Облака образуются в нижнем слое атмосферы, которая называется тропосферой. От поверхности Земли и до высоты 10-15 км. Она делится на три яруса. 1. Нижний (до 3-4 км). Здесь образуются Кучевые, слоистые, слоисто-дождевые и кучево-грозовые облака. Также находится основание облаков вертикального развития. Туман - это тоже облако у поверхности земли. 2. Средний слой (4-8 км). Там находятся высоко-слоистые облака и высоко-кучевые. Они возникают чаще в тёплое время года и возникают за счёт поднятия тёплых воздушных масс. И 3 слой - высотный (пр. 8-12 км) Там находятся все виды перистых облаков. Они могут образовываться перед тёплым фронтом или фронтом окклюзии, связанным с восходящим скольжением. Могут развиваться и в антициклонах, иногда являются остатками верхних частей кучево-дождевых облаков, которые при сильном вертикальном развитии могут доходить и до верхних границ тропосферы.
Отдельные виды облаков могут образовываться и в более высоких слоях атмосферы, например, перламутровые (20-25 км) и серебристые (80 км).
Безусловно, осадки не всегда выпадают из облаков.
Да, дождь, снег в различных видах, а также град выпадают только из облаков. Даже если их не видно, то они просто очень тонки и малозаметны для наземного наблюдателя. Что не мешает находиться в них большому количеству воды.
Однако осадки бывают и другого рода. Это роса, кристаллическая и зернистая изморозь, гололёд и гололёдица (да-да, это тоже формы осадков, причём два последних типа метеорологи чётко различают между собой).
Все 5 последних типов происходят не из облаков или туч, а непосредственно из приземного слоя воздуха. И могут возникать даже при совершенно ясном и реально безоблачном небе.
Цвет тонкого или толстого облака зависит от плотности мелких водяных капель на единицу объёма. При высокой плотности мелких водяных капель облачный массив, допустим туча, становится непрозрачной, и поэтому облачность почти не пропускает солнечный свет. Обычные облака (слоистые или кучевые) могут стать серыми, закрывающие солнечный свет. А наиболее тёмные облачные массивы - это крупные тучи, очень высокие и широкие - это наступающий грозовой фронт. При приближении грозового фронта наступает днём эффект сумерок перед началом грозы.
Во время заката солнца и во время восхода солнца облака освещаются солнцем боку, немного снизу, а солнечный свет, проходящий через толстые слои воздуха, выдаёт оранжевый и красный лучи, поэтому облака вечером становятся "огненными".
Белые тонкие облака - это эффект отражения солнечного света от малых облаков, и от тонких облачных массивов (слоистые и перистые облака).
Всемирной метеорологической организацией на официальном уровне признан новым редкий тип облаков. Этот тип включен обновленное издание Международного атласа облаков. В интернет издании The Verge отмечается, что совершенно особенная разновидность облаков, которые могут принимать различные устрашающие очертания известна уже очень давно,но не была достаточно хорошо изучена и описана. Многих людей, плохо знакомых с метеорологией, внешний вид таких облаков зачастую пугал и вызывал ассоциации у некоторых с Судным днем, у других с инопланетным нашествием.
В 2009 году английский писатель Гевин Претор-Пинней предложил присвоить таким страшным облакам наименование Undulatus asperatus (волнисто-бугристые) и включить в общую классификацию облаков. Усилия его увенчались успехом: облака включены в издание ВМО и получили название asperitas (шероховатость, неровность). Изменение названия произошло в связи с правилами - наименования облаков в Атласе имена существительные.
Первое издание Международного облачного атласа впервые увидело свет в 1896 году. Последние изменения в типах облаков в него вносились в 1951 году.
У нас на факультете студентам рассказывают о трех ячейках в атмосфере - Ферреля, которая действует в умеренных широтах, Хэдли (ячейка тропических широт, по обе стороны внутритропической зоны конвергенции) и полярной.
Полярная ячейка находится вблизи обоих полюсов и представляет собой верхний уровень зоны низкого давления. Это стойкая, большая зона низкого давления, которая вращается против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке - в Южном. Основание ячейки находится в средней и верхей тропосфере и доходит до нижней стратосферы. Под полярной ячейкой находится масса холодного арктического (антарктического) воздуха с высоким давлением. Полярная ячейка может ослабляться или усиливаться в зависимости от года. Когда ячейка усиливается, то она представляет из себя огромный вихрь, но если ослабляется, то разбивается на несколько вихрей, если она слишком ослаблена, то массы холодного воздуха могут проникать далеко на юг, вызывая сильные и стойкие похолодания.
Именно граница между холодным и теплым воздухом определяет положения арктического фронта, среднее положение которого - примерно 60 градус северной широты. Полярные ячейки более сильны зимой и ослаблены летом из-за разницы температур между экватором и полюсами. Их вращение обусловлено силой Кориолиса, как и вращение циклонов.
Сильный полярный вихрь находится вблизи арктического фронта с центрами над Баффиновым морем и над Восточной Сибирью. В Южном полушарии центр вихря чаще всего один - вблизи ледника Росса.
При ослабевании полярной ячейки она разбивается на несколько более мелких и тогда холодный воздух проникает на юг - в средние широты - и вызывает резкие похолодания, по примеру очень холодной зимы 1985 года.
(Это я хорошо помню - в Ленинграде в течении 2 месяцев температура не поднималась выше 25 градусов мороза, а в отдельные дни опускалась до минус 37-39 градусов).
Полярный вихрь впервые был описан в 1853 году, однако исследован только в 1952 году при радиозондировании атмосферы арктических широт.