквозь них пробивается удивительного вида радуга, а бывает – утром или вечером во время заката или восхода Солнца облака озаряют солнечные лучи, придавая им невероятный, зачаровывающий дух оттенок. Ученые уже давно исследуют воздушные облака и другие виды облаков. Они дали ответы на вопросы, что это за явление и какие бывают облака.
Что такое облака
На самом деле, не так уж и просто дать объяснение. Потому что состоят они из обыкновенных капелек воды, которые с поверхности Земли поднял вверх тёплый воздух. Самое большое количество водяных паров образуется над океанами (за один год вода здесь испаряется не менее 400 тыс. км. куб.), на суше – в четыре раза меньше.
А так как в верхних слоях атмосферы значительно холоднее, чем внизу, воздух там довольно быстро остывает, пар конденсируется, образуя малюсенькие частички из воды и льда, вследствие чего появляются белые облака. Вполне можно утверждать, что каждое облако является своеобразным генератором влаги, через который проходит вода.
Вода в облаке находится в газообразном, жидком и твердом состоянии. Вода в облаке и наличие в них ледяных частичек, влияют на внешний вид облаков, его формирование, а также на характер осадков. Именно от типа облака и зависит вода в облаке, например, у ливневых облаков наблюдается наибольшее количество воды, а у слоисто-дождевых этот показатель в 3 раза меньше. Вода в облаке характеризуется также тем количеством, которое запасено в них — водозапас облака (вода или лед, который содержится в столбе облака).
Но всё не так просто, поскольку для того, чтобы образовалось облако, капельки нуждаются в конденсационных зёрнах – мельчайших частицах пыли, дыма или соли (если речь идёт о море), к которым они должны прилипнуть и вокруг которых должны образоваться. Это значит, что даже если состав воздуха будет полностью перенасыщенный водяным паром, без пыли он не сможет превратится в облако.
Какую именно форму примут капли (вода), прежде всего зависит от температурных показателей в верхних слоях атмосферы:
После соответствующих преобразований получится, что в 1 см3 облака содержится около 200 капель, при этом их радиус будет составлять от 1 до 50 мкм (средние показатели – от 1 до 10 мкм).
Классификация облаков
Каждый наверняка задавался вопросом, какие бывают облака? Обычно образование облаков происходит в тропосфере, верхняя граница которой в полярных широтах находится на расстоянии в 10 км, в умеренных – 12 км, в тропических – 18 км. Нередко можно наблюдать и другие виды. Например, перламутровые обычно расположены на высоте от 20 до 25 км, а серебристые – от 70 до 80 км.
В основном мы имеем возможность наблюдать за тропосферными облаками, которые подразделяются на такие виды облаков: верхнего, среднего и нижнего ярусов, а также вертикального развития. Практически все они (кроме последнего типа) появляются тогда, когда влажный тёплый воздух поднимается наверх.
Если воздушные массы тропосферы находятся в спокойном состоянии, образуются перистые, слоистые облака (перисто-слоистые, высокослоистые и слоисто-дождевые) и если воздух в тропосфере движется волнообразно, появляются кучевые облака (перисто-кучевые, высококучевые и слоисто-кучевые).
Облака верхнего яруса
Речь идёт о перистых, перисто-кучевых и перисто-слоистых облаках. Небо облака внешне напоминает перья, волны или вуаль. Все они полупрозрачные и более-менее свободно пропускают солнечные лучи. Они могут быть как чрезвычайно тонкими, так и довольно плотными (перисто-слоистые), значит, свету пробиваться через них тяжелее. Погода облаков сигнализирует о приближении теплового фронта.
Перистые облака также могут возникать выше облаков. Они располагаются полосами, которые пересекают небесный свод. В атмосфере они располагаются выше облаков. Как правило, осадкой из них не выпадает.
В средних широтах расположены белые облака верхнего яруса обычно на высоте от 6 до 13 км, в тропических – значительно выше (18 км). При этом толщина облаков может составлять от несколько сотен метров до сотен километров, которые могут располагаться выше облаков.
