«Наковальню» кучево-дождевого облака нельзя не узнать — верхушка имеет ярко выраженную форму этого кузнечного орудия.
Чего не скажешь, если находишься прямо под центральным столбом облака. Сильные ветры, град, вспышки молний и даже торнадо — зрелое кучево-дождевое облако представляет собой массу, кипящую гневом. Именно здесь облако ревет на мир со всей силы, и окружающей атмосфере приходится выдерживать натиск этой силы.
Вы можете отличить кучево-дождевое облако от его младшего брата, кучевого мощного, внимательно присмотревшись к вершине. Если в ее очертаниях все еще видятся холмики, напоминающие кочаны цветной капусты, характерные для кучевого облака, облака хорошей погоды, то перед вами — кучевое мощное, даже не сомневайтесь. Кучево-дождевым оно становится только тогда, когда верхняя часть облака «заледеневает», то есть капельки воды замерзают, принимая форму твердых ледяных частиц. «Наковальня» кучево-дождевого облака, содержащая в себе кристаллы льда, ярче и имеет не такие резко очерченные края, как верхушка высокого кучевого облака.
Когда облака достигают подобных высот, судить об их внешнем виде и форме верхушек можно только на расстоянии.
Издалека кучево-дождевое облако выглядит мирно, однако, если вам доведется оказаться прямо под ним, мало не покажется.
Лучше всего — примерно с пятидесяти миль[21]. Если вы находитесь близко к основанию кучево-дождевого облака, то из какой бы точки вы ни смотрели, вам откроются лишь темные, хмурые, низко нависающие тучи, из которых так и хлещет. Кучево-дождевое облако легко принять за темный, вызывающий осадки слой облаков, называемых слоисто-дождевыми. Слоисто-дождевые облака не бывают такими высокими, как кучево-дождевые, они часто стелятся над землей, покрывая сотни квадратных миль, однако если наблюдать снизу, бывает трудно отличить один вид облаков от другого. Все проясняет погода, царящая под кучево-дождевым облаком. Если сыплет град, слышны раскаты грома, сверкают молнии и задувает резкий, порывистый ветер, можете быть уверены, что вы находитесь в обществе Царя облаков.
От зарождения и до рассеивания одного кучево-дождевого облака может пройти около часа — такова длительность относительно короткой бури. Однако гроза может продолжаться и гораздо дольше — эти тучи, злодеи облачного мира, не всегда обделывают свои делишки в одиночку. Они норовят сбиться в банды — вот тогда-то от них и бывают самые большие беды. Пока одно кучево-дождевое облако рассеивается, на его место заступает другое. Вместе они представляют огромное, самовоспроизводящееся сообщество экстремальной погоды, которое превращает в груду ненужного хлама все, что попадется на его пути.
Благодаря своей сложной, развернутой структуре, кучево-дождевое облако похоже на живой организм. Метеорологи описывают шторма как «ячейки», или «клетки», кучево-дождевых элементов. Недолго живущий шторм одного кучево-дождевого облака описывается как «одиночная ячейка». Более характерны, особенно для тропических и субтропических зон, «многоклеточные» шторма, при которых конвекционное образование и рассеивание одного облака приводит к появлению следующего. При таких штормах кучево-дождевые элементы выстраиваются в особом порядке, продлевая непогоду на многие часы.
Иногда отдельные кучево-дождевые облака собираются так, что их и в самом деле можно принять за огромный единый организм — «суперъячейку». Обычно такие «суперъячейки» образуются над теплыми морями; тогда восходящие и нисходящие потоки кучево-дождевых элементов превращаются и яростную, упорно цепляющуюся за свою власть погодную систему, которая растягивается на сотни миль и действие которой длится долгие часы, а то и дни. «Суперъячейки» являются источником крупного, приносящего большие разрушения града, а также порывистых ураганных ветров. В такой системе кучево-дождевые облака, эти небесные хулиганы, орудуют не поодиночке, а вместе, налетая единым ураганным фронтом, расходясь на полную катушку и демонстрируя типичное поведение толпы.
При такой-то разрушительной силе может показаться удивительным, что именно благодаря кучево-дождевым облакам родилось выражение «быть на девятом облаке»[22]. Чтобы понять почему, придется вернуться в 1896 год. Мне приятно совершить это путешествие, потому что тот год как раз был Международным годом облаков.
