кастильский

Слоисто-кучевые кастеляны

Castellanus имеет кучевообразные выступы , (от латинского castellanus «замок»), или castellatus , представляет собой облако, которое, по крайней мере, в верхней части имеющие форму башенок , придающих зубчатый вид. Некоторые из этих башен выше, чем ширина; они имеют общую основу и кажутся выстроенными в линию. Характеристика кастеляна особенно очевидна, когда облака наблюдаются сбоку (т. е. с точки зрения на линии, перпендикулярной линии ориентации).

Это вид облаков, относящийся к родам облаков перистые , перисто-кучевые , высококучевые и слоисто-кучевые . Разновидности облаков включают перисто-кучевые кастелланы , перисто-кучевые кастелланы , высококучевые кастелланы и слоисто-кучевые кастелланы . Иногда кучевые облака упоминаются , но этот тип не признан ни национальной метеорологической службой Франции Météo-France , ни Американским метеорологическим обществом и Всемирной метеорологической организацией . Те облака, которые некоторые классифицируют как кастелянские кучевые облака, обычно не имеют общего основания и не расположены в линию, что в некоторой степени отличается от более общепризнанных типов кастелянус. Некоторые ученые также считают, что кастелянус должен быть полноценным облачным родом , а не просто облачным видом . Федеральное управление гражданской авиации безоговорочно рассматривает кастелянус как полноценный облачный род.

Физика

Рисунок 1: Одноклеточные кучево-дождевые облака, происходящие из кастеляна.

Все кастеляновые облака показывают, что существует неустойчивая (или условно неустойчивая) ) слой на их высоте, но не обязательно под облаком. Некоторые учёные (Скорер, Корфид ) определитьcastellanus как облако, образующееся в результате выделения скрытого тепла при подъёме насыщенного теплового столба в неустойчивом (или условно-неустойчивом) слое на высоте. Облако будет иметь вид «башни-индейки». Этот неустойчивый (или условно-неустойчивый) слой может формироваться разными способами: (1) крупномасштабным подъемом ( синоптическим масштабом ), который при некоторых обстоятельствах делает воздух неустойчивым, поскольку температура в основании слоя снижается медленнее, чем температура в верхней части облака за счет адиабатической декомпрессии , (2) охлаждения верхней части облака, создающего такой же перепад, и (3) неустойчивой (или условно-неустойчивой) воздушных масс адвекции над стабильной воздушной массой и т. д.

Кастелланус может возникнуть из облаков, образованных либо приземной конвекцией (например, кучевые облака), либо повышенной конвекцией (например, высококучевые облака). Однако большая часть конвекции в башнях обусловлена ​​нестабильностью (или условной нестабильностью) на высоте облака, а не конвекцией под облаком. Воздух, окружающий облако, быстро уносится в башни. Физика облаков показывает, что если облако не содержит достаточно влаги, водяной пар , содержащийся внутри облака, будет конденсироваться только на более высоком уровне, где температура восходящего пакета достигнет точки насыщения . Следовательно, это приведет к высыханию облака у основания и в конечном итоге приведет к его исчезновению, если этот сухой воздух не конденсируется под вершиной облака. И наоборот, если воздух, окружающий облако, почти насыщен и над исходным облаком существует толстый, нестабильный (или условно нестабильный) слой, конвекция сможет продолжаться. Затем вырастет башня, которая будет становиться все шире и шире, и в некоторых случаях превратится в кучево-дождевые облака .

Таким образом, эволюция кастеляна зависит от количества влаги и характеристик нестабильного (или условно нестабильного) слоя. Рассеянные облака на небе обычно встречаются в относительно сухом воздухе с более влажным «карманом». Если они имеют такой высокий и узкий рост, сухой воздух, окружающий их, не будет поддерживать конвекцию , которая приведет к рассеиванию облаков. Однако более протяженный облачный слой показывает более высокую относительную влажность в слое; сценарий, скорее всего, будет связан с чрезмерным развитием башен.

