NWS JetStream — Десять основных облаков

Основываясь на своих наблюдениях, Люк Ховард предположил, что существуют модификации (или комбинации) основных четырех облаков между категориями. Он заметил, что облака часто имеют признаки двух или более категорий; перистые + слоистые, кучевые + слоистые и т. д. Его исследования послужили отправной точкой для десяти основных типов облаков, которые мы наблюдаем.

Из Всемирной метеорологической организации (ВМО) Международный атлас облаков , официальный всемирный стандарт для облаков, ниже приведены определения десяти основных типов облаков. Десять типов облаков разделены по высоте…

Высокоуровневые облака

Перистые (Ci), Перисто-кучевые (Cc) и Перисто-слоистые облака (Cs) являются облаками высокого уровня. Как правило, они тонкие и белые на вид, но могут проявляться в великолепной цветовой гамме, когда солнце находится низко над горизонтом.

Перистые (Ci)

Отдельные облака в виде белых тонких нитей, в основном белые пятна или узкие полосы. Они могут иметь волокнистый (похожий на волосы) и/или шелковистый блеск.

Перистые облака всегда состоят из кристаллов льда, и их прозрачность зависит от степени разделения кристаллов. Как правило, когда эти облака пересекают солнечный диск, они почти не уменьшают его яркость. Когда они исключительно толстые, они могут скрыть его свет и стереть его контур.

Перед восходом и после заката перистые облака часто окрашиваются в ярко-желтый или красный цвет. Эти облака загораются задолго до других облаков и гаснут гораздо позже; через некоторое время после захода солнца они становятся серыми.

Во все часы дня Перистые у горизонта часто желтоватого цвета; это происходит из-за расстояния и из-за большой толщины воздуха, пересекаемого лучами света.

Перисто-кучевые облака (Cc)

Тонкие, белые пятна, листы или слоистые облака без тени. Они состоят из очень мелких элементов в виде более или менее правильно расположенных зерен или ряби.

Большинство этих элементов имеют видимую ширину менее одного градуса (примерно ширина мизинца — на расстоянии вытянутой руки).

В общем, перисто-кучевые облака представляют собой деградировавшее состояние перистых и перисто-слоистых облаков, которые могут превратиться в него, и представляют собой необычное облако. Будет связь с перистыми или перисто-слоистыми облаками и будут показаны некоторые характеристики облаков из ледяных кристаллов.

Перисто-слоистые (Cs)

Прозрачные беловатые облака с волокнистой (волосоподобной) или гладкой поверхностью. Лист перисто-слоистых, очень обширный, почти всегда заканчивается тем, что покрывает все небо.

Днем, когда солнце находится достаточно высоко над горизонтом, лист никогда не бывает достаточно толстым, чтобы предотвратить появление теней от предметов на земле.

Молочная завеса тумана (или тонкая слоистая) отличается от завесы перисто-слоистых похожих явлений явлением гало, которое солнце или луна почти всегда производят в слое перисто-слоистых.

Облака среднего яруса

Высококучевые (Ac), Высокослоистые (As) и Nimbostratus (Ns) — облака среднего яруса. Они состоят в основном из капель воды. Однако они также могут состоять из кристаллов льда при достаточно низких температурах.

На латыни alto означает «высокий», однако облака Altostratus и Altocumulus классифицируются как облака среднего уровня. «Alto» используется для различения этих облаков «высокого уровня» и их аналогов на жидкой основе низкого уровня; Слоистые и Кучевые .

Высококучевые (Ac)

Белые и/или серые пятна, пластовые или слоистые облака, обычно состоящие из пластин (пластин), округлых масс или валов. Они могут быть частично фиброзными или диффузными и могут сливаться или не сливаться.

Большинство из этих правильно расположенных мелких элементов имеют видимую ширину от одного до пяти градусов (больше мизинца и меньше трех пальцев — на расстоянии вытянутой руки).