Название году дала международная группа метеорологов, собранная профессором X. Хильдебрандом Хильдебрандссоном из университетской обсерватории шведского города Упсала и Ральфом Эберкромби, почетным членом Королевского метеорологического общества в Лондоне. Эти двое созвали «тяжеловесов» от метеорологии, дав группе название «Комиссии по облакам». А объединило группу одно общее дело — классификация.
Основа номенклатуры облаков была разработана еще за сто лет то того одним метеорологом-любителем — квакером Люком Говардом. В 1802 году Говард в своей лекции, которую он читал перед местным научным обществом, предложил классификационную систему, сходную с латинской системой Линнея, основанной на родах и видах и к тому времени уже использовавшейся в ботанике и зоологии. Может, это покажется вам удивительным, но до Говарда никто и не пытался распределить облака по типам. Именно Говард, занявшись словотворчеством, дал облакам названия: «cumulus» (кучевые), «stratus» (слоистые), «cirrus» (перистые), а также теперь уже вышедшее из употребления «nimbus» (дождевые).
Система Говарда быстро завоевала признание, однако Хильдебрандссона и Эберкромби беспокоило то, что каждое метеорологическое общество составляло свою классификацию облаков, причем зачастую действовало непоследовательно. Двое ученых поняли, что изучение погоды зависит от координации усилий метеорологов по всему миру и что при этом необходимо опираться на единую терминологию. Благодаря работе Комиссии по облакам и широкой кампании по празднованию Международного года облаков был выпущен иллюстрированный справочник, приуроченный к Международной конференции метеорологов, проходившей в том же 1896 году в Париже.
Справочник, названный «Международным атласом облаков», вышел на трех языках, в нем было огромное количество фотографий, демонстрировавших десять родов облаков, которые утвердила комиссия. Под девятым номером в списке шли кучево-дождевые облака, самые высокие. Так что пребывать на девятом облаке — значит находиться практически на самом верху.
С 1896 года вышло еще семь англоязычных выпусков «Международного атласа облаков», последний — в 1995 году, опубликованный уже Всемирной метеорологической организацией. Этот атлас обладает неоспоримым авторитетом в вопросе классификации облаков, это та самая книга, которую должен иметь любой уважающий себя любитель облаков. К сожалению, во втором издании атласа порядок родов был изменен, и кучево-дождевые облака перевели на десятую позицию. Однако фраза «быть на девятом облаке» прижилась. Возможно, она вошла в обиход в 1950-х благодаря популярной американской радиопрограмме «Джонни Доллар», героем которой был частный следователь по страховым случаям. Каждый раз, когда детектив терял сознание, его переносили на девятое облако, после чего он приходил в себя. Потом уже, летом 1969 года, большую известность приобрела песня «Девятое облако», причем по обе стороны Атлантики; исполняли ее короли соула, группа «The Temptations».
Кучево-дождевое облако, попав в классификационную таблицу «Международного атласа облаков» 1890 года под номером 9, привело к появлению фразы «быть на девятом облаке».
Кроме обнадеживающего соглашения о классификации облаков по родам, в «Международном атласе облаков» также появилось деление облаков на группы по высоте. Нижняя часть атмосферы, тропосфера, где и формируется большинство облаков, поделена на три слоя: нижний, средний и верхний. Иногда эти слои называются étages[23] так как идея основана на классификационной системе француза Жана Батиста Ламарка, предложившего ее как альтернативу системе Говарда. Высота тропосферы меняется в зависимости от широты, однако в средних широтах, в зонах с умеренным климатом эти три слоя определяются следующим образом:
облака нижнего слоя чаще всего образуются ниже 6 500 футов[24]
облака среднего слоя чаще всего образуются между 6 500 и 23 000 футов[25]
облака верхнего слоя чаще всего образуются между 16 000 и 45 000 футов[26]
Кучево-дождевое облако, этот Царь облаков, понятное дело, отказывается втискиваться в узкие рамки — обычно оно располагается на всех трех étages. Однако правильнее будет отнести его к группе низких облаков, поскольку облако растет вверх от основания, а основание всегда располагается в пределах нижнего слоя.
облака верхнего слоя чаще всего образуются между 16 000 и 45 000 футов[26]
Кучево-дождевое облако, этот Царь облаков, понятное дело, отказывается втискиваться в узкие рамки — обычно оно располагается на всех трех étages. Однако правильнее будет отнести его к группе низких облаков, поскольку облако растет вверх от основания, а основание всегда располагается в пределах нижнего слоя.
