Chmury- powstawanie, podział i występowanie

I. Wstęp


Chmury są to zawiesiny mikroskopijnych cząstek cieczy (głównie wody) lub ciał stałych (lodu) w atmosferze. Powstają w wyniku kondensacji pary wodnej czyli przejściu znajdującej się w powietrzu pary wodnej ze stanu gazowego w ciekły lub resublimacji tj. przejściu pary wodnej w stan stały skupienia (lód). Inaczej mówiąc ciepłe powietrze unosi się do góry jednocześnie ulegając ochłodzeniu, aż do momentu osiągnięcia takiego stopnia nasycenia parą wodną (temperatura punktu rosy), w którym nadmiar pary przekształca się w krople wody. Co się dalej stanie zależy od wilgotności względnej czyli ilości wody zawartej w powietrzu w porównaniu do ilości wody jaką powietrze jest w stanie przy aktualnej temperaturze utrzymać. Powstający wówczas obłok w przypadku zmniejszania się wilgotności względnej wyparowuje, natomiast w sytuacji odwrotnej może dojść do wystąpienia opadów atmosferycznych.

II. Podział chmur:



Chmury wysokie Cirrus Pierzaste
Cirrocumulus Kłębiasto-pierzaste
Cirrostratus Warstwowo-pierzaste

Chmury średnie Altocumulus Średnie kłębiaste
Altostratus Średnie warstwowe

Chmury niskie Stratocumulus Kłębiasto-warstwowe
Stratus Niskie warstwowe
Nimbostratus Warstwowe deszczowe

Chmury pionowe Cumulus Kłębiaste
Cumulonibus Kłębiaste deszczowe


III. Chmury wysokie

Od 5 do 13 km od powierzchni ziemi:
Chmury pierzaste występują na dużych wysokościach w najniższych temperaturach. Składają się z bardzo drobnych rzadko rozrzuconych igiełek lodu, mających włóknisty wygląd i delikatny jedwabisty połysk. Są białe, na wpół przezroczyste, mało zasłaniające światło słoneczne. Powstają dzięki silnym zachodnim wiatrom w wyższych warstwach atmosfery. Pojawienie się na niebie chmur pierzastych najczęściej zwiastuje zmianę pogody. Jeżeli obserwujemy na niebie chmury piętra wysokiego przemieszczające się z zachodu na wschód i możemy ten ruch określić bez trudności, oznacza to zbliżanie się układu niżowego. W najbliższym czasie zachmurzy się, wzmoże się wiatr, a na koniec pojawią się opady deszczu lub śniegu. Podobnie zmianę pogody na pochmurną i dżdżystą należy przewidywać gdy kierunek przemieszczania się chmur kłębiasto-pierzastych jest inny niż kierunku wiatru przy Ziemi. Jedynie wtedy, gdy chmury podobne do strzępków rozdartego puchu są nieruchome, zwiastują trwałość dotychczasowej pogody.

Cirrus – pierzaste:

Chmury w kształcie oddzielnych białych i delikatnych włókien bądź białych lub przeważnie białych ławic czy też wąskich pasm. Chmury te mają włóknisty wygląd lub jedwabisty połysk, albo obie te cechy jednocześnie. Dostatecznie wzniesione nad horyzontem są bielsze niż jakiekolwiek inne chmury znajdujące się w tej samej części nieba. Może być obserwowane zjawisko halo, jednakże, wskutek małych rozmiarów chmur Cirrus, pierścienie halo prawie nigdy nie ukazują się w kształcie pełnych kręgów.



Cirrocumulus - kłębiasto-pierzaste:

Chmury Cirrocumulus wyglądają, jak cienka, biała ławica; płat wykazujący często jeden albo dwa kierunki sfalowania lub warstwa chmur bez cieni, złożona z bardzo małych członów w kształcie ziaren, zmarszczek itp. połączonych lub oddzielonych od siebie i ułożonych mniej lub bardziej regularnie. Zawsze są na tyle przejrzyste, że pozwalają określić położenie Słońca lub Księżyca. Na chmurach tego rodzaju występuje niekiedy zjawisko wieńców lub iryzacji.



Cirrostratus - warstwowo-pierzaste:

Chmury Cirrostratus, to przejrzysta biała zasłona z chmur o włóknistym lub gładkim wyglądzie, pokrywająca niebo całkowicie lub częściowo. Nigdy nie są dość gęste by przeszkodzić w rzucaniu cieni przez przedmioty znajdujące się na ziemi, z wyjątkiem gdy Słońce jest nisko nad horyzontem. Zjawiska halo są często obserwowane w przypadku cienkich chmur Cirrostratus, niekiedy tak cienkich, że halo jest jedyną oznaką ich obecności. Najczęściej powstają wskutek powolnego wznoszenia się rozległych warstw powietrza do dostatecznie dużych wysokości.



