Ку́чево-дождевы́е облака́ (ливневые облака, грозовые облака) — хорошо развитые по вертикали конвективные облака в виде плотной массы с тёмно-серым или чёрным основанием, под которым видны полосы падения (virga) осадков.

Развиваются из кучевых облаков, отличаясь от них верхней частью, находящейся на уровнях атмосферы с температурой воздуха ниже -10 и состоящей из ледяных кристаллов и поэтому имеющей нечёткие границы.

По международной классификации облаков называются лат. Cumulonimbus (Cb). На картах погоды наиболее развитые кучево-дождевые облака (с наковальнями) обозначаются символом .

С этими облаками связаны осадки (в жаркую погоду они могут не достигать поверхности земли, испаряясь в подоблачном слое), в ряде случаев шквалистый ветер, грозы, град. Период жизни этих облаков сравнительно короткий — от 30-40 минут до 3-4 часов^[1].

Нижняя граница кучево-дождевых облаков зимой находится обычно на уровне 300-600 м, летом 600-1200 м, а в сухих регионах (степи, пустыни) и в жаркую погоду может подниматься до 1500-2000 м, а иногда (при особенно малой влажности воздуха) и до 3-4 км.

В тёплое время года вершина облака может достигать тропопаузы, а в холодный сезон, когда конвекция выражена слабее, облака более плоские. Обычно облака не образуют сплошного покрова, но часто маскируются в сплошных слоисто-кучевых или высоко-слоистых облаках. При прохождении холодного фронта кучево-дождевые облака могут формировать вал. Солнце сквозь кучево-дождевые облака не просвечивает. При выпадении ливневого дождя часто наблюдается радуга.

Кучево-дождевые облака образуются при неустойчивости воздушной массы, когда происходит активное восходящее движение воздуха. Эти облака часто образуются на атмосферных фронтах, особенно на холодном фронте, наиболее часто - в тёплый период года (вторая половина весны, лето, первая половина осени).

Виды кучево-дождевых облаков

• Cumulonimbus calvus (Cb calv.) — «лысые». Вершина этих облаков похожа на округлые белые купола волокнистого строения. Это облако ещё не достигшее той высоты, когда вершина облака приобретает вид наковальни (Сumulonimbus incus). Более развиты по вертикали, чем кучевые облака. Основание облака шире, чем остальная его часть. Не всегда приводит к грозе.
  • Cumulonimbus calvus arcus (Cb calv. arc.) — «лысые с грозовым валом». Разновидность проявляется образованием в передней части надвигающегося облака тёмного дугообразного облачного вала со шквалом.
• Cumulonimbus capillatus (Cb cap.) — «волосатые». Имеют хорошо выраженное волокнистое перистовидное строение верхней части (подобие веера или наковальни при наблюдении сбоку). С этими облаками связаны гроза, град, шквалистый ветер, ливни.
  • Cumulonimbus capillatus arcus (Cb cap. arc.) — «волосатые с грозовым валом». Разновидность «волосатых» облаков с грозовым валом, как у описанных выше Cb calv.

• • Cumulonimbus incus (Cb inc.) — с наковальней (лат. incus — «наковальня»). Характеризуются растеканием верхней обледеневшей части облака в стороны с формированием огромной «наковальни» над верхней частью облака. Достигает высоты изотермии на границе тропосферы и стратосферы. Восходящие потоки воздуха не могут преодолеть блокирующий слой изотермии, поэтому начинается растекание облака по направлению преобладающего горизонтального потока воздуха. Так формируется «наковальня» в верхней части облака. Если сильные вертикальные потоки воздуха «пробивают» слой изотермии, кучево-дождевое облако на своей вершине имеет быстро меняющуюся округлую ледяную «шапочку» (лат. pileus) — небольшое ледяное облако над кучево-дождевым облаком. Появление pileus — признак господства в атмосфере сильных восходящих потоков при высокой влажности воздуха, ведущих к грозовым штормам.
  • Cumulonimbus humilis (Cb hum.) — плоские. Имеют кучевообразную форму, волокнистую структуру, дают ливневые осадки, но мало развиты по вертикали. Характерны для низкиго фона приземной температуры воздуха (+5...+10 и ниже), часто наблюдаются в Арктике и подобных регионах.

Классы кучево-дождевых облаков

• Одноячейковые (Ordinary) - толщиной (вертикальной протяжённостью) от 1-2 км (зимой) до 3-4 км (летом), диаметром 1-3 км. С ними связаны кратковременные ливневые осадки, иногда слабые грозы. Это единственный класс кучево-дождевых, которые бывают зимой в умеренных широтах.
• Мультиячейковые (Multicell) - по сути, состоят из множества ячеек (каждая из которых идентична одноячейковому облаку), слившихся в общее скопление (кластер), у которого формируется единая наковальня сверху. Диаметр такого скопления (кластера) около 10-15 км, толщина 7-10 км. С ними связаны интенсивные ливни, грозы, шквалы, иногда град. Это самый часто наблюдаемый класс кучево-дождевых облаков в средних широтах летом; также встречаются они (но реже) весной и осенью.
• Суперячейковые (Supercell) - представляют собой одну ячейку огромных размеров: диаметр порядка 50 км, толщина 10-15 км (нередко проникают в стратосферу) с единой полукруглой наковальней. С суперячейкой связана целая система вертикальных и горизонтальных движений воздуха и небольшое барическое возмущение - мезоциклон. Суперячейки обуславливают сильнейшие грозы и ливни, шквалы, град, зачастую торнадо (смерчи). В средних широтах отмечаются крайне редко, не каждый год, в РФ наиболее часты в Кавказском регионе. Для формирования суперячейкового облака необходимы:

1) Очень сильная конвективная неустойчивость воздуха. При этом обычно температура воздуха у земли (до грозы) составляет +27...+30 и выше. 2) Мощное струйное течение в верхней тропосфере, резкое усиление скорости ветра с высотой и некоторый поворот его - большие вертикальные сдвиги ветра способствуют завихрённости поднимающегося потока и образованию мезоциклона. Таким образом, благоприятен для формирования суперячейки тёплый сектор циклона недалеко перед холодным фронтом, вблизи оси высотной фронтальной зоны и соответствующего ей струйного течения.

Интересные факты

Над вулканами и обширными очагами пожаров возникают пирокумулятивные облака. Они же развиваются и над эпицентрами наземных и воздушных ядерных взрывов. «Ядерный гриб» представляет собой сильно развитое кучево-дождевое облако необычной формы с очень большим вертикальным развитием (вершина достигает высоты 15-20 км и более). Из «ядерных» кучево-дождевых облаков выпадают сильные ливневые дожди, которые тушат значительную часть наземных пожаров, возникших в результате взрыва.

Литература

• Четырёхъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии. — М.: Советская энциклопедия, 1980. С.218.
• Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология. — М.: Колосс, 2004, 582 C. ISBN 5-211-04847-4

См. также

• Облака
• Гроза
• Пирокумулятивные облака

Примечания