Когда край или тонкий полупрозрачный участок высококучевых облаков проходит перед солнцем или луной, появляется корона. Это цветное кольцо имеет красное снаружи и синее внутри и находится в пределах нескольких градусов от солнца или луны.

Наиболее распространенное срединное облако, более чем один слой высококучевых облаков часто появляется на разных уровнях одновременно. Много раз высококучевые облака будут появляться вместе с другими типами облаков.

Высокослоистые (As)

Серые или голубоватые облачные покровы или слои полосатых или волокнистых облаков, которые полностью или частично покрывают небо. Они достаточно тонкие, чтобы регулярно открывать солнце, как будто сквозь матовое стекло.

Высокослоистые облака не создают явления гало, и тени объектов на земле не видны.

Иногда виргу можно увидеть свисающей с высокослоистых, иногда она может даже достигать земли, вызывая очень слабые осадки.

Слоисто-дождевые облака (Ns)

Образующиеся в результате утолщения высокослоистых облаков. Это слой темно-серых облаков, рассеянный дождем или снегом. Он достаточно толстый, чтобы заслонить солнце. Кроме того, под этим облаком часто встречаются низкие рваные облака, которые иногда сливаются с его основанием.

Нижняя граница облаков опускается по мере продолжения осадков. Из-за опускающегося основания его часто ошибочно называют низкоуровневым облаком. Как высокослоистые, так и слоисто-дождевые облака могут достигать высокого уровня облаков.

Облака нижнего яруса

Кучевые (Cu), Слоисто-кучевые (Sc), Слоисто-кучевые (St) и Слоистые (St) и водяные капельки, состоящие из низких капель 9001дождевых облаков (Cu) Cumulonimbus. Кучево-дождевые облака с их сильным вертикальным восходящим потоком простираются далеко до верхнего уровня облаков.

Кучевые (Cu)

Отдельные, обычно плотные облака с четкими очертаниями, которые развиваются вертикально в виде возвышающихся холмов, куполов или башен с выпуклыми верхними частями, часто напоминающими цветную капусту.

Освещенные солнцем части этих облаков в основном ярко-белые, а их основания относительно темные и горизонтальные.

Над сушей кучевые облака образуются в дни ясного неба и являются следствием дневной конвекции; она появляется утром, растет, а затем к вечеру снова более или менее рассасывается.

Кучево-дождевые (Cb)

Грозовое облако, это тяжелое и плотное облако в виде горы или огромной башни. Верхняя часть обычно сглаженная, волокнистая или исчерченная и почти всегда уплощенная в форме наковальни или обширного плюмажа.

Под основанием этого облака, которое часто очень темное, часто находятся низкие рваные облака, которые могут сливаться или не сливаться с основанием. Они производят осадки, иногда в виде вирги.

Кучево-дождевые облака также вызывают град и торнадо.

Слоисто-кучевые облака (Sc)

Серые или беловатые пятна, листовые или слоистые облака, которые почти всегда имеют темную мозаику (в виде сот), округлые массы или рулоны. За исключением вирги, они неволокнистые и могут сливаться или не сливаться.

Имеют также правильно расположенные мелкие элементы с видимой шириной более пяти градусов (три пальца — на расстоянии вытянутой руки).

Stratus (St)

Слой обычно серых облаков с однородным основанием, который, если он достаточно толстый, может образовывать изморось, ледяные призмы или снежные зерна. Когда сквозь это облако видно солнце, его очертания хорошо различимы.

Часто, когда слой Stratus распадается и рассеивается, видно голубое небо.

Иногда появляющиеся в виде рваных слоев Слоистые облака не создают гало, за исключением случаев, когда они возникают при очень низких температурах.

Учебный урок: «Дыра» в облаках 2

Учебный урок: Голова в облаках

Краткие факты Облачная книга» под названием «

Облака из моего окна ».

Clouds out my Window доступен бесплатно. В конце книга — это ссылка на шаблон Power Point для создания собственной книги «Облака из моего окна».

