17 września 2013

Bujając w obłokach - rzecz o chmurach

Każdy zastanawiał się kiedyś jak wyglądają chmury z bliska, czy można ich dotknąć i czy faktycznie są puszyste. Zrealizowane marzenie o lataniu odpowiedziało już moim czytelnikom na te pytania, ale czy faktycznie wiemy o chmurach wystarczająco dużo? Nauka o chmurach ( z ang. nephology) jest częścią meteorologii jedynej już dziedziny przyrody całkiem dzikiej i nieokiełznanej przez człowieka.
 

Może właśnie dlatego pogoda i jej nieoczekiwane zmiany są tak fascynującym tematem, a jednocześnie trudnym do opisania. Nie wystarczy rozpoznać rodzaj chmury, by określić nadchodzącą aurę. Próba opisu chmur musi zwracać uwagę na ich pochodzenie, specyficzną budowę i kształt, a jednocześnie ukazywać chmury jako coś nieuchwytnego i poddanego ciągłym zmianom, coś czego nigdy nie będzie można jednoznacznie skategoryzować.

Wygląd chmur mówi wiele o wysokości, na której się znajdują, o tym z czego są zbudowane, ale również o tym, w jakich warunkach powstały i co zwiastują. Niejednokrotnie wystarczy jedno spojrzenie osoby posiadającej odpowiednią wiedzę, by poznać nadchodzącą zmianę pogody.

Chmury występują w najniższej części atmosfery: w troposferze. Troposfera sięga w zależności od pory roku i położenia geograficznego od 10 do 13 km i właśnie w tym zakresie kształtują się wszystkie zjawiska klimatyczne i pogodowe. 

W obrębie troposfery występują trzy rodzaje chmur zależne od strefy ich położenia. Granica między tymi strefami jest bardzo płynna i najczęściej niemożliwa do precyzyjnego określenia. Chmury niskie z rodziny Stratus występują od powierzchni ziemi do około 2 kilometrów wysokości. Chmury z przedrostkiem alto-, to chmury średnie mimo, że ich nazwa wskazuje raczej na wysokie (altus z łac. – wysoki). Obejmują one strefę od 2 do nawet 7 kilometrów wysokości. Natomiast chmury wysokie to Cirrusy. Występują w górnej części troposfery i mogą powodować zjawiska optyczne.

 Ilustracja 1: Chmury na różnych wysokościach; Źródło

Nazwy Cirrus i Stratus odnoszą się jednocześnie do charakterystycznego kształtu i budowy tych chmur. Cirrusy to chmury pierzaste. Zbudowane są z małych kryształków lodu otaczających jądra kondensacji, czyli drobne zanieczyszczenia powietrza, bez których chmury w ogóle by nie powstawały. Cirrusy przybierają często kształt małych „rozmytych” obłoków. Powstają często w upalne dni. Nie powodują opadów i zwiastują dobrą pogodę. 


Ilustracja 2: Cirrus; Źródło

Natomiast Stratusy to chmury tak zwane warstwowe. Rozciągają się na niebie w postaci białych lub często szarych jednolitych smug o nieokreślonych granicach. Podobnie jak Cirrusy tworzą je kryształki lodu. Mogą powodować mżawkę lub drobne opady śniegu. Nie zapowiadają gwałtownych zmian pogody.

 Ilustracja 3: Stratus; Źródło

Kolejnym najczęściej obserwowanym rodzajem chmury jest Cumulus. Przyjmuje łatwo rozpoznawalny kształt tak zwanych „baranków”, są to chmury kłębiaste. Składają się z małych kropli wody, ale ze względu na duże rozmiary jakie osiągają, mogą mieć niejednolitą budowę: w wyższych partiach przy temperaturze poniżej zera stopni pojawiają się kryształki lodu. Mogą powodować opady, zwykle bardziej gwałtowne i krótkotrwałe niż Stratus. 

Ilustracja 4: Cumulus; Źródło

W rzeczywistości na niebie najczęściej obserwujemy chmury z pogranicza wspomnianych wcześniej rodzajów. Najbardziej znane z nich to Cumulonimbus – chmura burzowa. Chmura ta powstaje w wyniku piętrzenia się Cumulusów, powiązana jest z nadejściem frontu zimnego. Cumulonimbus jest chmurą kłębiastą, bardzo wysoką, jej budowa zależna jest od wysokości i panującej tam temperatury. Spód chmury charakteryzuje się ciemnoszarą barwą, natomiast góra jest śnieżnobiała. Powoduje ona gwałtowne silne opady i wyładowania atmosferyczne. W jej wnętrzu występują niekontrolowane zawirowania powietrza, które często są przyczyną wciągania statków powietrznych w środek chmury i burzy.

