Л. Тарасов

Як і тумани, хмари виникають в результаті конденсації водяної пари в рідкий та твердий стан. Конденсація відбувається або внаслідок збільшення абсолютної вологості повітря, або внаслідок зниження температури повітря. На практиці в освіті хмар беруть участь обидва фактори.

Формування хмар у результаті конвекції.

Формування хмар над теплим атмосферним фронтом.

Формування хмар над холодним атмосферним фронтом.

Зниження температури повітря обумовлено, по-перше, підйомом (висхідним рухом) повітряних мас і, по-друге, адвекцією повітряних мас - їх переміщенням у горизонтальному напрямку, завдяки чому тепле повітря може виявитися над холодною земною поверхнею.

Обмежимося обговоренням утворення хмар, викликаного зниженням температури повітря при висхідному русі. Очевидно, що такий процес суттєво відрізняється від утворення туману – адже туман практично не піднімається нагору, він залишається безпосередньо біля земної поверхні.

Що змушує повітря підніматися нагору? Зазначимо чотири причини висхідного руху повітряних мас. Перша причина – конвекція повітря в атмосфері. У спекотний день сонячні промені сильно прогрівають земну поверхню, вона передає тепло приземним масам повітря - і починається їхнє піднесення. Купові та купчасто-дощові хмари мають найчастіше саме конвективне походження.

Процес утворення хмари починається з того, що деяка повітряна маса піднімається нагору. У міру підйому відбуватиметься розширення повітря. Це розширення можна вважати адіабатним, так як повітря піднімається відносно швидко, і тому при досить великому його обсязі (а в освіті хмари бере участь дійсно великий обсяг повітря) теплообмін між повітрям, що піднімається і довкіллямпросто не встигає статися під час підйому. При адіабатному розширенні повітря, не одержуючи теплоти ззовні, здійснює роботу лише рахунок своєї внутрішньої енергії, та був охолоджується. Отже, повітря, що піднімається вгору, буде охолоджуватися.

Коли початкова температура Т 0 повітря, що піднімається, знизиться до точки роси Т р, відповідної пружності міститься в ньому пари, стане можливим процес конденсації цієї пари. За наявності в атмосфері ядер конденсації (а вони практично завжди присутні), цей процес дійсно починається. Висота Н, на якій починається конденсація пари, визначає нижню межу хмари, що формується. Її називають рівнем конденсації. У метеорології застосовують наближену формулу для висоти Н (так звану формулу Ферреля):

Н = 120(Т 0 -Т р),

де Н вимірюється за метри.

Повітря, що продовжує надходити знизу, перетинає рівень конденсації, і процес конденсації пари відбувається вже вище цього рівня - хмара починає розвиватися у висоту. Вертикальний розвиток хмари припиниться тоді, коли повітря, охолонувши, перестане підніматися. У цьому сформується нечітко виражена верхня межа хмари. Її називають рівнем вільної конвекції. Він розташовується трохи вище рівня, на якому температура повітря, що піднімається стає рівною температурі навколишнього повітря.

Друга причина підйому повітряних мас зумовлена ​​рельєфом місцевості. Вітер, що дме вздовж земної поверхні, може зустріти на своєму шляху гори або інші природні піднесення. Подолаючи їх, повітряні маси змушені підніматися нагору. що утворюються в даному випадкухмари називають хмарами орографічного походження (від грецького слова oros, що означає "гора"). Зрозуміло, що такі хмари не набувають суттєвого розвитку у висоту (вона обмежена висотою піднесеного повітрям піднесення); у цьому випадку виникають шаруваті та шарувато-дощові хмари.

