Жуть небес. Физик Золина объяснила, как образуются «дьявольские» облака

В последнее время в соцсетях периодически всплывают пугающие снимки необычных облаков — мрачных, будто взбитых в гигантский шторм, с волнообразными структурами, напоминающими бурлящее море, которое словно бы висит над нами в перевёрнутом виде.

Такие облака называют asperatus (от латинского aspero — «шероховатый», «неровный»), а в народе именуют «дьявольскими» облаками. Выглядят они настолько зловеще, что кажется, будто небо вот-вот разверзнется.

Так ли они опасны на самом деле, и возможно ли их появление в небе над территорией России в оставшиеся недели лета?

Откуда берутся «облака-монстры»?

Asperatus — редкий и до сих пор малоизученный тип облаков. Разумеется, их видели и раньше, но считать отдельным типом предложили лишь в 2009 году, а в 2017-м они были официально признаны Всемирной метеорологической организацией (ВМО) как самостоятельный вид облаков.

«Дьявольские» облака образуются на границе атмосферных фронтов, когда сталкиваются воздушные массы с разной температурой и влажностью. В результате формируются волнистые хаотичные структуры, которые выглядят так, будто небо «перевернули» снизу вверх. Разумеется, для этого нужны определённые условия.

«Механизм образования этих редких облаков до сих пор остаётся предметом споров, — говорит заведующая лабораторией динамики климата Московского физико-технического института (национального исследовательского университета) Ольга Золина. — Недавние исследования показывают, что для этого нужны условия, аналогичные тем, которые формируют облака мамматус (так называемые вымеобразные облака — прим. ред.), то есть опускание и последующее испарение капель воды внутри облака. Чтобы образовались именно асператусы, также необходим сдвиг ветра, но определённой величины».

Дьявольские облака. Фото: istockphoto.com/ Irina Petrakova

«Необходимо редкое сочетание условий»

Сдвиг ветра — это изменение направления или скорости ветра (либо то и другое) в пространстве, включая восходящие и нисходящие потоки. Ольга Золина ссылается на численное моделирование, проведённое учёными из Швеции и Индии. Его результаты показали, что слишком малый сдвиг ветра приводит к образованию облаков мамматус, а слишком сильный сдвиг размывает опускающиеся части облака, прежде чем они успевают сформировать «зловещие» волны.

Однако плотный слой атмосферной влаги может и сохраниться, если сдвиг ветра подавит турбулентность, вызванную её испарением. Затем под действием силы тяжести плотный воздух начинает опускаться сквозь более лёгкие нижние слои — это явление известно как неустойчивость Рэлея — Тейлора. В результате формируется рисунок волны. А небольшой сдвиг ветра растягивает эти атмосферные структуры, образуя уникальные облака с хаотичными волнами разной длины на их поверхности.

«Исходя из этой модели для формирования облаков асператус необходимо редкое сочетание условий: высокая влажность и образование крупных капель в облаке размером порядка 10–100 микрометров (0,01-0,1 миллиметра — прим. ред.), — объясняет Ольга Золина. — Также нужны умеренный вертикальный сдвиг ветра (при слишком сильном облака становятся плоскими) и интенсивное испарение воды с поверхности Земли».

Что предвещает их появление?

Наблюдения со спутников показали, что «дьявольские» облака часто возникают рядом с грозами, даже если сами они не являются частью шторма. Вообще, несмотря на свой пугающий вид, асператусы редко приводят к ливням и экстремальным погодным явлениям. Чаще всего они просто проплывают по небу, оставляя наблюдателей в трепете. И хотя кажутся тёмными и грозовыми, почти всегда рассеиваются без образования осадков. Но при определённых условиях такие облака могут и предшествовать грозам.

Климат средней полосы России — не самый подходящий для образования облаков асператус. Однако в теории «дьявольские» облака могут сформироваться и над Москвой.

«В столице и в центральных регионах России их появление фиксировали неоднократно весной, летом и осенью. Зимой они появляются гораздо реже. В данный момент в связи с частыми грозами, большой скоростью ветра и высокой влажностью их формирование также возможно», — отмечает Ольга Золина.