Ponad Ziemią. Przegląd chmur

Ponad Ziemią. Przegląd chmur

Jak powstają chmury?

Chmury są dostrzegalnym wzrokowo zgrupowaniem mikroskopijnych kropelek wody lub kryształków lodu wytworzonym w powietrzu wskutek kondensacji lub resublimacji pary wodnej. Chmury stanowią bardzo ważny element obiegu wody w przyrodzie.

Klasyfikację chmur po raz pierwszy opracował w 1802 roku Luke Howard, brytyjski meteorolog, farmaceuta i chemik. System Howarda, w którym stosuje się nazwy łacińskie, przetrwał do dziś, choć w znacznie zmodyfikowanej postaci. Światowa Organizacja Meteorologiczna wyróżnia dziesięć głównych rodzajów chmur.

⬅️ Plansza: Źródło: https://weatheregg.com/different-types-of-clouds-and-what-they-do/

Chmury piętra wysokiego

Cirrus (Ci) – chmury pierzaste

Jak wygląda i co zwiastuje Cirrus?

Chmury pierzaste Cirrus występują na wysokości od 7 do 10 km ponad Ziemią czyli w piętrze wysokim. Zbudowane są z kryształków lodu i nie powodują opadów. Przybierają postać delikatnych, białych smug lub cienkich włókien o jedwabistym połysku. Kształtem przypominają piórka, kłaczki, nitki, włókna lub przecinki o haczykowatym zakończeniu.

Pojawienie się na bezchmurnym niebie chmur Cirrus jest pierwszą oznaką zbliżania się frontu ciepłego, a zatem pogorszenia pogody w ciągu najbliższych 48-72 godzin. Chmury tego typu mogą występować również przy froncie chłodnym i zwiastują zmianę pogody w ciągu 24 godzin.

[Best_Wordpress_Gallery id=”273″ gal_title=”Chmury. Cirrus”]

Cirrocumulus (Cc) – chmury pierzasto-kłębiaste

Cirrocumulus występuje na wysokości od 6 do 8 km ponad Ziemią. Na niebie widoczna jest wówczas delikatna, cienka warstwa lub ławica chmur barwy białej. Złożona jest ona zazwyczaj z elementów w kształcie płatków, kulek ułożonych w grupy lub szeregi przypominające drobne fale. Chmury te są tak cienkie i przezroczyste, że nigdy nie zasłaniają Słońca ani Księżyca.

Cirrocumulus powstaje w wyniku przekształcenia się innych gatunków, takich jak Cirrus i Cirrostratus lub Altocumulus. Podobnie jak pozostałe chmury piętra wysokiego zbudowany jest z kryształków lodu i nie powoduje opadów.

[Best_Wordpress_Gallery id=”275″ gal_title=”Chmury. Cirrocumulusy”]

Cirrostratus (Cs) – chmury pierzasto-warstwowe

Jak rozpoznać chmurę Cirrostratus?

Cirrostratus jest chmurą pierzasto-warstwową, która występuje na znacznej wysokości, aż 8-10 km nad powierzchnią Ziemi. Na błękitnym niebie możemy zaobserwować cienką i delikatną warstwę w postaci mlecznobiałej zasłony o znacznej rozciągłości poziomej. Ma ona strukturę gładką lub włóknistą i może zasłaniać niebo częściowo lub całkowicie, przy czym widoczne są zarysy Słońca bądź Księżyca.

Chmura ta powstaje w wyniku powolnego wznoszenia się rozległych warstw ciepłego powietrza lub jest efektem przekształcania się chmur z rodzaju Altostratus, Cirrus lub Cirrocumulus.  Podobnie jak inne chmury piętra wysokiego nie powoduje opadów.

Z czego zbudowany jest Cirrostratus i jakie zjawisko optyczne jest z nim związane?

Bardzo ciekawą cechą chmury Cirrostratus jest zdolność tworzenia zjawiska optycznego „halo”. Kryształki lodu z których zbudowane są chmury pierzasto-warstwowe powodują załamanie i odbicie promieni świetlnych, tworząc wokół tarczy Słońca lub Księżyca pierścienie. Zjawisko to jest powszechne i bardzo dobrze widoczne w momencie, gdy warstwa chmury jest cienka.

Cirrostratus jest wczesną oznaką możliwego pogorszenia się pogody. Występuje przed zbliżającym się frontem ciepłym.

[Best_Wordpress_Gallery id=”277″ gal_title=”Chmury. Cirrostratus”]

Chmury piętra średniego

Altocumulus (Ac) – chmury średnie-kłębiaste

Altocumulus jest chmurą piętra średniego występującą na wysokości od 2 do 6 km nad powierzchnią Ziemi. Tworzy na niebie niezwykle urozmaicone, rozległe warstwy złożone z mniejszych elementów o barwie białej lub jasnoszarej. Altocumulus może przybierać formę wyraźnych zaokrąglonych kłębów, brył, walców lub soczewek. Są one lekko przyciemnione, a między nimi prześwituje błękitne niebo. Przy zachodzącym Słońcu, chmury uzyskują różnorodne odcienie, występują w nich fragmenty mocniej lub słabiej oświetlone.