Третя причина підйому повітряних мас - виникнення теплих та холодних атмосферних фронтів. Освіта хмари відбувається особливо інтенсивно над теплим фронтом - коли тепла повітряна маса, насуваючись на холодну масу повітря, змушена ковзати вгору по клину холодного повітря, що відступає. Фронтальна поверхня (поверхня холодного клину) дуже полога - тангенс кута її нахилу до горизонтальної поверхні становить лише 0,005-0,01. Тому висхідний рух теплого повітря мало відрізняється від горизонтального руху; як наслідок, хмарність, що виникає над холодним клином, слабо розвивається у висоту, але має значну горизонтальну протяжність. Такі хмари називають хмарами висхідного ковзання. У нижньому та середньому ярусах це шарувато-дощові та високошарові хмари, а у верхньому ярусі – перисто-шарові та перисті (зрозуміло, що хмари верхнього ярусу утворюються вже далеко за лінією атмосферного фронту). Горизонтальна довжина хмар висхідного ковзання може вимірюватися сотнями кілометрів.

Утворення хмар відбувається також і над холодним атмосферним фронтом - коли холодна повітряна маса, що настає, рухається під масу теплого повітря і тим самим піднімає її. У цьому випадку поряд з хмарами висхідного ковзання можуть виникати також купові хмари.

Четверта причина підйому повітряних мас – циклони. Повітряні маси, що рухаються вздовж поверхні землі, закручуються до центру депресії в циклоні. Нагромаджуючись там, вони створюють перепад тиску по вертикалі і прямують нагору. Інтенсивний підйом повітря аж до межі тропосфери призводить до потужної хмари-освіти - виникають хмари циклонічного походження. Це можуть бути шарувато-дощові, високошарові, купово-дощові хмари. Зі всіх таких хмар випадають опади, створюючи дощову погоду, характерну для циклону.

За книгою Л. В. Тарасова «Вітри та грози в атмосфері Землі». - Довгопрудний:ВД «Інтелект», 2011.
Інформація про книги видавничого дому «Інтелект» - на сайті

Хмари літають небом, високо над нашими головами. Вони часто приковують до себе погляди дорослих та дітей. Немає нічого дивного в тому, що у вас може виникнути безліч питань про те, як з'являються хмари, з чого вони складаються, як ширяють в небі, які бувають і т.д. У цій статті ви отримаєте відповіді на всі ці запитання та зможете задовольнити свою цікавість.

З чого складаються хмари?

Хмари складаються з безлічі крихітних крапельок води або кристаликів льоду, що ширяють у небі на різних висотах.

Як формуються хмари?

Оскільки Сонце нагріває воду, вона перетворюється на газ, званий водяною парою. Цей процес називається випаровуванням. Коли водяна пара піднімається до неба, вона охолоджується. Чим вище, тим прохолодніше повітря. Зрештою, пара стає досить прохолодною і конденсується в крапельки води, утворюючи хмари, які ми спостерігаємо на небі.

Як хмари ширяють по небу?

Хмари легші, ніж навколишнє повітря. Це означає, що вони можуть буквально пливти небом. При цьому потоки повітря здатні збільшувати їхню швидкість.

Коли хмари накопичують багато вологи і стають важкими, починається дощ, град чи сніг.

Де зустрічаються хмари?

Схема основних верств атмосфери Землі

Усі основні типи хмар ширяють у тропосфері; це найнижча частина, найбільш близька до Землі. Над тропосферою знаходиться стратосфера, а вище – мезосфера, термосфера та екзосфера.

Чому різні хмари?

Існує 10 основних видів хмар:

Купові хмари

Вони виглядають як пухнасті кульки з вати. Як правило, купові хмари зустрічаються у спокійні ясні дні та вказують на гарну погоду. Проте за певних умов можуть стати грозовими.

Шаруваті хмари

Це плоскі, сірі, безликі шари, які часто знаходяться близько до Землі, приховуючи хмари вище. Іноді вони можуть спричинити легкий дощ. Туман - це просто шарувата хмара, яка опустилася до рівня поверхні землі. І коли ви йдете у туманну погоду, ви фактично проходите через хмари.

Шарува-купчасті хмари

Шаруваті хмари можуть розпадатися, утворюючи купові хмари. Або кілька купових хмар здатні з'єднуватися разом, утворюючи шари. Відстань між ними характеризує цей тип, як шарувато-купчасті хмари.