Как искусственно осветленные облака могут остановить изменение климата

Идет загрузка

Наука и окружающая среда | Загрязнение

Как искусственно осветленные облака могут остановить изменение климата

(Изображение предоставлено Alamy)

Тим Смедли, 26 февраля 2019 г.

Земля остывает после извержения вулканов. Теперь некоторые исследователи считают, что мы должны имитировать эти эффекты, чтобы уменьшить глобальное потепление. Что возможно могло пойти не так?

I

В июне 1991 года на Земле произошло нечто удивительное. Произошло извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах. Первым сюрпризом было то, что это была гора, а не вулкан. Фактически, давление, накапливавшееся веками под этим спящим вулканом, вызвало второе по величине извержение 20-го века, выбросившее огромное количество белого пепла и сульфатов на высоту стратосферы — 10 км над поверхностью Земли.

Около 15-17 миллионов тонн этого вулканического материала рассеялось в ленивой дымке, покрывающей большую часть земного шара. В течение следующих 15 месяцев ученые обнаружили второй сюрприз: это облако частиц сформировало защитный солнцезащитный экран, отражая значительную часть солнечных лучей обратно в космос. В результате средняя глобальная температура в этом году снизилась на 0,6°С. И для некоторых исследователей это открыло интересную возможность. Можем ли мы сделать это намеренно, преднамеренно создавая искусственные облака, чтобы уменьшить глобальное потепление?

По правде говоря, мы уже знаем, какие действия необходимы для уменьшения антропогенного изменения климата: быстрое сокращение выбросов парниковых газов, замена ископаемого топлива возобновляемой энергией. Согласно недавнему отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), у мира есть всего 12 лет, чтобы сократить выбросы вдвое, и 32 года (к 2050 году), чтобы свести чистые выбросы к нулю. Однако последние данные показывают, что глобальные выбросы двуокиси углерода далеки от требуемого резкого снижения, они фактически растут. «Сейчас больше, чем когда-либо, от всех стран требуются беспрецедентные и срочные действия», — говорится в ноябрьском отчете ООН о разрыве в уровнях выбросов. И некоторые считают, что искусственно созданные отражающие облака могут быть одним из важных решений.

Если вам это нравится, вы также можете насладиться:

• Как пить из огромных озер в воздухе
• Возмутительный план перевозки айсбергов в Африку

Как борются крупнейшие города мира smog

В настоящее время около 30% солнечных лучей, достигающих Земли, отражаются обратно в космос белыми поверхностями, в основном нашими полярными льдами. Морской лед отражает солнечный свет лучше, чем любая известная природная поверхность, отскакивая примерно на 90% резервное копирование; на другом конце шкалы темный открытый океан отражает всего 6% солнечного света и поглощает 94%. Поскольку арктический морской лед быстро сокращается, ожидается, что замена одного льда другим приведет к ускорению глобального потепления. Если, конечно, мы не найдем другую белую поверхность, которая сможет выполнить эту работу.

Благодаря извержению горы Пинатубо средняя глобальная температура в 1991 году снизилась на 0,6°C. (Фото: Alamy) строить ветряные льдогенераторы над Арктикой или разбрасывать его триллионами кварцевых шариков. Одна перуанская схема даже покрасила вершины гор в белый цвет, чтобы заменить отступающие ледники. Облака, однако, естественным образом отражают солнце (именно поэтому Венера — планета с постоянным облачным покровом — так ярко сияет на нашем ночном небе). Особенно важны морские слоисто-кучевые облака, покрывающие около 20% поверхности Земли и отражающие 30% всего солнечного излучения. Слоисто-кучевые облака также охлаждают поверхность океана непосредственно под ними. Предложения сделать эти облака белее — или «осветление морских облаков» — являются одними из наиболее серьезных проектов, которые в настоящее время рассматриваются различными органами, в том числе новым комитетом по «солнечной геоинженерии» Национальной академии наук, инженерии и медицины США.

