Кучево-дождевые облака (от лат. cumulus — «волна» и nimbus — «облако») — плотное, возвышающееся вертикальное облако , [1] обычно образующееся из водяного пара, конденсирующегося в нижней тропосфере , который накапливается вверх, переносимый мощными потоками воздуха. Над нижними частями кучево-дождевых облаков водяной пар превращается в ледяные кристаллы , такие как снег и крупа , взаимодействие которых может привести к граду и образованию молний соответственно.
При возникновении гроз эти облака могут называться грозовыми фронтами . Кучево-дождевые облака могут формироваться поодиночке, группами или вдоль линий шквалов . Эти облака способны вызывать молнии и другие опасные суровые погодные явления , такие как торнадо , опасные ветры и крупные градины. Кучево-дождевые облака развиваются из чрезмерно развитых кучевых мощных облаков и могут в дальнейшем развиваться как часть суперячейки . Кучево-дождевые облака сокращенно обозначаются как Cb .
Возвышающиеся кучево-дождевые облака обычно сопровождаются более мелкими кучевыми облаками. Основание кучево-дождевых облаков может простираться на несколько километров (миль) в поперечнике или быть всего лишь несколькими десятками метров (ярдов) в поперечнике и занимать низкие и высокие высоты в тропосфере, образуясь на высоте приблизительно от 200 до 4000 м (от 700 до 10000 футов). Обычные пики обычно достигают 12000 м (39000 футов), а необычно высокие обычно достигают около 20000 м (66000 футов) [2] , а экстремальные случаи, как утверждается, достигают высоты 21000 м (69000 футов) или более. [3] Хорошо развитые кучево-дождевые облака характеризуются плоской, наковальнеобразной вершиной (куполом наковальни), вызванной сдвигом ветра или инверсией на уровне равновесия вблизи тропопаузы . Полка наковальни может предшествовать вертикальному компоненту основного облака на многие километры (мили) и сопровождаться молнией. Иногда восходящие воздушные пакеты превосходят уровень равновесия (из-за импульса) и образуют перекрывающую вершину , достигающую кульминации на максимальном уровне пакета . Будучи вертикально развитым, это самое большое из всех облаков обычно простирается через все три облачных региона. Даже самое маленькое кучево-дождевое облако затмевает своих соседей по сравнению с ними.
Кучево-дождевые грозовые ячейки могут вызывать проливной дождь конвективного характера (часто в форме дождевого вала ) и внезапные наводнения , а также прямолинейные ветры . Большинство грозовых ячеек умирают примерно через 20 минут, когда осадки вызывают больше нисходящего потока, чем восходящего , заставляя энергию рассеиваться. Однако, если в атмосфере достаточно нестабильности и влаги (например, в жаркий летний день), отток влаги и порывы ветра из одной грозовой ячейки могут привести к образованию новых ячеек всего в нескольких километрах (милях) от предыдущей через несколько десятков минут или в некоторых случаях в сотнях километров (миль) через много часов. Этот процесс приводит к образованию (и распаду) грозы, длящемуся в течение нескольких часов или даже в течение нескольких дней. Кучево-дождевые облака также могут возникать как опасные зимние штормы, называемые « грозоснежными », которые связаны с особенно интенсивными снегопадами и метелями, когда они сопровождаются сильными ветрами, которые еще больше снижают видимость . Однако кучево-дождевые облака наиболее распространены в тропических регионах, а также часто встречаются во влажных условиях в теплое время года в средних широтах . [10] Пыльная буря, вызванная нисходящим потоком кучево-дождевых облаков, называется хабуб .
Кучево-дождевые облака представляют собой значительную опасность для авиации, в первую очередь из-за мощных ветровых потоков, а также из-за ухудшения видимости и молний, а также обледенения и града при полете внутри облака. Внутри и вблизи гроз наблюдается значительная турбулентность и турбулентность ясного неба (особенно по ветру ) соответственно. Сдвиг ветра внутри и под кучево-дождевыми облаками часто бывает интенсивным, а нисходящие порывы были причиной многих аварий в предыдущие десятилетия, до того как были внедрены меры по обучению и технологическому обнаружению и прогнозированию текущей погоды . Небольшая форма нисходящего порыва, микропорыв, чаще всего приводит к авариям из-за их быстрого начала и быстрых изменений ветровых и аэродинамических условий на коротких расстояниях. Большинство нисходящих порывов связаны с видимыми осадками, однако сухие микропорывы, как правило, невидимы невооруженным глазом. По крайней мере, одна катастрофа коммерческого самолета со смертельным исходом была связана с пролетом через торнадо.
В целом, для образования кучево-дождевых облаков требуется влага, нестабильная воздушная масса и подъемная сила. Кучево-дождевые облака обычно проходят три стадии: стадию развития , зрелую стадию (где основное облако может достичь статуса суперячейки при благоприятных условиях) и стадию рассеивания . [11] Средняя гроза имеет диаметр 24 км (15 миль) и высоту приблизительно 12,2 км (40 000 футов). В зависимости от условий, присутствующих в атмосфере, эти три стадии занимают в среднем 30 минут. [12]
Облака образуются, когда достигается температура точки росы воды в присутствии ядер конденсации в тропосфере. Атмосфера является динамической системой, и локальные условия турбулентности, подъема и других параметров приводят к образованию многих типов облаков. Различные типы облаков встречаются достаточно часто, чтобы их можно было классифицировать. Кроме того, некоторые атмосферные процессы могут заставить облака организовываться в различные узоры, такие как волновые облака или актиноформные облака . Это крупномасштабные структуры, и их не всегда легко идентифицировать с одной точки зрения.
