Chmury, opady
Opad atmosferyczny ? to spadanie kropli wody, igiełek lodu, płatków śniegu lub gradowin z chmury na powierzchnię terenu.
Rodzaje opadów:
? Deszcz ? opad kropli wody o średnicy powyżej 0,5 mm lub wyjątkowo mniejszej, jeśli opad pochodzi z dość wysokiej chmury.
? Śnieg ?opad płatków śniegowych, tj. zrośniętych ze sobą igiełek lodu.
? Grad ? opad bryłek lodu (gradzin, gradowin) o średnicy powyżej 0,5 cm, nierzadko dochodzących do 5 cm, połączony zazwyczaj z deszczem.
Rozkład opadów w strefach klimatycznych:
? gorąca (ok. 2000 mm)
? umiarkowana (1000 ? 500 mm)
? zimna (250 mm)
Pora sucha ? okres bezdeszczowy.
W klimacie gorącym za takie uważa się te miesiące, w których miesięcznie sumy opadów są poniżej 60 mm, w krajach umiarkowanego klimatu ? te miesiące zimowego półrocza, w których miesięczny opad jest mniejszy od 1/10 opadu w miesiącu o najobfitszych opadach, lub te miesiące półrocza letniego, w których miesięczny opad jest mniejszy od 1/3 opadu w miesiącu o najobfitszych opadach.
Pora deszczowa ? w klimacie, w którym występuje pora sucha, pozostała część roku uważana jest za porę deszczową.
Strefy klimatyczne a opad:
1.Strefa klimatów równikowych ? opady: największe przy zenitalnym położeniu słońca
2.Strefa klimatów zwrotnikowych ? opady: przeważnie lub wyłącznie letnie, w klimatach suchych sporadyczne lub zupełny brak
3.Strefa klimatów podzwrotnikowych ? opady: gównie lub wyłącznie w chłodnym półroczu, w klimatach monsunowych w letnim
4.Strefa klimatów umiarkowanych ? opady: nie są ograniczone do jednej pory roku, czy półrocza, jesienno-zimowe przeważają w klimatach wybitnie morskich i na niektórych wybrzeżach, a letnie w przejściowych, kontynentalnych i monsunowych
5.Strefa klimatów okołobiegunowych ? opady: z przewagą śnieżnych szczególnie w klimatach polarnych
Największy opad roczny: Czerrapundżi (Indie)..................................16319 mm
Średni opad roczny na: Ziemi............................................................1002 mm
Nad lądami.......................................................................................670 mm
Nad oceanami..................................................................................1139 mm
Największy średni opad: Mt. Waialeale (Hawaje).............................11980 mm
W okresie wieloletnim : Czerrapundżi (Indie).....................................11437 mm
Największy opad dobowy: Foc-Foc (Reunion)................................. 182 mm
Największy opad miesięczny: Czerrapundżi (Indie)........................... 930 mm
Najniższe opady roczne: Arica (Chile) - średnia z 59 lat.................... 0,08 mm
Death Valej (St. Zjedn. Ameryki)..................................................... 4,14 mm
Chmury
Chmura jest widzialnym zbiorem zawieszonych w atmosferze kropelek wody lub kryształków lodu, albo jednych i drugich, będocych produktem kondensacji pary wodnej zawartej w powietrzu. Średnica cząsteczek chmury jest bardzo mała i nie przekracza na ogół kilkunastu mikrometrów. Cząsteczki te opadają bardzo wolno, toteż chmura nie może utrzymywać się przez dłuższy czas w powietrzu. Zawartość wody w chmurze waha się średnio, zależnie od temperatury, od 0,2 do 5 g 1 1 m3. Chmury tworzą się głównie na skutek adiabatycznego ochładzania się powietrza podczas wznoszenia się go ku górze. Gdy temperatura wznoszącego się powietrza przekroczy punkt rosy, a zawiera ono jądra kondensacji, para wodna skrapla się i powstają chmury. Wznoszące prądy powietrza, powodujące jego oziębienie się adiabatyczne i prowadzące do tworzenia chmur, powstają przeważnie z takich przyczyn, jak:
1. ogrzewanie się powietrza skutkiem wypromieniowania energii cieplnej z powieszchni Ziemi nagrzanej przez promienie słoneczne. Zjawisko to występuje podczas silnego nasłonecznienia, przy istnieniu w atmosferze równowagi chwiejnej, wówczas strugi ogrzanego powietrza wznoszą się do góry, oziębiają się na drodze adiabatycznego rozprężania i w wyniku kondensacji powstają grube, pojedyncze chmury kłębiaste o dużej rozciągłości pionowej;
2. wtargnięcie masy chłodnego powietrza, która w sposób mechaniczny wypycha ciepłe powietrze w górę, w wyniku czego powstają silnie rozbudowane pionowe chmury kłębiaste; chmury kłębiaste, skupione w większe zespoły, powstają również podczas napływu chłodnego wilgotnego powietrza nad ciepłe podłoże;
3. łagodne wślizgiwanie się ciepłego powietrza po pochyłej powieszchni powietrza chłodnego, wskutek czego tworzą się rozległe ławice chmur warstwowych pokrywających całe niebo;
4. wznoszenie się powietrza nad przeszkodami terenowymi - górami, wysokimi wzniesieniami.
