Почему облака на небе иногда движутся в разные стороны?

Движение облаков в разных направлениях можно наблюдать в тех случаях, когда они не сплошные, располагаются на разных уровнях, а ветер на разной высоте имеет различное направление. Облака в воздухе перемещаются по воздушному потоку, а он с высотой изменяется иногда не очень заметно, а иной раз - на очень значительный угол, легко фиксируемый зрительно, без всяких приборов.

Причин изменения направления и скорости ветра с высотой несколько: в нижнем полуторакилометровом слое - это уменьшение трения воздушного потока о земную поверхность (ветер с высотой по мере ослабления трения усиливается и постепенно поворачивает вправо на несколько десятков градусов, обычно не более чем' на 30-40°); на более высоких уровнях он под влиянием горизонтального распределения температуры испытывает левое или правое вращение, усиливается или ослабевает, может даже изменить направление на противоположное.

Метеорологи знают, что с высотой при переносе тепла ветер постепенно поворачивает вправо, при переносе холода - влево. В целом же он всегда подчиняется простому закону: дует вдоль линий равного давления - изобар, оставляя область низкого давления слева. Положение изобар с высотой изменяется в соответствии с горизонтальным распределением температуры воздуха.

Там, где есть высокие трубы ТЭЦ или других промышленных предприятий, в ясные дни иногда удается увидеть, как дым из труб различной высоты движется не в одном, а в разных направлениях. Объяснение этого явления то же самое.

Какова высота циклонов и антициклонов?

Крупномасштабные вихри в атмосфере, какими являются циклоны и антициклоны, могут иметь самую различную высоту распространения от земной поверхности: от 1 до 100 км. В зависимости от вертикального развития их принято делить на приземные (до 1 км), низкие (до 1-3 км), средние (до 3-5 км) и высокие (развитые выше 5 км, то есть прослеживающиеся в верхней тропосфере).

Циклоны и антициклоны, прослеживающиеся выше тропопаузы, то есть в стратосфере, называют стратосферными, в отличие от образований под тропопаузой, имеющих общее название тропосферных. Последних в природе большинство.

Но бывают атмосферные вихри, развитые от поверхности земли до очень больших высот, их циркуляция сохраняется не только в нижней, но и в верхней стратосфере. Таковыми часто бывают зимние полярные циклоны, иногда значительно выше тропопаузы простираются и мощные антициклоны.

Летом, во время полярного дня, над высокими широтами в стратосфере обычно формируются обширные антициклоны, не прослеживающиеся в нижней тропосфере. Такого типа атмосферные вихри называют высотными. Высотными бывают и циклоны. Высотные циклоны и антициклоны могут формироваться даже за пределами стратосферы - в мезосфере. Высотные циклоны и антициклоны не следует путать с высокими - развитыми и у поверхности земли, и на высотах.

Почему циклоны приносят с собой плохую погоду?

Атмосферные вихри большого масштаба с низким давлением в центре, называемые циклонами, как правило, приносят с собой сложные условия погоды - облачность, осадки, усиление ветра, нередко характерные сезонные явления, такие как грозы, метели, туманы, гололед и пр. Это связано с особенностями распределения давления и характером циркуляции воздуха. Под влиянием трения в нижних слоях атмосферы в циклоне наблюдается движение воздуха, помимо кругового, еще и от периферии к центру, и поэтому возникает постоянное вертикальное, восходящее вверх движение воздуха и его охлаждение по мере подъема. Воздух, охлаждаясь, становится влагонасыщенным, в нем образуются облака, дающие осадки и многие другие явления погоды, называемой ненастной. В циклонах умеренных широт, кроме того, благоприятные условия для возникновения атмосферных фронтов, на которых условия погоды всегда очень сложные. Добавим к сказанному, что в циклонах, особенно вблизи их центров, всегда велика разность давления между центром и периферией (то есть велики так называемые горизонтальные градиенты давления), а, следовательно, постоянно наблюдаются сильные порывистые ветры.

Во всех ли частях циклона погода бывает однородна?

Нет, погода в циклонах внетропических широт далеко не однородна: различают переднюю и тыловую части циклона и левую и правую по отношению к направлению его движения. В передней части циклона преобладают сплошная слоистообразная облачность теплого фронта, обложные осадки с ветрами южной четверти горизонта. В тылу циклона, за холодным фронтом, погода отличается неустойчивостью, с выпадением осадков ливневого типа, порывистым ветром северо-западной и северной четвертей; облачность может быть с разрывами и даже с кратковременными прояснениями, летом она будет конвективного типа. Левая (чаще всего северная) часть циклона характеризуется условиями погоды, которые можно называть промежуточными между передней и тыловой частями циклона; у земли преобладают ветры восточной и северо-восточной четверти, облака сплошные, осадки обложные, выпадающие с перерывами и постепенно переходящие в кратковременные ливневого типа. Правая южная часть циклона некоторый период его жизни является "теплым сектором" - она заполнена теплой воздушной массой, со временем вытесняемой наверх; здесь, в зависимости от сезона года и типа воздушной массы, погода может быть очень неодинаковой, но преимущественно она бывает без существенных осадков, в холодное время года - с туманами или низкой тонкой слоистой облачностью, в летнюю пору - нередко безоблачная и всегда теплая, со слабыми или умеренными ветрами юго-западной четверти.

Источник: Астапенко П. Д. Вопросы о погоде. Л., Гидрометеоиздат, 1982