charakterystyka chmur1

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie - Katedra Agrometeorologii Temat: Charakterystyka chmur

Chmura to widzialny wynik kondensacji lub krystalizacji pary wodnej zawartej w powietrzu w postaci zawiesiny drobnych kropelek wody, kryształków lodu lub mieszaniny jednych i drugich. Kondensacja w powietrzu odbywa się przy nasyceniu powietrza parą wodną (f=100%) i dzięki obecności tzw. jąder kondensacji lub krystalizacji, czyli cząstek higro-skopijnych o rozmiarach zwykle poniżej 1000 nm (cząstki soli morskiej, pyły pochodzenia naturalnego i antropogenicznego).

Jądra kondensacji to cząstki higroskopijne (jony* cząstki stałe lub ciekłe) o wymiarach 10 MO’⁵ cm, które występują w ilości 100-1000 w cm³. Więcej jąder kondensacji unosi się nad lądami niż nad oceanami. Najaktywniejsze są cząstki o rozmiarach 100-1000 nm.

Jądra krystalizacji mają z reguły strukturę powierzchni podobną do lodu i w znacznej części pochodzą z gruntu (np. kaolinit).

Nasycenie powietrza parą wodną następuje po ochłodzeniu go do temperatury punktu rosy, co zdarza się w następujących przypadkach:

• ochładzanie adiabatycznie podczas wznoszenia się powietrza;

• gdy nad wychłodzone podłoże napływa powietrze ciepłe i wilgotne;

• gdy następuje parowanie ze środowiska ciepłego i wilgotnego do chłodniejszego otoczenia;

• nocne wypromieniowanic ciepła z gruntu, od którego ochładza się nad ległe powietrze.

Na posterunkach meteorologicznych wykonuje się obserwacje wzrokowe chmur w godzinach 07/08, 13/14, 19/20 (06, 12, 18 UTC). Ocenia się wielkość pokrycia nieba chmurami. postać chmury (jej wygląd) oraz (czasem) wysokość względną podstawy chmury. Pokrycie nieba chmurami ocenia się w skali 0-8. Niebo bezchmurne - 0, niebo całkowicie zachmurzone - 8. Do obserwacji chmur w większej skali stosuje się obrazy satelitarne w świetle widzialnym lub innych zakresach (np. w podczerwieni) oraz radary.

Większość chmur powstaje w wyniku adiabatycznego ochładzania podczas ruchu powietrza do góry, dzięki czemu następuje nasycenie parą wodną i jej kondensacja. Wyróżnia się następujące procesy chmurotwórczc:

• konwekcja i turbulencja termiczna - obserwowana podczas ogrzewania się powietrza przy gruncie (najsilniej w lecic). Powstają silne prądy wznoszące i tworzą się chmury kłę-biastc (Cu, Cb). Wyróżnią się też turbulencję mechaniczną, gdy przy mieszaniu się warstw powietrza nasyca się ono parą wodną i powyżej poziomu kondensacji powstają chmury (Sc); najczęściej powstają one w chłodnej porze roku pod warstwą inwersyjną;

• ruchy wślizgowc - związane z frontami atmosferycznymi podczas przemieszczania się układu niskiego ciśnienia. Chmury wślizgowe cechują się powolnym ruchem wstępującym po powierzchni frontowej i dużym zasięgiem poziomym. Przy łagodnym nasuwaniu się powietrza ciepłego na chłodne (front ciepły) albo bardziej dynamicznym wypychaniu powietrza ciepłego przez chłodne (front chłodny) powstają chmury (Ci, Cs, As, Ns);

• ruchy falowe - są wynikiem kondensacji pary wodnej na zafalowanej granicy dwóch mas powietrza położonych jedna nad drugą (różniących się temperaturą i wilgotnością), np. na granicy inwersji temperatury. Mogą powstawać tuż za barierą górską w' wyniku kontynuacji zjawisk powodujących tworzenie się chmur orograficznych (Cc, Ac, Sc);

• orograficzne ruchy wstępujące - powietrze napotykając pasmo gór wznosi się, a więc ochładza się adiabatyczne, nasyca parą wodną i powstają chmury (głównie St i Cu). Chmury powstałe po zawietrznej stronie gór i robiące wrażenie nieruchomych, to chmury soczewkowate Ac i Sc (tzw. Ienticularis);

• chmury z. wyproniieniowania - to cienkie chmury warstwowe powstałe wskutek nocnego wypromieniowania ciepła z górnej granicy warstwy silnie zapylonego powietrza (St).

Chmury z rodziny wysokich (Ci, Cc) mogą powstawać w czystym powietrzu, wolnym od produktów kondensacji pary wodnej, np. z przekształcania się chmur Ci, Cs, Ac.

W zależności od wysokości występowania chmury dzieli się na rodziny, nazywane również piętrami: wysokie, średnie, niskie i o budowie pionowej. Wysokości pięter rosną od biegunów do równika, ze względu na wzrost miąższości troposfery i intensywności procesów dynamicznych. W obrębie rodzin stosuje się podział bardziej szczegółowy, na rodzaje (10), gatunki i odmiany. Podziału na gatunki i odmiany nic omówiono w opracowaniu.

Chmury mogą być zbudowane wyłącznie z kryształków lodu (wysokie - chmury lodowe), wyłącznie z kropelek wody (chmury wodne) albo z kryształków lodu i kropelek wody (chmury mieszane, dające najwięcej opadów atmosferycznych).

Największe prawdopodobieństw'© wystąpienia opadu (ponad 50%) istnieje przy chmurach Ns, mniejsze (11-14%), gdy obserwuje się chmury As, Sc, St. Najwięcej rodzajów opadu (deszcz, śnieg, krupy śnieżne, ziarna lodowe, grad) może padać z chmur Cb (z tej chmury notuje się najwyższe sumy opadów, głównie w lecie).

Nazwy 10 rodzajów chmur, zgodnie z zaleceniami WMO, oparto na charakterystycznych postaciach chmur, dlatego powtarzają się w nich wspólne człony, które oznaczają: cirrus -dosłownie: pukiel włosów; altus - wysoki; cumulus - stos; nimbus - chmura opadowa; stratus

- w'arstwa.