В метеорологии облако — это видимая масса аэрозоля, взвешенная в атмосфере планеты или аналогичном пространстве, обычно состоящая из крошечных капель, кристаллов льда или других частиц. Образование облаков тесно связано с изменением климата, и поскольку изменение климата становится все более серьезной проблемой, понимание науки об облаках становится все более важным.
Существование облаков не только влияет на климат Земли, но и напрямую влияет на ежедневные изменения погоды.
Образование облаков в основном происходит из-за насыщенности воздуха. Облака образуются, когда воздух охлаждается до точки росы или получает достаточно влаги из соседних источников. В зависимости от уровня насыщения и температуры воздуха водяной пар может конденсироваться в облачные капли. Дефекты или отклонения в этом процессе могут привести к экстремальным климатическим явлениям.
Типы облаков можно разделить на разные типы в зависимости от их высоты и формы. Латинское название типов облаков происходит от одного из первых метеорологов Люка Ховарда, который впервые предложил систему классификации облаков в 1802 году. Его система используется до сих пор и разделена на пять основных форм: слоистообразную, кучевообразную, слоисто-кучевую, кучево-дождевидную и усиковидную.
Названия и слои типов облаков названы не только в соответствии с их формой, но и в зависимости от высоты, на которой они формируются.
Например, облака нижнего уровня называются без префикса высоты, слоистообразные облака среднего уровня называются «alto-», а облака высокого уровня — «cirro-». В процессе разработки системы классификации Говарда было введено множество других категорий, что сделало нашу идентификацию облаков более интуитивной.
Влияние облаков на климат в основном выражается в отражении ими солнечной радиации и поглощении приземной радиации. Некоторые облака могут отражать солнечный свет, вызывая локальный охлаждающий эффект, тогда как другие облака могут поглощать тепло и увеличивать потепление поверхности Земли. Форма, толщина и высота различных типов облаков влияют на этот процесс и становятся основными факторами неопределенности в чувствительности климата.
Существование и исчезновение облаков влияет на нашу окружающую среду и даже определяет некоторые основные тенденции климата.
Ученые отмечают, что изменения в поведении и характере распределения облаков могут усугубить последствия изменения климата. Кроме того, микрофизические свойства, участвующие в формировании облаков, будь то роль ядер крупки или размер капель воды, помогут углубить наше понимание облаков.
Изучение древних облаков проводилось не изолированно, а в сочетании наблюдений с другими погодными факторами и естественными науками. Еще в 340 году до нашей эры греческий философ Аристотель опубликовал «Метеорологию». Этот труд ознаменовал комплексное понимание естествознания того времени, в том числе процесса формирования климата и облаков. Однако настоящие научные исследования зародились в конце 18 века и в 1812 году, когда Люк Говард и Жан-Батист Ламарк соответственно провели работы по классификации облаков.
Образование облаков включает в себя ряд сложных физических и химических процессов, будь то конвекционное охлаждение, радиационное охлаждение или охлаждение испарением. Эти процессы приводят к снижению температуры воздуха и достижению точки росы, в результате чего образуются капли облаков. Кроме того, добавление влаги также способствует образованию облаков - процессу, который обычно наблюдается в океанах, озерах и испарению влажной почвы.
В процессе формирования облаков каждое звено может стать ключом к влиянию на климат.
По мере того, как изменение климата усиливается, человеческие исследования облаков также продолжают углубляться. Благодаря спутниковым технологиям и моделям данных ученые могут более точно отслеживать и прогнозировать поведение облаков и их влияние на климат.
В настоящее время мы по-прежнему сталкиваемся с проблемами исследования облаков, особенно в отношении чувствительности климата, и поведение облаков остается важной неопределенностью для научного сообщества. Кроме того, как прогнозировать облака и реагировать на них при будущем изменении климата – это цель, к которой продолжает стремиться каждый метеоролог.
Наука об облаках становится все более обогащенной вместе с изменениями и достижениями в области технологий. Можем ли мы найти структуру облаков в меняющемся климате и принять более эффективные меры реагирования?