Стивен Солтер, почетный профессор Эдинбургского университета, был одним из ведущих голосов этого движения. В 1970-х годах, когда Солтер работал над волнами и приливной силой, он наткнулся на исследования, в которых изучались следы загрязнения, оставленные судоходством. Подобно следам самолетов, которые мы видим пересекающими небо, спутниковые снимки показали, что корабли оставляют аналогичные следы в воздухе над океаном, и исследование показало, что эти следы также освещают существующие облака.

Частицы загрязнения привнесли «ядра конденсации» (в противном случае их мало в чистом морском воздухе), вокруг которых скапливался водяной пар. Поскольку частицы загрязнения были меньше, чем естественные частицы, они образовывали капли воды меньшего размера; и чем меньше капля воды, тем она белее и отражательнее. В 1990 году британский атмосферный ученый Джон Лэтэм предложил сделать это с помощью безвредных природных частиц, таких как морская соль. Но ему нужен был инженер для разработки системы распыления. Поэтому он связался со Стивеном Солтером.

Следы загрязнения, оставленные кораблями в океане, естественным образом освещают облака над головой (Источник: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА)

«Я не совсем осознавал, насколько это будет тяжело», — признается теперь Солтер. Морская вода, например, имеет тенденцию засорять или разъедать форсунки, не говоря уже о тех, которые способны распылять частицы размером всего 0,8 микрона. И это не говоря о трудностях моделирования воздействия на погоду и климат. Но его последний проект, по его мнению, готов к постройке: беспилотный корабль на подводных крыльях, управляемый компьютером и приводимый в действие ветром, который перекачивает сверхтонкий туман морской соли к облачному слою.

«Распыление около 10 кубических метров в секунду может устранить весь ущерб [глобального потепления], который мы нанесли миру до сих пор», — утверждает Солтер. И, по его словам, ежегодные затраты будут меньше, чем затраты на проведение ежегодной климатической конференции ООН — от 100 до 200 миллионов долларов в год.

Солтер подсчитал, что флот из 300 его автономных кораблей может снизить глобальную температуру на 1,5°C. Он также считает, что для противодействия экстремальным погодным явлениям в регионе можно использовать флот меньшего размера. Сезоны ураганов и Эль-Ниньо, усугубляемые высокими температурами моря, можно укротить путем целенаправленного охлаждения за счет осветления морских облаков. В докторской диссертации Университета Лидса в 2012 году говорилось, что осветление облаков может «снижать температуру поверхности моря во время пикового сезона тропических циклонов… [уменьшая] энергию, доступную для конвекции, и может снизить интенсивность штормов».

Солтер хвастается, что 160 его кораблей могут «смягчить явление Эль-Ниньо , а несколько сотен [остановят] ураганы». По его словам, то же самое можно сделать для защиты больших коралловых рифов, таких как Большой Барьерный риф, и даже для охлаждения полярных регионов, чтобы позволить морскому льду вернуться.

Предупреждение об опасности

Так в чем подвох? Что ж, там действительно очень большой улов. Потенциальные побочные эффекты солнечной геоинженерии в масштабах, необходимых для замедления ураганов или снижения глобальной температуры, изучены недостаточно. Согласно разным теориям, это могло вызвать засухи, наводнения и катастрофические неурожаи; некоторые даже опасаются, что эта технология может быть использована в качестве оружия (во время войны во Вьетнаме американские войска совершили тысячи миссий по «засеву облаков», чтобы затопить линии снабжения вражеских войск). Еще одна серьезная проблема заключается в том, что геоинженерия может быть использована в качестве предлога для замедления сокращения выбросов, а это означает, что уровни CO2 продолжают расти, а океаны продолжают закисляться, что, конечно, приносит свои собственные серьезные проблемы.