Ilustracja 5: Cumulonimbus; Źródło

Osoby stojące na ziemi i oceniające po kolorze, mogą pomylić Cumulonimbusa z Nimbostratusem. Obie chmury powodują opady i mają szarawą barwę. Przy całkowitym zachmurzeniu trudno jest określić kształt ich brzegu. Nimbostratus powstaje przy nadejściu frontu ciepłego. Opady które powoduje są mniej gwałtowne, rzadziej powodują wyładowania atmosferyczne, jednak czas ich trwania jest zdecydowanie dłuższy. Nimbostratus to chmury deszczowe warstwowe pokrywające dużą część nieba (lub całe niebo) ciemnymi szarymi smugami.
  
 Ilustracja 6: Nimbostratus; Źródło

Kolejne podniebne hybrydy podstawowych rodzajów chmur to Cirrostratus, Cirrocumulus i Stratocumulus. Łączą one cechy obu gatunków. I tak Cirrostratus to chmura pierzasta w postaci rozleglejszej niż zwykły Cirrus. Znajduje się w górnej części troposfery, nie powoduje opadów i często przybiera niebieskawe odcienie. Cirrocumulus to chmura pierzasto-kłębiasta. Często występuje w postaci prążków może powodować opady, które jednak nie docierają do powierzchni ziemi. Stratocumulus natomiast przypomina Stratusa podzielonego na poszczególne kłębiące się części. Podobnie jak Stratus może powodować niewielkie opady. 

 Ilustracja 7: Cirrostratus; Źródło

 Ilustracja 8: Cirrocumulus; Źródło

Ilustracja 9: Stratocumulus; Źródło


Wyróżnia się również chmury Altostratus i Altocumulus. Obie one mają cechy charakterystyczne dla swoich gatunków, przy czym mogą powodować drobne opady, w przypadku Altocumulusa rzadko docierające do powierzchni ziemi.

Wspomniane chmury to jedynie podstawowe rodzaje, które w zależności od warunków mogą przybierać kształty zakrzywione, bardziej pionowe lub bardziej rozległe. Każdą z takich cech opisuje dokładna łacińska nazwa.

Warto również zauważyć, że stan atmosfery, a co za tym idzie również wygląd chmur, zmieniają się wraz ze zmianami klimatu. W pierwszych latach XXI wieku zaobserwowano prawdopodobnie nowy rodzaj chmur nazwany Asperatus. Są to chmury faliste. Obecnie trudno jeszcze określić dokładnie i scharakteryzować to nowe zjawisko, jednak pierwsze obserwacje karzą sądzić, że chmura ta najczęściej widziana jest po gwałtownych burzach.
 
 Ilustracja 10: Asperatus; Źródło
 
Oprócz gatunku, czy rodzaju chmury równie ważne jest, jaką część nieba dany tym zachmurzenia zajmuje. Określa się to dwojako. Pierwszym sposobem jest podanie zachmurzenia w oktanach, czyli ile z ośmiu części nieba jest zakryte przez chmury:
  • 0/8 – niebo bezchmurne,
  • 1/8 – słonecznie,
  • 2/8 – mało chmur,
  • 3/8 – małe zachmurzenie,
  • 4/8 – częściowe zachmurzenie,
  • 5/8 – pochmurnie,
  • 6/8 – w większości pochmurnie,
  • 7/8 – chmury w większości zakrywające niebo,
  • 8/8 – całkowite zachmurzenie,
  • 9/8 – niebo pozostaje niewidoczne.
Kolejny sposób to podanie zachmurzenia w procentach, gdzie 100% to niebo całkowicie zachmurzone.

Pomimo, że pogoda pozostaje poza kontrolą człowieka niejednokrotnie utrudniając mu życie lub odbierając je, czasami pozwala na poznanie jej zamiarów, choćby poprzez obserwację nieba. 
 
źródło: Zuzanna Kunicka, dlapilota.pl