IV. Chmury średnie

Od 2 do 7 km od powierzchni ziemi:
Chmury piętra średniego najczęściej składają się z kropelek wody. Jedynie grube warstwy chmur średnich warstwowych mają budowę mieszaną - składają się z kropelek wody i kryształków lodu. Mogą one przybierać wygląd ławic złożonych z płatów, zaokrąglonych brył lub walców często ułożonych szeregami, koloru białego lub szarego. Czasami przypominają swoim wyglądem soczewki, lub szereg wieżyczek wystających ze wspólnej podstawy. Mogą zakrywać część lub całe niebo. Jeśli warstwa chmur jest dość cienka to możemy przez nią obserwować tarczę Słońca lub Księżyca. Ciała niebieskie będą wyglądały przez tę chmurę jak rozmazana plama. Z tych chmur może czasami padać słaby deszcz lub śnieg. Jeśli w letni poranek zobaczymy chmurę przypominającą baszty i wieżyczki, to możemy spodziewać się wystąpienia po południu burzy. Chmurom średnim kłębiastym często towarzyszą wieńce, glorie (w górach) i iryzacja.

Altocumulus - średnie kłębiaste:

Chmury Altocumulus występują najczęściej w postaci rozległych płatów, składających się z połączonych lub oddzielonych od siebie członów, uporządkowanych dość regularnie. Białe lub szare bądź częściowo białe, częściowo szare ławice lub warstwy chmur, wykazujące na ogół cienie. Złożone z płatów, zaokrąglonych brył, itp., połączonych ze sobą lub oddzielonych od siebie, niekiedy o wyglądzie częściowo włóknistym lub rozmytym. Czasami występują jako skręcone fale. W przypadku tych chmur obserwuje się często glorie, wieńce lub iryzację. Kryształki, które padają z chmur Altocumulus, mogą powodować zjawiska halo w postaci słońc pobocznych (słońca pozorne) lub słupów świetlnych.


Altostratus - średnie warstwowe:

Chmury Altostratus występują, jako płaty lub warstwy chmur szarawych bądź niebieskich, o wyglądzie prążkowanym, włóknistym lub jednolitym, pokrywające niebo całkowicie lub częściowo i miejscami tak cienkie, że Słońce jest widoczne najwyżej, jak przez matowe szkło. Altostratus występuje prawie zawsze pod postacią warstwy o dużej rozciągłości poziomej i względnie dużej rozciągłości pionowej. Może ona składać się z dwóch lub więcej warstw ułożonych jedna nad drugą na nieco różnych poziomach. W pewnych przypadkach wyraźnie widać sfalowanie lub szerokie równoległe pasma. Gdy chmura Altostratus daje opady, mają one zwykle charakter ciągły i występują w postaci deszczu, śniegu lub gradu. Altostratusy nie powodują występowania zjawisk halo.

V. Chmury niskie

Od 0 do 2 km od powierzchni ziemi:
Chmury niskie zwykle złożone są z kropelek wody. Ich wygląd różni się w zależności od rodzaju chmury.
- chmury warstwowe znajdują się najbliżej powierzchni Ziemi. Ich wysokość może wynosić kilkadziesiąt metrów i w miastach zasłaniają wtedy szczyty wieżowców. Najczęściej jest to jednolita szara warstwa z której może padać mżawka. Czasami mają one postać postrzępionych ławic. Jeśli nad tymi chmurami niebo jest bezchmurne, przeświecająca przez nie tarcza słoneczna ma wyraźne ostre kontury.
- chmury kłębiasto-warstwowe mają wygląd szarych lub białawych płatów, zaokrąglonych brył lub walców, czasami ułożonych w regularnych szeregach. Prawie zawsze niektóre części chmury mają ciemniejsze zabarwienie. Poszczególne elementy tworzą ławice lub jednolite warstwy.
Chmury kłębiaste u wyraźnie zarysowanej poziomej podstawy są ciemne. Oświetlone przez Słońce wierzchołki tych chmur są lśniąco białe. Najczęściej mają one wygląd pagórków kopuł lub wież. Górna część tych chmur często przypomina kalafior. Latem warto dokładnie obserwować chmury kłębiaste. Na podstawie ich rozwoju można wyciągnąć wnioski jaka pogoda będzie za parę godzin. Z chmur tych nie pada deszcz lecz jedynie słaba mżawka lub bardzo drobny śnieg.

Stratocumulus - kłębiasto warstwowe:

Chmury Stratocumulus, to szare lub białe, bądź częściowo szare, częściowo białe ławice, płaty lub warstwa chmur, posiadająca prawie zawsze ciemne części, złożona z zaokrąglonych brył, walców itp., połączonych ze sobą lub oddzielonych od siebie i nie posiadających wyglądu włóknistego. Stopień przenikania światła przez chmury Stratocumulus zmienia się w szerokich granicach. Nieprzeświecające warstwy posiadają często dolną powierzchnię pełną nierówności tworzących niejako płaskorzeźbę. Opady pochodzące z tych chmur posiadają zawsze słabe natężenie. Gdy chmura Stratocumulus nie jest gruba, obserwuje się niekiedy na niej wieniec lub iryzację.