Стивен Солтер считает, что флот из 300 его автономных кораблей может снизить глобальную температуру на 1,5 градуса Цельсия. Келли Вансер, главный директор проекта MCB, живет в Силиконовой долине. Когда он был запущен в 2010 году при начальном финансировании Фонда Гейтса, он получил яростную реакцию. В статьях СМИ говорилось о «мучительных друзьях» и предупреждалось о возможности «односторонних действий в отношении геоинженерии». С тех пор Вансер ведет себя относительно сдержанно.

Конструкция ее команды похожа на коммерческие снегогенераторы для горнолыжных курортов, но способна распылять «частицы в десять тысяч раз меньше [чем снег]… со скоростью три триллиона частиц в секунду». Проект MCB надеется проверить это вблизи залива Монтерей в Калифорнии, где морские слоисто-кучевые облака плывут по суше. Они начнут с одного облака, чтобы отслеживать его влияние.

«Одним из преимуществ осветления морских облаков является то, что его можно очень постепенно масштабировать, — говорит Вансер. «Вы [можете] получить довольно хорошее представление о том, делаете ли вы ярче облака и каким образом, не делая ничего, что влияет на климат или погоду».

Такие пошаговые исследования, по словам Вансера, заняли бы не менее десяти лет. Но из-за споров, которые он вызывает, это еще даже не началось. Ни одно облако еще не было целенаправленно осветлено учеными, хотя грузовые перевозки все еще делают это непреднамеренно, с грязными частицами, каждый божий день.

Опасность, однако, заключается в том, что солнечная геоинженерия в конечном итоге будет использована как последний шанс, без первоначальных исследований для понимания побочных эффектов. «Риски, как правило, возрастают, чем больше тепла вы пытаетесь компенсировать», — говорит она. «Чем больше частиц вы должны ввести, тем больше вероятность того, что побочные эффекты сильнее, а риски выше… это исследование требует времени, и на данный момент мы даже не можем сказать вам, что можем построить распылитель, который получает эти частицы. к облакам».

Фальшивый вулкан

Существует еще один подход к управлению солнечным излучением, при котором преимущества и риски распределяются равномерно по всему миру. Стратосферное аэрозольное рассеяние (SAS) больше похоже на гору Пинатубо: вместо того, чтобы распылять аэрозоли в нижние слои атмосферы, вы рассеиваете их на высоте 10 км над облаками. Эта подвешенная, почти статическая завеса из частиц — слишком тонкая, чтобы быть видимой с земли — должна отражать часть солнечного света обратно в космос. Компьютерное моделирование, проведенное Национальным центром атмосферных исследований США в 2017 году, показало, что на каждый тераграмм частиц (один триллион граммов — примерно масса моста Золотые Ворота), попадающих в атмосферу, можно добиться снижения глобальной средней температуры на 0,2°C.

Опять же, последствия неизвестны: неясно, какое влияние эта стратегия окажет на погодные системы внизу или на озоновый слой прямо над ним. В отличие от яркого облака в море, которое может сохраняться в течение трех дней, искусственный стратосферный слой, вероятно, будет сохраняться — как извержение вулкана Пинатубо — до двух лет.

Даже небольшие изменения в погодных системах могут иметь непредвиденные последствия, и некоторые ученые опасаются, что солнечная инженерия может привести к засухам или наводнениям (Фото: Alamy)

Исследовательская программа солнечной геоинженерии Гарварда возглавляет работу над SAS. Элизабет Бернс, ее программный директор, изо всех сил старается сказать мне, что «солнечная геоинженерия может быть только потенциальным дополнением к сокращению выбросов. Это не могло заменить эти усилия». Это не «быстрое решение», говорит она. «Нам действительно нужно сократить выбросы до нуля, если мы хотим решить проблему изменения климата».