Номенклатура

Вид castellanus определен в Международном атласе облаков , последний официальный выпуск которого состоялся в 1975 году. Он основан на наземных визуальных наблюдениях за формой облаков. На практике форма кастеляна связана с вызывающим его физическим процессом: локальной неустойчивостью (или условной неустойчивостью) в верхней части облака, которая нарушает температурную инверсию и является причиной образования башен, что подтверждается вертикальными зондирования .

Однако, хотя вид castellanus относится к разным родам конвективных облаков на разных уровнях, наиболее современным типом облаков является высококучевой castellanus , основание которого находится на среднем уровне. Это подкрепляется тем фактом, что в руководствах пилотов взаимозаменяемо говорится либо о castellanus, либо о altocumulus castellanus , что ограничивает значение слова catellanus .

Чтобы облегчить эту путаницу, ученые Ричард С. Скорер и Корфиди предложить классификацию облаков, основанную только на физических критериях, полученных в результате вертикального зондирования и наблюдений с метеорологических спутников, чтобы реклассифицировать кастеляны как род облаков на том же уровне, что и кучевые или перистые облака . Корфиди уже давно критикует сопротивление официальных органов этому изменению. Однако версия Международного атласа облаков 2016 года не изменит статус кастеляна. Аналогичное мнение у тех же учёных и о двояковыпуклых облаках , которые могут существовать на разных уровнях, которые признаются не полноценным родом облаков, а лишь видом.

Специфика критики

Рисунок 2: Конвективные облака над облачным слоем, созданные расширяющимся потоком нисходящего порыва . Вид на юг.

Ученые отмечают распространенную путаницу между конвективными облаками, порождаемыми исключительно (или, по крайней мере, в первую очередь) за счет суточного нагрева земли, и кастеляном , который в первую очередь является продуктом нестабильности (или условной нестабильности) в верхней части облака, такого как кучевые, слоисто-кучевые. , или высококучевые, причем два последних рода легко спутать.

Более того, Международный атлас облаков (ICA) не совсем точен в отношении того, как определить род конвективного облака. Согласно ICA (1975, стр. 15–16), основание кучевого облака обычно находится на высоте от поверхности до 2 километров (6600 футов). Этот предел высоты основан на наблюдениях в умеренном климате, где температура поверхности и влажность примерно средние. При этом не учитывается, как формируется облако. На западе Америки основание кучевых облаков может достигать 4000 метров (13 000 футов), поскольку сочетание низкой точки росы (10 ° C (50 ° F)) и высокой температуры (до 45 ° C (113 ° F) )) приведет к очень высокому уровню конвективной конденсации . Хотя ICA допускает, что кучевое облако может иметь основание выше 2 километров (6600 футов) (говоря, что кучевые облака обычно имеют основания на этой высоте или ниже), рекомендации, приведенные на странице 16 ICA, могут привести к неправильной классификации. высокое кучевое облако. В этом руководстве говорится, что род облака можно определить, «сделав выбор из родов, обычно встречающихся на этаже (диапазоне высот), соответствующем его высоте». Это может привести к тому, что наблюдатель исключит кучевые облака как возможный род облака, которое имеет все описанные ICA характеристики кучевых облаков, за исключением того, что его основание находится выше «Низкого» этажа (от поверхности до 2 километров (6600 футов)). Наблюдатель, добросовестно пытаясь соответствовать рекомендациям по классификации ICA, может затем ошибочно принять это облако за высококучевое облако (возможно, высококучевое облако ), хотя нестабильность, создающая его, находится на другом уровне по сравнению с высококучевым облаком.

Ситуация еще больше усложняется тем, что конвективные облака типа castellanus могут создаваться восходящими потоками, возникающими на промежуточных высотах по отношению к уровням, определенным в Атласе; это создает континуум возможных высот. Эти конвективные облака средней высоты будут иметь плоское основание, за исключением случаев выпадения осадков. При этом высота их оснований может быть выше уровня конденсации конвекцией или даже выше уровня свободной конвекции ; это зависит от высоты, на которой происходит воздействие. Это явление может произойти, когда поблизости находятся кучево-дождевые облака. Последний вызовет истечение вниз по течению от кучево-дождевых облаков. Граница оттока ведет себя как псевдохолодный фронт , который создает механическое воздействие там, где отток встречается с окружающим воздухом. Подъем позволяет формировать конвективные башни на уровне вершины истечения в уже существовавших облаках, если воздух условно неустойчив.