Високошарові хмари

Високошарові хмари знаходяться в середині тропосфери. Вони зазвичай тонші і легші, ніж шаруваті. Якщо уважно подивитися на небо, крізь таку хмару можна побачити сонячне проміння.

Високо-купчасті хмари

Подібно до високошарових, висококупні хмари знаходяться в середині тропосфери. Однак є різниця, висококупні хмари значно менші за купчасті і складаються як з кристалів льоду, так і крапельок води.

Перисті хмари

Перисті хмари - це хмари самого високого рівня, що складаються з кристалів льоду. Це тонкі хмари, які виглядають як хвіст коня.

Перисто-купчасті хмари

Це купові хмари на висоті перистих. Перисто-купчасті хмари складаються виключно із кристаликів льоду. Вони схожі на маленькі рибні лусочки у небі.

Перисто-шаруваті хмари

Перисто-шаруваті хмари високо в небі. Вони можуть викликати чудові оптичні феномени, такі як Гало. Сонце, як і раніше, сяє яскраво крізь ці верстви, незважаючи на те, що небо може бути повністю ними вкрите.

Шарувато-дощові хмари

Шарово-дощові хмари виробляють тривалий дощ або сніг, який може бути легким або помірним. Ці високі шаруваті хмари існують на низьких та середніх рівнях тропосфери.

Хмарно-дощові хмари

Також відомі як "королі хмар", купово-дощові хмари несуть відповідальність за дуже сильний дощ та град. Опади випадають протягом короткого проміжку часу.

Це також єдині хмари, які можуть генерувати блискавку та грім. Купово-дощові хмари дуже високі і часто поширюються на різних шарахнебо.

Як розрізнити в небі купчасті, високо-купчасті і перисто-купчасті хмари?

Розрізнити ці типи хмар можна за допомогою руки. Протягніть руку у бік хмари і стисніть пальці в кулак. Якщо хмара буде більше, ніж кулак - це купова хмара.

Якщо хмара менша, ніж кулак, відведіть убік великий палець. Коли хмара більше пальця - це висококупова, а якщо вона менша - це, швидше за все, перисто-купчаста хмара.

Чому хмари білі?

Хмари білі, тому що краплі всередині них більше, ніж частинки навколо. Це робить краплини хмар здатними розсіювати і розбивати світло на різні кольори, які потім поєднуються в білий колір.

Хмари виглядають сірими, коли стають досить щільними, щоб не пропускати сонячне світло.

Що таке конденсаційний слід від літака?

Конденсаційний слід утворюється, коли літаки проходять через холодне повітря. Викид теплого, вологого повітря із вихлопної труби літака викликає на своєму шляху хмарну стежку.

Як визначити погоду по хмарам?

Важко точно передбачити погоду за допомогою хмар, проте за деякими ознаками це можна зробити! Якщо хмари високі, темні та покривають все небо, дощ буде тривалим. У випадку, коли більша частинанебо блакитне, очікується невеликий дощ.

Якщо купові хмари стають все вищими і вищими, ви можете спостерігати різкі зливи ввечері або навіть грім і блискавку. Однак це часто відбувається у спекотні та вологі дні.

Метео. Хмари у вигляді густих білих клубів. Словник багатьох виразів

Купові хмари- (cumulus) Cumulus, хмарна освіта, що складається з округлих форм, що громіздляться одна на одну. Країни світу. Словник

Високо купові хмари, фотографія U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration Високо купові хмари (лат. … Вікіпедія

- (Лат. Stratocumulus, Sc) великі сірі гряди пластин або х … Вікіпедія

- (лат. Cirrocumulus, Cc) тонкі хмари, що складаються з дрібних хвиль, пластівців або брижів… Вікіпедія

шарувато-купчасті хмари- Хмари нижнього ярусу (символ: Sc), переважно шаруваті у вигляді сірих або білих шарів і гряд, що лежать проти вітру, іноді з них випадають слабкі опади у вигляді дощу, снігу чи мряки. Словник з географії

перисто-купчасті хмари- Шари або гряди тонких білих хмар верхньої тропосфери (вище 6000 м) без тіней, що складаються з дрібних елементів, що мають вигляд пластівців або брижів (символ: Cc) … Словник з географії