Движение облаков верхнего яруса по небосводу прежде всего зависит от скорости ветра, поэтому может варьироваться от 10 до 200 км/ч. Небо облака состоит из мелких ледяных кристалликов, но погода облаков осадков практических не дает (а если и дает, то измерить их на данный момент нет никакой возможности).
Облака среднего яруса (от 2 до 6 км)
Это кучевые облака и слоистые облака. В умеренных и полярных широтах они находятся на расстоянии от 2 до 7 км над Землёй, в тропических могут подниматься немного выше – до 8 км. Все они имеют смешанную структуру и состоят из водяных капелек, смешанных с ледяными кристаллами. Поскольку высота небольшая, в тёплое время года в основном состоят из водяных, в холодное – из ледяных капелек. Правда, осадки из них до поверхности нашей планеты не доходят – испаряются в дороге.
Кучевые облака немного прозрачные и располагаются выше облаков. Цвет облаков белого или серого оттенков, местами затемнённые, имеющие вид слоёв или параллельных рядов из округлых масс, валов или огромных хлопьев. Туманные или волнистые слоистые облака представляют собой пелену, которая постепенно закрывает небеса.
Образуются в основном тогда, когда холодный фронт вытесняет наверх тёплый. И, хотя осадки до земли не долетают, появление облаков среднего яруса почти всегда (кроме, может, башенковидных) сигнализирует о перемене погоды в худшую сторону (например, к грозе или к снегопадам). Происходит это из-за того, что сам по себе холодный воздух намного тяжелее тёплого и двигаясь вдоль поверхности нашей планеты, он очень быстро вытесняет нагретые воздушные массы наверх – поэтому из-за этого при резком вертикальном подъёме тёплого воздуха образуются сначала белые облака среднего яруса, а затем и дождевые облака, небо облака которого несет громы и молнии.
Облака нижнего яруса (до 2 км)
Слоистые облака, дождевые облака и кучевые облака содержат капельки воды, которые в холодное время года замерзают и превращаются в частицы снега и льда. Расположены они довольно невысоко – на расстоянии от 0,05 до 2 км и являют собой плотный, однородный низко нависающий покров, редко размещаются выше облаков (других видов). Цвет облаков серый. Слоистые облака похожи на большие валы. Погода облаков часто сопровождается осадками (мелкий дождь, снег, туман).
Облака вертикального развития (конвенции)
Кучевые облака сами по себе довольно плотные. По форме немного напоминают купола или башни с округлыми очертаниями. Кучевые облака при порывистом ветре могут становиться разорванными. Находятся они на расстоянии 800 метров от земной поверхности и выше, толщина составляет от 1 до 5 км. Некоторые из них способны преобразоваться в кучево-дождевые облака и располагаться выше облаков.
Кучево-дождевые облака могут находиться на довольно большой высоте (до 14 км). Нижние их уровни содержат воду, верхние – ледяные кристаллики. Их появление всегда сопровождается ливнями, грозами, в отдельных случаях – градом.
Кучевые и кучево-дождевые, в отличии от других облаков образуются только при очень быстром вертикальном подъеме влажного воздуха:
Облака верхних слоёв атмосферы
Иногда в небе можно наблюдать за облаками, которые находятся в верхних слоях атмосферы. Например, на высоте от 20 до 30 км образуются перламутровые небесные облака, которые состоят в основном из ледяных кристаллов. А перед заходом или восходом Солнца нередко можно увидеть серебристые тучки, которые находятся в верхних слоях атмосферы, на расстоянии около 80 км (интересно, что эти небесные облака открыли только в 19 веке).
Облака этой категории могут размещаться выше облаков. Например, облако-шапка — это небольшое, горизонтальное и высоко-слоистое облако, которое зачастую располагается выше облаков, а именно выше кучево-дождевых и кучевых. Данный вид облака может образовываться выше облака из пепла или огненного облака в период извержения вулканов.
Сколько живут облака
Жизнь облаков напрямую зависит от влажности воздуха в атмосфере. Если её мало, они довольно быстро испаряются (например, есть белые облака, которые живут не более 10-15 минут). Если много – могут продержаться довольно длительное время, дождаться образования определённых условий, и выпасть на Землю в виде осадков.