Stratus – warstwowe:

Chmury Stratus najczęściej występują jako mgliste, szare i prawie jednostajne warstwy, posiadające często tak niską dolną podstawę, że zasłaniają wierzchołki niskich wzgórz lub wysokich budowli. Czasami są tak cienkie, że zarysy Słońca lub Księżyca mogą być wyraźnie widoczne. W pewnych przypadkach mają ciemny lub nawet groźny wygląd. Dolna powierzchnia chmury Stratus jest zwykle dobrze zaznaczona i może być sfalowana. Występuje także w postaci fragmentów o zmieniających się wymiarach i jasności, mniej lub bardziej połączonych ze sobą, lub też w postaci strzępów. Jeśli chmura Stratus jest bardzo cienka, to powoduje występowanie wieńca dookoła Słońca lub Księżyca, a wyjątkowo przy bardzo niskich temperaturach może powodować halo. Opady z chmur Stratus, sięgają ziemi, mają postać mżawki, słupków lodowych lub śniegu ziarnistego.

Nimbostratus - warstwowe deszczowe:

Chmury Nimbostratus, to szara warstwa chmur, często ciemna, o wyglądzie rozmytym wskutek mniej lub bardziej ciągłego opadu deszczu lub śniegu. Chmura ta jest wszędzie tak gruba, że całkowicie przesłania Słońce. Dolna powierzchnia chmury Nimbostratus często jest częściowo lub całkowicie zasłonięta przez niskie postrzępione chmury (pannus), które tworzą się poniżej jej podstawy lub u podstawy i szybko zmieniają kształty.

VI. Chmury pionowe (konwekcyjne)

Od 0 do 12 km od powierzchni ziemi:
Różnice w budowie i zewnętrznym wyglądzie tych chmur są uwarunkowane różnicami w warunkach ich powstawania. W chłodnych masach powietrza, poruszających się nad powierzchnią cieplną, chmury pionowe tworzą się zarówno nad lądem, jak i nad morzem. Nad lądem w lecie rozwijają się one również w lokalnych masach powietrza ponad mocno ogrzewaną w dzień powierzchnią gruntu. W takich przypadkach tworzenie się chmur ma szczególnie wyraźny przebieg dobowy: chmury osiągają największy rozwój w godzinach popołudniowych (często z burzami, niekiedy z gradem) i zanikają w nocy. Chmury kłębiaste deszczowe mogą w pojedynczych przypadkach osiągnąć wysokość 13 km i przenikać do stratosfery. Poprzeczne wymiary chmur kłębiastych deszczowych dochodzą do 15-20 km, przy czym chmury składają się z oddzielnych komórek, których istnienie jest bardzo krótko trwałe, ok. 20-30 minut.
W zimie nad lądem, pokrytym śniegiem, chmury konwekcyjne obserwuje się rzadko lub nie występują wcale; rozwój ich w chłodnych masach powietrza rozpoczyna się na wiosnę, po zniknięciu pokrywy śnieżnej.

Cumulus – kłębiaste:

Chmury Cumulus, to oddzielne, na ogół gęste chmury o ostrych zarysach, rozwijające się w kierunku pionowym w kształcie pagórków, kopuł lub wież, których górna część przypomina często kalafior. Oświetlone przez Słońce części tych chmur są przeważnie lśniąco białe, a ich podstawa jest stosunkowo ciemna i prawie pozioma. Cumulusy zazwyczaj o umiarkowanym pionowym rozwoju, są niekiedy ustawione w szeregi prawie równoległe do kierunku wiatru i mają niekiedy bardzo postrzępione brzegi, przy czym ich zarysy ulegają ciągłym, często szybkim zmianom. Dają opady tylko przy silnym rozbudowaniu.

Cumulonibus - kłębiaste deszczowe:

Potężna, gęsta chmura o dużej pionowej rozciągłości w kształcie góry lub wielkich wież. Przynajmniej część jej wierzchołka jest zazwyczaj gładka, włóknista lub prążkowana i prawie zawsze spłaszczona. Część ta rozpościera się często w kształcie kowadła lub rozległego pióropusza. Poniżej podstawy tej chmury, często bardzo ciemnej, niejednokrotnie występują niskie postrzępione chmury połączone lub oddzielne od podstawy. W początkowym stadium rozwoju z chmur Cumulus, chmury Cumulonimbus wykazują u wierzchołków zaokrąglone wypukłości, pomimo że ich górna część traci ostrość zarysów. Później górna część całkowicie przekształca się we włóknistą lub prążkowaną bryłę, przyjmującą kształt podobny do kowadła. Podstawa tych chmur wynosi na ogół kilkaset metrów, wierzchołki najwyższych mogą osiągać wysokość 12 kilometrów. Chmura ta rozwija się bardzo szybko. Od początku jej powstawania do pierwszych kropel deszczu może upłynąć 20-30 minut. Towarzyszą im ulewne deszcze, opady gradu, wyładowania elektryczne i szkwały, a czasami wiry pyłowe i trąby.