Ze względu na charakter budowy rozróżnia się chmury wodne (kropelkowe), lodowe i mieszane. Chmury wodne składają się wyłącznie z kropel wody, występują przy temperaturach dodatnich i ujemnych - w drugim przypadku krople wody są w stanie przechłodzonym. Chmury lodowe zbudowane są wyłącznie z kryształków lodu zawieszonych w powietrzu o temperaturze znacznie niższej od 0oC (-30oC, -40oC i niższej). Chmury mieszane zawierają krople wody i kryształki lodu, występujące obok siebie w warstwie atmosfery o temperaturze ujemnej. Chmury powstają w różnych warunkach meteorologicznych i dlatego ich kształt oraz wymiary są rozmaite. Ze względu na ustawiczne przekształcanie się występują one w nieskończonej ilości postaci. Wyodrębniono jednak wśród nich pewne typowe formy, występujące na całej kuli ziemskiej i podzielono na rodzaje, gatunki i odmiany. Pod względem budowy, wyglądu i wysokości występowania rozróżnia się 10 podstawowych rodzajów chmur zgrupowanych w 3 umowne piętra (wysokie, średnie i niskie) - obejmujące tę część troposfery, w której zwykle obserwuje się chmury. Granice pięter zmieniają się w zależności od szerokości geograficznej. W strefie umiarkowanej, a więc i w Polsce, wysokie piętro chmur sięga przeciętnie 5-13 km, średnie 2-7 km, niskie poniżej 2 km. Chmury Cirrus, Cirrostratus i Cirrocumulus zbudowane są prawie wyłącznie z kryształków lodu. Występują w najwyższej, najchłodniejszej części troposfery. Charakteryzują się białawym zabarwieniem i dużą przezroczystością, mogą jednak lekko, a niekiedy nawet wyraźniej przesłaniać Słońce lub Księżyc. Chmury te nie dają opadów. Te trzy rodzaje chmur wykazują między sobą pewne różnice.
Cirrus. Mają kształt oddzielnych, białych delikatnych włókien, ławic bądź pasm; charakteryzują się włóknistym wyglądem albo jedwabistym połyskiem, lub jednym i drugim.
Cirrocumulus. Występują w formie ławic, płatków lub warstw chmur bez cieni, złożonych z bardzo małych elementów w kształcie ziaren, zmarszczek, soczewek. Często wyglądem przypominają sieć, lub plaster miodu.
Cirrostratus. Wyglądają jak delikatna, często włóknista zasłona, biała o odcieniu mlecznym, pokrywająca niebo całkowicie lub częściowo. Często obserwuje się w nich zjawisko halo.
Altocumulus. Biała lub szara, albo częściowo biała, częściowo szara ławica lub warstwa chmur. Najczęściej występują w postaci płatów, zaokrąglonych brył, walców oddzielonych od siebie i uporządkowanych regularnie, szeregami. Zaznacza się wyrażany zarys brzegowy płatów, na cienkich częściach Ac można obserwować wieńce i zjawiska iryzacji. Występuje zjawisko halo. Na ogół chmury te zbudowane są prawie wyłącznie z kropelek wody. Przy bardzo niskich temperaturach mogą powstawać w nich kryształki lodu. Ni dają opadów.
Altostratus. Szara lub niebieskawa warstwa chmur w formie zasłony lub płata, prążkowana, włóknista lub jednolita. Pokrywa niebo całkowicie lub częściowo. Miejscami Słońce lub Księżyc niewyraźnie przez nie przeświecają, jak przez matowe szkło. Brak zjawiska halo. Zbudowane są z kropelek wody i z kryształków lodu. Typowe chmury mieszane. Opady z tych chmur są bardzo słabe, a w ciepłej porze roku często wyparowują przed osiągnięciem powieszchni Ziemi. W zimie z As pada często drobny śnieg.