Если при осветлении морских облаков возникают проблемы с изображением, то у SAS проблема еще хуже. В то время как Warner изо всех сил пытается поднять с земли хотя бы одну форсунку, ученые из Гарварда во главе с Дэвидом Китом никогда не поднимали ни грамма частиц на высоту стратосферы, не говоря уже о тераграмме. Его текущее исследовательское предложение «SCoPEx» направлено на выпуск одного килограмма (веса мешка сахара) карбоната кальция с помощью метеозонда где-то высоко над континентальной частью Соединенных Штатов для анализа химических реакций. Но даже это весьма спорно. Когда команда в Кембридже, Великобритания, попыталась провести аналогичный эксперимент в 2012 году, он был отменен в последнюю минуту из-за критики со стороны групп, в том числе «Друзей Земли».

 «Одним из самых больших табу, связанных с этой технологией, был этот страх, который является очень реальным страхом, что интересы, связанные с ископаемым топливом и другими процессами, выиграют от того, что мир замедлит переход к безуглеродной энергетической системе». объясняет Бернс. Сторонники этой точки зрения включают Эла Гора, который назвал солнечную геоинженерию «безумной» и обвинил причастных к ней ученых в «высокомерии».

Проект MCB использует технологию, аналогичную машинам для искусственного снега, для создания облаков из крошечных блестящих частиц (Фото: Alamy)

В октябре этого года, чтобы оспорить отчет Национальной академии США, Манифест против геоинженерии был подписан более чем 100 группами гражданского общества и коренных народов, призывая к запрету всех геоинженерных экспериментов из-за «рисков, которые геоинженерия представляет для биоразнообразия, окружающей среды и средства к существованию».

Удивительно, но Бернс очень симпатизирует этой точке зрения: «Было бы опасно развертывать солнечную геоинженерию и прекращать усилия по сокращению выбросов, потому что, если парниковые газы будут продолжать расти, вам потребуется все больше и больше солнечной геоинженерии каждый год, чтобы компенсировать это… по сути, еще больше подтолкнуть земную систему экспериментальным путем, чего раньше не делали». Бернс сравнивает это с приемом морфия для операции по спасению жизни; делать солнечную геоинженерию без сокращения выбросов — все равно, что принять морфий, но не пройти операцию.

Бернс менее сочувственно относится к утверждению, что исследования поддерживаются гигантами ископаемого топлива и миллиардерами. Geoengineering Monitor, группа, стоящая за октябрьским манифестом, называет Дэвида Кейта и SCoPEx поддерживаемыми «многомиллионным геоинженерным фондом, предоставленным Биллом Гейтсом», и выделяет ExxonMobil и Shell в качестве «ключевых игроков». Но Гарвардская программа исследований солнечной геоинженерии «не принимала и не будет принимать финансирование от индустрии ископаемого топлива», — отвечает Бернс. (Полный список спонсоров опубликован на его веб-сайте.)

Существует множество более предпочтительных способов уменьшить изменение климата, чем солнечная геоинженерия. Посадка деревьев — восстановление лесов — это проверенный, безопасный для сохранения способ удаления углерода из атмосферы. Быстрый переход от ископаемых видов топлива к возобновляемым источникам энергии позволит решить проблему источника выбросов. Но ни то, ни другое не происходит достаточно быстро. Возможно, по крайней мере, даже размышлений о солнечной геоинженерии может быть достаточно, чтобы потрясти правительства и заставить их быстро сократить выбросы.

Если мир говорит «нет» солнечной геоинженерии, меня это «полностью устраивает», — говорит Бернс. «По правде говоря, это страшно, я надеюсь, что нам не придется этого делать». Но она и такие ученые, как Солтер и Кит, по крайней мере хотят, чтобы это «нет» основывалось на научных данных.

«Мы вмешиваемся [уже] в нашу атмосферу беспрецедентным образом [через выбросы ископаемого топлива и CO2]», — продолжает Бернс. «У нас есть кое-что, что потенциально может помочь с некоторыми симптомами, но не излечить… это настолько важная тема во всем мире, что нам нужно начать думать об этом».

—

Тим Смедли (Tim Smedley) – писатель по устойчивому развитию из Великобритании.