Подъемная сила, действующая на единицу массы воздуха в облаке на высоте, дается выражением. К тому моменту времени, когда верхняя граница облака достигла уровня h, через горизонтальную плоскость z прошла масса облачного воздуха. Согласно закону неразрывности, такое же количество сухого воздуха должно опуститься. Подчеркнем, что при у, удовлетворяющем условию активные восходящие (или нисходящие) движения возможны лишь во влажном воздухе. Сухой (ненасыщенный) воздух играет в этом случае лишь пассивную роль: в нем развиваются компенсирующие движения. Толщина слоя опустившегося сухого воздуха определится из условия.
Пренебрегая разностью плотностей влажного и сухого воздуха, получим. Рассмотрим, каким образом осуществляется компенсирующее опускание сухого воздуха. При поднятии облачного воздуха, происходящем под действием силы плавучести, сухой воздух, расположенный над ним, вытесняется вверх и в стороны: он охлаждается при подъеме по сухой адиабате и его температура будет ниже, чем температура окружающего воздуха на том же уровне. Поэтому подъем сухого воздуха тормозится и происходит с растеканием в стороны. Вытесняемый в сторону воздух, как более холодный, начнет опускаться во внеоблачном пространстве. В свою очередь подъем облачного воздуха в нижней части слоя способствует развитию вынужденного нисходящего потока в окружающем сухом воздухе.
|