Високо купові хмари- (altocumulus) Altocumulus, хмари середніх шарів тропосфери, що представляють округлі маси у вигляді шарів і гряд і складаються з найдрібніших крапель і кристалів льоду. Країни світу. Словник

Перисто-купчасті хмари- (Cirrocumulus),Cirrocumulus звичайна форма високих хмар, що складаються з прилеглих один до одного, невеликих округлих кучерявих хмаринок. Таку хмарність називають баранковим небом. Країни світу. Словник

Хмари, видима маса частинок води або кристалів льоду, зважених у нижніх шарах атмосфери. Хмари утворюються, коли вода, що знаходиться на поверхні Землі, перетворюється на пару в процесі випаровування. У міру підйому в атмосферу пар охолоджується і… Науково-технічний енциклопедичний словник

Книги

• Збирач чудес
• Збірник чудес, Сергєєв Леонід Анатолійович. У збірці оповідань відомого дитячого письменника Леоніда Сергєєва йдеться про звичайних хлопчаків і дівчат, про те, як вони проводять вільний час, чим захоплюються, про що мріють. У…

Хмари нижнього ярусу (символ: St) у формі світлого сірого або однорідного хмарного шару з досить однорідною основою, зазвичай не дають опадів, але іноді з них випадають дрібні частинки мряки, крижані кристали або дрібні снігові зерна. Словник з географії

Cirrostratus Перисто шаруваті хмари (лат. Cirrostratus) різновид хмар, що є тонким, білуватим покривом, іноді майже непомітні … Вікіпедія

перисто-шаруваті хмари- Один з основних типів хмар верхнього ярусу (понад 6000 м), що має вигляд білуватої напівпрозорої пелени, зазвичай волокнистої, може покривати все небо і часто викликає явище гало, що передує проходженню теплого фронту (символ: Cs). Словник з географії

Високо шаруваті хмари- (altostratus) Altostratus, хмари середніх шарів тропосфери з рівною, іноді злегка хвилястою поверхнею, що складаються з крапель і кристалів льоду. Країни світу. Словник

Перисто-шаруваті хмари- (cirrostratus), Cirrostratus тонкі і зазвичай високі білі хмарні утворення, сформовані гол. о.з крихітних кристаликів льоду; з ними бувають пов'язані явища гало... Країни світу. Словник

Хмари, видима маса частинок води або кристалів льоду, зважених у нижніх шарах атмосфери. Хмари утворюються, коли вода, що знаходиться на поверхні Землі, перетворюється на пару в процесі випаровування. У міру підйому в атмосферу пар охолоджується і… Науково-технічний енциклопедичний словник

- (Clouds) скупчення дрібних водяних крапельок, крижаних кристаликів або сніжинок, зважених у повітрі на більшій чи меншій висоті. Найдрібніші крапельки, з яких складаються хмари, виділяються при охолодженні вологого повітря, що відбувається.

Нагадують по виду розірвані купчасті хмари або розірвані шаруваті хмари, але здаються при денному освітленні, тобто в світлі, що проходить, похмуро сірими на тлі світлішого шару шарувато дощових або високошарових хмар. Вночі ж, над… … Морський словник

Цей термін має й інші значення, див. Хмара (значення). Хмари зважені в атмосфері продукти конденсації водяної пари, які видно на небі з поверхні землі. Хмари складаються з дрібних крапель води та/або кристалів льоду.

Атмосферні, скупчення в атмосфері продуктів конденсації водяної пари у вигляді великої кількості дрібних крапельок води або кристаликів льоду або тих і інших. Аналогічні скупчення безпосередньо у ... Велика Радянська Енциклопедія

Книги

• Солодке життя епохи застою, Віра Кобець. Розповіді, що увійшли до цієї книги, повертають читача в недавнє, але вже так далеко відсунуте минуле. Ліричні фрагменти та смішні, з гіркуватістю, історії складаються в картину епохи,…
• Трус, Олександр Купрін. «Шабаш щойно закінчився, але у винному льоху Айзіка Рубінштейна було вже так тісно, ​​що запізнілі відвідувачі не знаходили, де сісти, і пили, стоячи біля чужих столиків. Крізь туман.

