Воздушные массы переносят влагу как паром, так и аэрозолями в облаках. Облака представляют собой скопления аэрозолей, то есть мельчайших капель или кристалликов льда. По пути следования облака могут испаряться и вновь возникать под воздействием изменяющейся температуры, давления и прочих условий насыщения атмосферы паром. Эта способность облачной влаги к фазовым превращениям, а значит и к высвобождению или усвоению больших количеств теплоты конденсации или парообразования, и способность самих облаков к перемещению на сотни и тысячи километров придают им свойство хорошего буферного регулятора в теплообмене земной поверхности с космическим пространством всюду, где они появляются.
Известно, что облаками бывает постоянно покрыто около 50 % всей площади внешней сферы Земли. Облака имеют альбедо приблизительно 0,52 против среднего альбедо земной поверхности 0,14. Соответственно среднее альбедо Земли будет 0,33. Поскольку облака отражают больше половины приходящей коротковолновой радиации Солнца, то принято считать, что их появление приводит к охлаждению земной поверхности, что, впрочем, летним днем человек четко ощущает и на себе.
Похоже, что и здесь недооценка фазовых превращений воздушной влаги в обеспечении атмосферы теплом часто мешает нам увидеть явления, которые могут происходить в самих облаках, освещаемых Солнцем, а именно: их собственную способность изотермически усваивать и высвобождать тепловую энергию при фазовых превращениях на пути следования вдоль широты. Досадно, что даже натурные наблюдения и эксперименты, выполненные в сложных условиях полетов на аэростатах и самолетах или при запусках ракет, часто интерпретируются исходя из представления лишь о лучистым теплообмене, в то же время сплошь и рядом игнорируются теплообменные процессы при фазовых превращениях атмосферной влаги. В результате этого при обстоятельных натурных наблюдениях за всеми возможными «задержаниями» энергии лучей в атмосфере делается вывод наподобие такого: «… значения радиационного нагревания воздуха в 2 раза превышает те значения нагревания, которые вызываются поглощением солнечной радиации водяным паром. Избыточное нагревание, вероятно, в основном обусловлено поглощением радиации атмосферной пылью».
Здесь опять недоуменное сетование – тепло в атмосфере куда-то девается, но пар здесь якобы ни при чем. Но именно влага при фазовых превращениях способна поглотить или высвободить наибольшее количество лучистого тепла. До тех пор, пока в атмосфере остается хоть какое-то количество аэрозоля, всякий подвод тепла к ней идет в первую очередь на изотермическое превращение (испарение), при котором температура атмосферы остается постоянной. Не в этом ли кроется причина заблуждений в оценках всяких задержек лучистого тепла в атмосфере?
Особо большие количества тепла атмосфера может поглощать и высвобождать в облаках, где аэрозоля оказывается так много, что она становится видимой. Перед нами научная работа само название которой – «Облако, как тепловая яма», характеризует роль облачности в теплообмене через атмосферу. При расчете радиационного теплообмена выясняется, что облако представляет собой мощный тепловой демпфер, который компенсирует половину, а при многослойной облачности и больше общего радиационного выхолаживания атмосферы. Несмотря на уменьшение количества получаемого тепла и понижение уровня температуры, земная поверхность в этом случае увеличивает теплосодержание за счет сдерживания потерь тепла облачностью. То, что мы воспринимаем телом как похолодание на самом деле оборачивается накоплением тепла в атмосфере и сохранением его земной поверхностью.