Nimbostratus. Jednostajna, szara warstwa chmur, często ciemna, o rozmytej podstawie. Są to chmury o znacznej grubości, gęste, całkowicie zasłaniające Słońce lub Księżyc. Składają się z kropel wody i z kryształków lodu lub mieszaniny ciekłych i stałych cząsteczek. Z chmur tych pada zwykle ciągły śnieg lub deszcz. W ciepłej porze roku omawiane chmury dostarczają prawie trzecią część całej wody opadowej.
Stratocumulus. Szare albo białawe płaty lub warstwy chmur z wyraźnie widocznymi ciemnymi częściami. Złożone są z zaokrąglonych brył, walców, podobnie jak Ac, tylko większych. Człony chmury ułożone są w większości regularnie. Zbudowane są zwykle z drobnych kropelek wody. Opad dają bardzo rzadko. Czasami pada z nich słaba mżawka, przy niskich temperaturach bardzo drobny śnieg.
Stratus. Chmury te występują najbliżej powieszchni Ziemi, na równinach podstawa ich może znajdować się w odległości zaledwie kilkudziesięciu metrów. Wyglądają jak jednorodna szara warstwa, podobna do mgły. Zwykle zasłaniają Słońce i Księżyc, a gdy są cieńsze, widać przez nie dosyć wyraźnie tarcze tych ciał niebieskich. Składają się z kropel wody, a przy odpowiednio niskich temperaturach - z cząstek lodu i śniegu. Mogą dawać opady mżawki, a przy dostatecznie niskich temperaturach opady śniegu, zawsze o małym natężeniu.
Cumulus. Oddzielne, zwykle gęste chmury o wyraźnie znaczonych konturach, rozwijające się w kierunku pionowym w kształcie pagórków, kopuł lub wież, których wierzchołek podobny jest zazwyczaj do kalafiora. Oświetlona promieniami Słońca górna część Cu jest zwykle lśniącobiała, a podstawa stosunkowo ciemna i prawie pozioma. Chmury Cu składają się głównie z kropelek wody, a w najwyższych partiach przy temperaturze znacznie niższej od 0oC występują cząstki lodu. Przy silnym rozwoju pionowym mogą dać opad.
Cumulonimbus. Potężne, gęste, kłębiaste chmury rozwinięte pionowo w kształcie gór lub wielkich wież. Część wieszchołka chmury przybiera często charakterystyczny kształt kowadła lub pióropusza. Cb różni się od Cu bardzo silną rozbudową pionową i zwartym kształtem bryły. Robi przykre wrażenie ze względy ma ciemny kolor, ponury a nawet groźny wygląd, grzmoty i błyskawice. W dolnej części Cb występują kropelki wody, w górnej kryształki lodu. Chmury te dają silne opady przelotne deszczu, śniegu lub gradu i zjawiska burzowe. Dlatego są nazywane chmurami burzowymi. Największy udział w opadzie ciepłej pory roku, tak pod względem ilości wody (ponad 50% sumy całkowitej), jak też liczby przypadków, mają w Polsce opady właśnie z chmur Cumulonimbus.
Zachmurzenie.
Zachmurzeniem (ogólnym) nazywamy stopień pokrycia nieba przez wszystkie chmury widziane w danej chwili, wyrażone w dziesiątych (od 1966r. w ósmych) częściach lub procentach powieszchni całkowitego pokrycia nieba. Ocenia się je zwykle wizualnie, bez użycia przyrządów i zapisują w postaci liczb 0 - 8; często też określa się stopień zachmurzenia odpowiednim mianem, na przykład: bezchmurne (niebo czyste), pogodnie (małe zachmurzenie), pochmurno (duże zachmurzenie). Zachmurzenie, szczególnie nad lądem, wykazuje przebieg dobowy. Zaznacza się on wyraźniej w miesiącach letnich niż zimowych. Zachmurzenie wzrasta przed południem, a w parę godzin po południu jest największe, w godzinach wieczornych ponownie maleje. Chmury, zwłaszcza niskie warstwowe, których występowanie związane jest z ochłodzeniem się powietrza , pojawiają się najczęściej w nocy i rano, a kłębiaste po południu, w okresie najsilniejszej konwekcji. Minimum dobowe temperatury powietrza pokrywa się więc ogólnie z maksimum zachmurzenia typu warstwowego, a maksimum dobowe temperatury powietrza wywołuje maksimum zachmurzenia kłębiastego. Przebieg roczny zachmurzenia jest u nas następujący: w części nizinnej kraju maksimum występuje zimą, a maksimum latem; w wysokich górach jest odwrotnie.