Привіт друзі!Хмари, білогриві конячки... Ой, про що я🙂Взагалі, хочу розповісти про те, як утворюються хмари, де утворюються і які цьому причини, а ще які є види хмар.

Маси переносної водяної пари повітрям – це хмари. Будь-якої миті часу близько 50% земної поверхні закривають хмари. Хмари також є частиною процесу, який забезпечує прісною водою все живе на .

Коли пара піднімається - вона охолоджується і знову переходить у твердий (лід) або рідкий (вода) стан, утворюючи хмари (невидимі маси). У вигляді , які забирає струмками і річками на Землю повертається волога, і цикл повторюється.

Як утворюються хмари?

З льоду та (або) води складаються хмари. Повсюдно присутня водяна пара, яка випаровується з океанів і морів. "Абсолютну вологість" повітря визначає кількість пари в даному обсязі повітря. Чим вище температура, тим більше водяної пари може утримуватися у повітрі.

Якщо в повітрі міститься максимально можлива для цієї температури кількість водяної пари, вона вважається «насиченою», а її «відносна вологість» дорівнює 100%. "Точка роси" - це відповідна температура.Процес переходу водяної пари в твердий або рідкий стан, що має місце, коли повітря, що містить пару остигає і стає насиченим, називається конденсацією.

Охолодження повітря.

В результаті підйому повітря може охолодитися, наприклад, коли протікає через пагорби. Він при цьому, використовуючи частину свого тепла, розширюється через падіння тиску («адіабатичне розширення»). Хмари утворюються, коли в крапельки води конденсується надлишок водяної пари, при падінні температури до певної позначки.

Основні причини підйому повітря, що призводять до його охолодження, утворення хмар та конденсації: перша – викликана різкою зміною швидкості та напрямки вітру та створює всі необхідні умови для хмароутворення турбулентність.

Друга – при проходженні над горами та пагорбами «орфографічне піднесення» повітря.У цьому випадку можуть утворитися різних видівхмари: хмарна шапка, гірський туман, вихрові, прапороподібні та сочевицеподібні хмари.

Коли до точки роси охолоджується вологе повітря, не досягнувши вершини, утворюється гірський туман. Все сприймається як те, що потрапило в таку хмару і чіпляється за вершину та навітряну сторону.

При досить сухому повітрі, що охолоджується після підйому вище вершини гори до точки роси, утворюється хмарна шапка. Складається таке враження, що хмара нерухомо висить над вершиною гори, навіть попри вітер. Це не та сама хмара, строго кажучи, вона формується постійно з навітряного боку і випаровується підвітряною.

Подібні до вимпелів, флагоподібні хмари утворюються над гірськими піками, коли повітря змушене обтікати пік з обох боків, створюючи турбулентну підйомну силу, якої достатньо щоб у вологих потоках повітря утворилася хмара і вихори з підвітряного боку гори.

Хмара, що виникла позаду піку, струмує за вітром і зрештою випаровується. На гребенях хвилеподібних повітряних потоків, що проходять над пересіченою місцевістю, часто формуються хвилясті лінзоподібні хмари.

Вихрова хмара у формі витягнутого циліндра може сформуватися, розташовуючись паралельно гірському хребту з підвітряної його сторони в турбулентному вихорі.

Конвергенція.

Усередині великих погодних систем - «циклонів» (областей низького тиску) теж може відбуватися підйом повітряних мас.

Коли, борючись за вільний простір, теплі вологі маси «конвергують» (сходяться) з холодними повітряними масами – формуються великі гряди хмар. Вгору витісняє легше і тепліше повітря - щільніше і холодніше. Часто такий «фронт» приносить затяжні дощі та рясні опади.