Сколько бы не жило облако, оно никогда не находится в неизменном состоянии. Частицы, из которых оно состоит, постоянно испаряются и появляются снова. Если даже внешне облако не изменяет своей высоты, на самом деле оно находится в постоянном движении, поскольку находящиеся в нём капли опускаются, переходят в воздух под облаком и испаряются.
Облако в домашних условиях
Белые облака довольно нетрудно сделать в домашних условиях. Например, один нидерландский художник научился создавать его в квартире. Для этого он при определённой температуре, уровне влажности и освещения из дымовой машины выпустил немного пара. Облако, которое получается в состоянии продержаться несколько минут, чего будет вполне достаточно, чтобы сфотографировать удивительное явление.
«Жизнь могла создать свою собственную среду на Венере»
Ученые предположили, что в венерианских облаках могли возникнуть обитаемые «карманы»
Ученые считают, что в облаках Венеры могут существовать формы жизни, производящие аммиак, которые «очень непохожи на все то, что нам известно». Потенциально это может объяснить наблюдаемые венерианскими миссиями химические аномалии. Статья об этом опубликована в журнале PNAS. С деталями исследования ознакомилась «Газета.Ru».
Трудно представить себе более суровые условия для жизни, чем те, что царят на соседней планете. На Венере обнаружена чрезвычайно плотная атмосфера, состоящая из углекислого газа, а на ее поверхности такая жара, что плавится свинец. Облака этой планеты также кажутся совершенно враждебными для любой жизни, так как содержат капли едкой серной кислоты, способной прожигать человеческую кожу. Однако новое исследование британских и американских ученых все же смогло представить серьезные аргументы в пользу того, что в облаках Венеры может возникнуть жизнь. Ученые подыскали цепочки химических реакций, с помощью которых эта гипотетическая микробная жизнь может нейтрализовать кислую среду, создавая самоподдерживающиеся обитаемые «карманы» в облаках Венеры.
В пользу такой гипотезы говорят давно наблюдавшиеся загадочные аномалии, которые трудно объяснить, если не предположить наличие небольших концентраций кислорода и несферических частиц, резко отличающихся от круглых капель серной кислоты. Возможно, самой загадочной химической аномалией следует считать присутствие аммиака — газа, который был обнаружен в атмосфере Венеры еще в 1970-х годах, и который, по общему мнению, не может быть произведен с помощью каких-либо известных химических процессов.
В своем новом исследовании ученые под руководством Сары Сигер с кафедры Земли, атмосферы и планетарных наук Массачусетского технологического института смоделировали цепочку химических процессов, показывающую, что если аммиак там действительно присутствует, то он должен вызывать целый каскад химических реакций, которые нейтрализуют присутствующие там капли серной кислоты, а также способны объяснить большинство аномалий, наблюдаемых в облаках Венеры. Что касается самого источника аммиака, то авторы предполагают, что самым правдоподобным объяснением нужно считать именно биологические процессы, а не природные явления вроде молний или извержений вулканов. В своей статье они пишут, что «жизнь могла создать свою собственную среду на Венере».
Новая гипотеза может быть проверена в самое ближайшее время: исследователи предоставляют список химических маркеров, поиском которых готовы заняться будущие венерианские миссии, которые могли бы изучить облака Венеры, чтобы подтвердить или опровергнуть наличие там жизни.
«Ни одно живое существо, что нам известно, не могло бы выжить среди этих венерианских капель, — признает Сара Сигер. — Но дело в том, что там может присутствовать жизнь, локально видоизменяющая эту среду, чтобы сделать ее пригодной для своего существования». Соавторами этого исследования являются также Януш Петковски, Уильям Бейнс и Пол Риммер из Массачусетского технологического института, Кардиффского и Кембриджского университетов.