Пример этого явления показан на рисунке рядом и соответствует рисунку 2 статьи Корфиди; гроза расположена к востоку от картины. Подпись к изображению в статье Корфиди называет облако кастеляном . а не как cumulus mediocris altocumulogenitus , как предполагает проект Международного атласа облаков.

Парящий

Рисунок 3: Cumulus castellanus . Эти облака иногда могут использоваться пилотами-планеристами.

Кастелланусы (облака, состоящие из очень узких колонн) печально известны. как непригодный для использования пилотами- планеристами . Чтобы облако имело пригодный для использования термик, под облаком должен существовать столб восходящего потока, и в этом случае облако будет иметь плоское основание. Однако высококучевые кастелланы можно идентифицировать по отсутствию четко выраженного основания. Как было сказано выше, гибридное облако кучевых и кастеляновых может быть использовано пилотом-планеристом.

Castellanus, которые неблагоприятны для парения, легко идентифицировать, и их прозвали « ракетными облаками ». Визуальная разница между кучевым облаком и кастеляном заключается в том, что первый имеет плоское основание, а второй обычно не имеет четко выраженного основания. Однако визуального наблюдения за облаком может быть недостаточно, поскольку в некоторых случаях гибридный кастелян (псевдокучевые облака) может иметь плоское основание. Единственный надежный способ отличить эти два типа облаков — это предваряющее полет зондирование атмосферы. Если основание этих ложных кучевых облаков находится выше уровня конвективной конденсации , пилот, вероятно, близок к нежелательным кучево-дождевым облакам . Более того, когда кучевые облака разрушаются, под основанием облака все еще может существовать столб восходящего потока, который возник не из-под земли. В частности, в конце дня воздушная масса может быть стабильной на высоте до 2000 футов и нестабильной над этим стабильным слоем. Кучевые облака превращаются в слоисто-кучевые или высококучевые в зависимости от их высоты. До версии Международного атласа облаков 1956 года эти облака назывались слоисто-кучевыми или высококучевыми «веспералис». Прямо под этими облаками, восходящие потоки все еще присутствуют. Метеоролог Корфиди объясняет, что эти, казалось бы, безобидные облака, которые быстро распадаются, могут быть предвестниками ночных гроз.

Для выявления неназемной конвекции можно сравнить высоту основания «кучевых облаков» c с уровнем конвективной конденсации h . Эта высота h определяется следующей формулой:

$h=a\times (T-D)$ где а = 0,125 км/°С;

T — температура поверхности, а D — точка росы. К переменным c , T и D можно легко получить доступ из соседнего METAR .

Вычисление этой высоты h основано на первых принципах и поэтому является достаточно точным. Следовательно, если $c\gg h$, наблюдаемые кучевые облака почти наверняка представляют собой кастеляны в понимании Корфиди. Тогда будет разумно опасаться присутствия фланговой линии или нисходящих потоков поблизости. На рисунке 2 показана такая закономерность.

См. также

• Кастельянос высококучевой

Библиография

• Коттон, Уильям; Брайан, Джордж; ван ден Хевер, Сьюзен (2011). Второе издание Storm and Cloud Dynamics . Международная серия по геофизике. Том. 99. Академическая пресса . ISBN  978-0-12-088542-8 .
• Международный атлас облаков, том I (PDF) . Том. 1. Всемирная метеорологическая организация . 1975. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2016 г. Проверено 20 июля 2016 г.
• Международный атлас облаков, том II (PDF) . Том. 2. Всемирная метеорологическая организация . 1975 год . Проверено 21 октября 2013 г.
• Корфиди, Стивен Ф. (2008). «Повышенная конвекция и кастелян: двусмысленности, значение и вопросы» (PDF) . Погода и прогнозирование . 23 (6): 1280–1303. Бибкод : 2008WtFor..23.1280C . дои : 10.1175/2008WAF2222118.1 . Проверено 27 июля 2016 г.