Природою висхідного руху повітряних мас визначається форма хмар.Повільно висхідними потоками повітря (5 – 10 см/сек.) зазвичай утворюються шаруваті хмари, а теплим повітрям – купчасті, які з поверхні піднімаються мінімум у 100 разів швидше, ніж шаруваті хмари.

Вчені виявили, що в цих хмарах повітряні потоки можуть підніматися зі швидкістю до 100 км/год, а як високо вони піднімаються, багато в чому залежить від «нестійкості» або «стійкості» повітря, через яке вони проходять.

Повітря охолоджується у хмарі на 1°С під час підйому кожні 100 м. «Стійкі» умови – це коли з великою швидкістю падає температура навколишнього повітря, а цей потік у своїй продовжує підніматися.

«Нестійкі умови»це коли навколишнє повітря охолоджується повільніше, а висхідні потоки незабаром досягають тієї ж температури і припиняється.

Класифікація хмар.

Хмари під впливом багатьох процесів, задіяних у тому освіті, бувають різної форми, кольорів і розмірів. Давні вчені за довго до того, як стали розуміти причини формування хмар, намагалися класифікувати та описати їхню різноманітність.

Жан Батист Ламарк (1744 – 1829) французький родоначальник теорії еволюції, а як і натураліст – був у тому числі однією з перших.

Він запропонував класифікувати хмари за п'ятьма типами та трьома ярусами в 1802 році. Ламарк вважав, що хмари утворюються внаслідок низки обставин (хоч і не знав саме якихось), а не випадково.

Англійський хімік Люк Говард, у тому ж 1802 році, розробив класифікацію, яка включала три головні типи хмар, а також дав їм латинські назви: Stratus – шаруваті, Cirrus – перисті та Cumulus – купчасті.

І сьогодні використовуються також ці основні терміни. Перший «міжнародний атлас хмар» було опубліковано 1896 року. У той час хмари ще вважалися постійними масами, що не розвивалися. Але про те, що кожна хмара має свій життєвий цикл, стало ясно до 1930-х років.

Сьогодні Всесвітня метеорологічна організація (ВМО) розрізняє 10 основних типів хмар відповідно до їхньої форми та висоти. Кожен тип має загальноприйняте скорочене позначення.

Парять у висоті.

До хмар верхнього ярусу відносяться перисто-шаруваті (Cs), перисто-купчасті (Cc) і перисті (Ci). Вони складаються з кристалів льоду, що зустрічаються на висоті від 6 до 18 км, і не є джерелом опадів, що випадають на Землю.

Форму окремих тонкого білого волосся мають перисті хмари. Хвилясті пластини або білі клапті, нагадують перисто-купчасті хмари. А на кинуту на небо прозору вуаль, схожі перисто-шаруваті хмари.

Хмари середнього ярусу - Високошарові (As) і висококупчасті (Ac) - складаються з суміші кристалів льоду і крапель води, і знаходяться на висоті 3 - 6 км. Як біло-сірі розірвані пластини – виглядають висококупні хмари, а як сіро-блакитні цільні полотна – високошарові. Дуже мало опадів випадає із хмар середнього ярусу.

Хмари нижнього ярусу (заввишки до 3 км) включають шарувато-купчасті (Cs), купчасті (Cu), шарувато-дощові (Ns), шаруваті (St) та купчасто-дощові (Cb). Купчасті, шарувато-купчасті та шаруваті складаються з крапельок, а шарувато-дощові та купово-дощові – із суміші льоду та води.

На сіре полотно схожі шаруваті і шарувато-купчасті хмари, але перші є однорідним шаром, а другі більш фрагментарними. Вони можуть пролитися мряким або легким дощем. Як темно-сірий пласт виглядають шарувато-дощові хмари, вони несуть чи сніг облоги.

Чіткі обриси і щільну структуру мають купчасті хмари, що вертикально знімаються. Вони можуть супроводжуватися зливами. Купово-дощові – це темні, великі та щільні хмари (іноді з плоскою, як ковадло, вершиною), що асоціюються з грозами та сильним дощем.

Тепер, глянувши на небо, можна зрозуміти, що там за хмари і якої погоди слід очікувати.