***
«Поначалу падения я не почувствовал — только быстрое прохождение сквозь воздух», — рассказывал Уильям Рэнкин об ощущениях сразу после катапультирования. Через несколько мгновений он, находясь на высоте 47 000 футов[27], начал испытывать на себе влияние неприветливой окружающей среды.
«Я как будто стал куском мяса, который швырнули в камеру глубокой заморозки, — вспоминал Рэнкин. — Почти сразу кожу на открытых частях тела — лице, шее, запястьях, кистях рук и лодыжках — защипало от холода». Еще более неприятные ощущения во время свободного падения, до автоматического раскрытия парашюта возникли из-за низкого давления в верхнем слое атмосферы. У Рэнкина пошла кровь из глаз, ушей, носа и рта — его внутренности расширились, и тело раздулось. «В какой-то момент я заметил собственный живот огромных размеров — как будто у меня уже порядочный срок беременности. Никогда еще я не испытывал таких диких болей». Единственным преимуществом чрезвычайно низкой температуры стало окоченение — Рэнкин потерял всякую чувствительность.
Несмотря на то, что во время падения Рэнкина крутило и трясло, он все же сумел надеть кислородную маску. Чтобы выжить во время такого спуска, необходимо было оставаться в сознании. В момент входа в верхние слои грозового облака Рэнкину удалось посмотреть на часы — со времени катапультирования прошло пять минут. Значит, он должен был снизиться уже до высоты 10 000 футов[28], при которой барометрический датчик запускает механизм автоматического раскрытия парашюта. Несчастный Рэнкин к тому времени чего только не пережил: остановку двигателя самолета на высоте 47 000 футов[29], поломку рычага аварийного источника энергопитания, оставшегося у него в руке, катапультирование прямо над огромной грозовой тучей. Теперь ему стало казаться, что он болтается в воздухе с неисправным парашютом за спиной.
Когда Рэнкин достиг верхней части кучево-дождевого облака, его захлестнуло частичками льда. Было темно, видимость на нуле, он потерял всякую ориентацию в пространстве и даже не предполагал, на какой высоте находится. Понимал Рэнкин только одно — без парашюта он в любой момент может разбиться о землю. И испытал огромное облегчение, когда почувствовал, как его что было силы тряхнуло — парашют наконец раскрылся.
Натяжение строп было достаточно сильным, чтобы понять — парашют раскрылся полностью. Обрадовало Рэнкина и то, что, хотя запас кислорода закончился, воздух стал уже не таким разряженным, и можно было дышать без маски. Несмотря на то, что в огромной туче, через которую он проходил, царила тьма, Рэнкину стало веселей: «Я безумно радовался тому, что еще жив, что спускаюсь с раскрытым парашютом, что не потерял сознания. Даже усиливавшаяся турбулентность меня не пугала. Я думал, что все уже закончилось, что тяжелые испытания позади». Однако турбулентность и ледяные градины, забарабанившие по пилоту, свидетельствовали о том, что Рэнкин только-только подбирался к центру тучи.
Прошло уже десять минут после катапультирования — к этому моменту Рэнкин должен был бы достичь земли, однако жесточайшие порывы ветра, пронизывавшие центральную часть тучи, замедляли спуск. Вскоре турбулентность ощутимо возросла. Посреди сумрачной толщи Рэнкину не за что было зацепиться взглядом, однако он чувствовал, что не падает, а стремительно поднимается вверх вместе с мощными порывами ветра, следовавшими один за другим и все набиравшими силу. Тогда-то он и испытал на себе невероятную мощь грозовой тучи.
«Все случилось совершенно неожиданно. Меня, как приливом, захлестнуло яростным потоком воздуха, по мне ударило со всей силы, в меня как будто пальнули из пушки… я несся все выше и выше, казалось, стремительный поток воздуха никогда не иссякнет». Но Рэнкин был не единственным, кого мотало вверх-вниз. В темноте вокруг него сотни тысяч градин страдали от той же участи. Вот они падают вниз, утягивая за собой воздух, а в другую минуту их уже несет вверх, сквозь тучу, мощными конвекционными потоками.