О возможности существования жизни на Венере стали много говорить в последние годы, после того, как ученые, включая Сигер и ее соавторов, стали сообщать об обнаружении газообразного фосфина в ее облаках. На Земле фосфин образуется в основном в результате биологических процессов, поэтому и открытие фосфина на Венере можно приписать возможной жизни. Однако почти сразу же в ответ на эти предположения появились критические замечания, обвинявшие астробиологов в мало чем оправданном энтузиазме.
«Обнаружение фосфина вызвало исключительные по своему накалу дискуссии, — вспоминает Сигер. — Однако именно фосфин привел к возрождению интереса к изучению Венеры».
В результате поднявшегося шума ученые еще раз изучили данные прошлых венерианских миссий. При этом свое особое внимание они сосредоточили на поиске аномалий или отклонений в химическом составе облаков, которые оставались необъяснимыми в рамках привычных теорий. Помимо присутствия там признаков кислорода и несферических частиц, эти аномалии включали также неожиданно высокие уровни водяного пара и диоксида серы.
Пол Риммер высказал предположение, что многие из таких аномалий могут быть объяснены за счет присутствия в верхних слоях атмосферы Венеры пыли, занесенной с ее поверхности. Он утверждал, что минералы, попавшие в венерианские облака с поверхности, способны взаимодействовать с серной кислотой, и это может объяснить часть наблюдаемых аномалий, однако с физической точки зрения это все-таки маловероятно, так как требуемое для всего этого количество пыли должно было оказаться поистине огромным.
Сигер и ее коллеги в свою очередь задались вопросом, чем можно объяснить присутствие в венерианских облаках аммиака (NH3). В 1970-х годах присутствие этого газа было зафиксировано советскими и американскими зондами, например «Венерой-8» и Pioneer Venus. Присутствие аммиака с тех пор оставалось неразгаданной тайной.
«Аммиака на Венере быть не должно, — поясняет Сигер. — В его составе присутствуют атомы водорода, а в этой среде водорода вообще очень мало. Любой газ, который выпадает из контекста окружающей среды, автоматически вызывает подозрение, поскольку может указывать и на наличие жизни».
Но если предположить, что источником аммиака на Венере является жизнь, то может ли это как-то объяснить другие аномалии венерианских облаков? В поисках ответа на этот вопрос исследователи провели моделирование ряда химических процессов.
Они выяснили, что если бы жизнь производила аммиак достаточно эффективным способом, то соответствующие химические реакции естественным образом давали бы также и кислород. Попадая в облака, аммиак растворяется в каплях серной кислоты, эффективно нейтрализуя кислоту, что делает эту среду более пригодной для жизни. Добавление аммиака в капли преобразует их форму: если раньше они были жидкими и их форма была почти строго сферической, то теперь эта форма усложняется, а сами они начинают представлять собой суспензию солей аммония. Как только аммиак растворяется в серной кислоте, дальнейшие химические реакции могут привести к растворению материалов, содержащих диоксид серы.
Таким образом, присутствием аммиака действительно можно объяснить большинство наблюдаемых в облаках Венеры аномалий. Исследователи при этом показали, что разряды молний, извержения вулканов или даже падения метеоритов не могут произвести то количество аммиака, что необходимо для объяснения аномалий. На это способна лишь венерианская жизнь. Прообразом ее могут служить некоторые земные микроорганизмы, например те, что обнаружены в желудках млекопитающих, в том числе и человека. Они производят аммиак для нейтрализации высококислотной среды, в которой иначе им нельзя было бы существовать.
«На Земле есть очень кислая среда, в которой присутствует жизнь, но она не похожа на среду на Венере — если только жизнь не нейтрализует некоторые из этих капель», — говорит Сигер.
В ближайшие десятилетия у ученых появятся возможности для проверки своих предположений по поводу наличия в атмосфере Венеры аммиака и признаков жизни. В этом им помогут миссии Venus Life Finder и целый ряд других, включая финансируемые из частных источников.
Чем раньше было облако
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!
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.
Иллюстрация из книги «Облака»
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.
Иллюстрация из книги «Облака»
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.
Облака — это не просто ватные клочья, которые закрывают солнце. Они не менее прекрасны, чем звезды. Прочитав эту книгу, вы убедитесь сами.