По своему строению облака делятся на три класса.
Водяные (капельные) облака, состоящие только из капелек. Они могут существовать не только при положительных температурах, но и при температурах ниже нуля; в этом случае капельки будут находиться в переохлажденном состоянии, что в атмосферных условиях вполне обычно.
Смешанные облака, состоящие из смеси переохлажденных капелек и ледяных кристаллов при умеренных отрицательных температурах.
Ледяные (кристаллические) облака, состоящие только из ледяных кристаллов при достаточно низких температурах.
В теплое время года водяные облака образуются главным образом в нижних слоях тропосферы, смешанные — в средних слоях, ледяные — в верхних. В холодное время года при низких температурах смешанные и ледяные облака могут возникать и вблизи земной поверхности. Чисто капельное строение облака могут сохранять до температур порядка —10° (иногда и ниже).
При более низких температурах в облаке наряду с капельками встречаются и кристаллы, т. е. облако является смешанным.
Наиболее высокие облака тропосферы, наблюдающиеся при температурах порядка -30 — -50°, имеют, как правило, чисто кристаллическое строение.
Размеры облачных капель варьируют в широких пределах, от долей микрона до сотен микронов. В зависимости от условий образования и от стадии развития облако может состоять из капелек как сравнительно однородных, так и весьма различных по размерам. Путем конденсации радиус облачных капелек может увеличиваться примерно до 20 mk. Однако при таянии кристаллов и при взаимном слиянии капелек в облаках могут получаться капли радиусом до 100—200 mk. При таких размерах капли начинают выпадать из облака в виде мороси или дождя. Радиус капель дождя может достигать и тысяч микронов, т. е. нескольких миллиметров.
Кристаллы в облаках также разнообразны по форме и размерам. Замерзание капелек при низких температурах дает так называемые полные кристаллы — ледяные шестиугольные (гексагональные) пластинки или призмы диаметром 10—20 mk. При дальнейшей сублимации (кристаллизации) они будут расти и могут получать на углах разветвления (лучи); на этих разветвлениях образуются новые, и кристаллы превращаются в шестилучевые звезды (снежинки) или иного вида кристаллы сложной и разнообразной структуры. Величина их может достигать нескольких миллиметров в диаметре.
Количество капелек в единице объема облачного воздуха сравнительно невелико: от сотен на кубический сантиметр в нижней тропосфере до единиц на кубический сантиметр в высоких слоях тропосферы. Содержание кристаллов в облаках еще меньше — порядка 0,1 на один кубический сантиметр.
Водностью облаков называют содержание в них воды в жидком или твердом виде.
Хотя количество капелек или кристаллов в единице объема облачного воздуха значительно, элементы эти так малы, что содержание воды в жидком виде в облаках невелико. В водяных облаках на каждый кубический метр облачного воздуха приходится от 0,2 до 5 г воды. В кристаллических облаках водность значительно меньше — сотые и тысячные доли грамма на каждый кубический метр.
Это и понятно, если вспомнить, что абсолютная влажность воздуха измеряется лишь граммами на кубический метр, а в более высоких слоях, т. е. при более низких температурах, — долями грамма. При конденсации переходит в жидкое состояние не весь водяной пар, имеющийся в воздухе, а только часть его.