То падая, то поднимаясь, градины обрастали замерзающей водой и увеличивались в размере, затвердевая слоями, как леденцы. Эти льдины стучали по Рэнкину, оставляя синяки. От чудовищной силы вращения Рэнкин испытывал тошноту, ему пришлось зажмуриться, так как он не в силах был видеть разворачивающуюся перед ним кошмарную картину. Правда, в какой-то момент он открыл глаза — перед ним оказался длинный черный тоннель, прорезавший тучу по центру. «То был настоящий бедлам, сотворенный природой, — вспоминал потом Рэнкин, — жуткая клетка из тьмы, в которой визжали и бесновались умалишенные… колотившие меня длинными, плоскими палками, оравшие, царапавшие, пытавшиеся раздавить меня, разорвать на части голыми руками». Потом засверкали молнии, и загремел гром.
Молнии походили на огромные синие лезвия толщиной в несколько футов; Рэнкину казалось, что они разрезают его надвое. Гулкие раскаты грома, вызываемые взрывным расширением воздуха под воздействием проходящего через него электрического разряда невероятной мощности, слышались так близко, что воспринимались скорее как физически ощутимое воздействие, нежели как шум. «Я не слышал гром, — рассказывал Рэнкин, — я его чувствовал кожей». Время от времени Рэнкину приходилось задерживать дыхание, чтобы не захлебнуться в плотных потоках ледяного дождя. Однажды он посмотрел вверх, и как раз в это самое время молния сверкнула прямо над парашютом. Освещенный купол показался измученному пилоту белым сводом громадного кафедрального собора. Видение все не исчезало, и у Рэнкина мелькнула мысль: я уже на том свете.
***
Идеальные условия для превращения кучево-дождевого облака в громадную разгневанную тучу возникают при следующих характеристиках атмосферы:
1) Должен иметься в наличии запас теплого, влажного воздуха вокруг облака. Воздух играет роль источника энергии, он питает облако, которое за счет этого растет. В центральной части движутся быстрые, до 25–70 миль в час[30], восходящие потоки; воздушное течение, рождающее эти восходящие потоки, называется притоком. Когда притекающий воздух теплый и влажный, во время образования в облаке капель воды высвобождается огромное количество теплоты. Возникающая энергия приводит к высокой подвижности воздушных масс в центре облака, усиливая восходящие потоки и вызывая рост облака.
2) Ветры, дующие в тропосфере вокруг кучево-дождевого облака, с набором высоты должны значительно усиливаться, причем в направлении движения облака, побуждая его наклоняться вперед. Что критично для периода жизни облака, поскольку его центральная башня является не просто районом мощных восходящих потоков, но и местом образования сильных осадков, к примеру, града. Когда осадки проходят через тучу, они охлаждают воздух, частично испаряясь, и увлекают его за собой. Сформированный таким образом стремительно падающий нисходящий поток может — при условии, что туча вертикальная, — поглотить живительный для тучи восходящий поток и тем самым довольно быстро убить ее. Эти нисходящие потоки достигают поверхности земли и растекаются как вода по столу, часто рождая слой низких облаков на переднем фронте. Однако когда окружающие кучево-дождевое облако ветры побуждают его наклониться, осадки выпадают немного впереди восходящего потока, сокращая его возможность уравновесить поднимающуюся сердцевину и, следовательно, остановить рост облака.
3) Атмосфера вокруг облака должна быть «неустойчивой». Это связано со степенью прохладности воздуха, увеличивающейся с высотой. Если температура окружающей атмосферы равномерно понижается вместе с увеличением высоты, влажный воздух, входящий во время притока и остывающий при подъеме, всегда бывает несколько теплее, а значит, остается подвижным. Именно это обстоятельство и вызывает рост облака. В тропосфере чем выше, тем холоднее, однако в тропических областях, где сильнее нагретая поверхность земли способствует большему понижению атмосферной температуры, все выглядит еще драматичнее. Это одна из причин частого возникновения в тропиках грозовых туч.
Верхняя часть тропосферы, выступающая в роли невидимой «крышки», останавливает рост кучево-дождевого облака, побуждая его растечься и принять вид «наковальни».
Между прочим, именно температура воздуха, меняющаяся в зависимости от высоты, придает кучево-дождевому облаку такую оригинальную форму — «наковальни». Верхняя часть тропосферы — область, где воздух перестает охлаждаться по мере набора высоты. Она называется тропопаузой, в этом слое температура воздуха остается постоянной — скажем, около -50 °C — до того, как снова начнет повышаться в нижней части стратосферы. Подобные температурные изменения действуют как термальный «потолок», останавливающий рост облаков. Кучево-дождевое облако, достигающее этого уровня, больше не может увеличиваться в высоту и растекается под «потолком».