Jak powstają i z czego składają się chmury średnie-kłębiaste?

Altocumulusy powstają wskutek wznoszenia się warstwy wilgotnego powietrza lub transformacji innych rodzajów chmur. Najczęściej zbudowane są z drobnych kropelek wody, a kryształki lodu pojawiają się w nich tylko w bardzo niskich temperaturach.

[Best_Wordpress_Gallery id=”279″ gal_title=”Chmury. Altocumulus”]

Altostratus (As) – chmury średnie-warstwowe

Jak rozpoznać chmury Altostratus?

Altostratus to chmury warstwowe piętra średniego, które występują na wysokości od 2 do 7 km nad powierzchnią Ziemi. Tworzą one jednolite, włókniste warstwy o znacznej miąższości (do kilku kilometrów) oraz olbrzymiej rozciągłości poziomej, dochodzącej do kilkuset kilometrów! Chmury tego rodzaju mogą składać się z wielu warstw ułożonych jedna nad drugą, pokrywając niebo całkowicie lub częściowo.

Podobnie jak inne chmury warstwowe, Altostratus powstaje najczęściej wskutek powolnego wznoszenia się wilgotnego powietrza, przeważnie przed zbliżającym się frontem ciepłym. Może tworzyć się z powiększającej się warstwy chmur Cirrostratus lub zmniejszania się gęstości chmur Nimbostratus.

Zbudowany jest zarówno z kropelek wody, jak i kryształków lodu. Przeważnie powoduje znaczne opady deszczu lub śniegu. Opad często występuje w postaci smug poniżej podstawy chmur. Latem zdarza się, że wyparowuje zanim dotrze do powierzchni Ziemi. Zjawisko to określane jest w meteorologii jako virga.

[Best_Wordpress_Gallery id=”283″ gal_title=”Chmury. Altostratus”]

Nimbostratus (Ns) – chmury warstwowo-deszczowe

O każdej porze roku zdarzają się pochmurne i deszczowe dni. Na niebie widoczna jest wówczas mało atrakcyjna, szara, rozmyta warstwa chmur. Jest to Nimbostratus, chmura warstwowo-deszczowa, będąca źródłem obfitych, długotrwałych, nawet kilkudniowych opadów deszczu lub śniegu z krótkimi przerwami.

Powstawaniu tego typu chmur sprzyja powolne wznoszenie się rozległych warstw wilgotnego powietrza w niżu przed frontem ciepłym lub też zagęszczanie się chmur z rodzaju Altostratus, Altocumulus lub Stratocumulus.

Pomimo, że Nimbostratus jest chmurą zaliczaną do piętra średniego i występuje na wysokości do 7 km, to jej podstawa zwykle znajduje się w piętrze niskim od 1 do 2 km ponad Ziemią. W zależności od pory roku i panującej temperatury, chmury warstwowo-deszczowe zbudowane są z kropelek wody lub kryształków lodu i płatków śniegu. Ze względu na dużą gęstość Nimbostratus całkowicie zasłania Słońce lub Księżyc.

[Best_Wordpress_Gallery id=”290″ gal_title=”Chmury. Nimbostratus”]

Chmury piętra niskiego

Cumulus (Cu) – chmury kłębiaste

Chmura kłębiasta piętra niskiego, którą wszyscy doskonale znamy. Są to białe kłęby chmur, zwykle o wyraźnych, gładkich zarysach i płaskiej, ciemniejszej podstawie. Bardzo często nazywa się je „chmurami ładnej pogody”, gdyż płyną po błękitnym niebie. Poszczególne chmury typu cumulus utrzymują się na niebie nie dłużej niż 15 minut. Cumulus radiatus to odmiana chmury cumulus, w której pojedyncze chmury układają się w wyraźne szeregi nazywane „ulicami chmur”.

[Best_Wordpress_Gallery id=”285″ gal_title=”Chmury. Cumulus”]

Stratus (St) – chmury warstwowe

Jeśli na niebie widzimy mglistą, szarą i jednolitą warstwę chmur przemieszczającą się blisko powierzchni Ziemi możemy być pewni, że to Stratus. Jest to najniższa ze wszystkich chmur. Jej podstawa występuje już na wysokości około 100 m i zasłania zwykle wierzchołki wzniesień terenowych lub wysokich budynków.

Powstawaniu chmur Stratus sprzyja ochłodzenie najniższych warstw atmosfery. Tworzą się najczęściej, gdy stosunkowo ciepłe i wilgotne powietrze nasuwa się nad chłodną powierzchnię. Mgliste, bezpostaciowe chmury Stratus nebulosus (St neb) zbudowane są z drobnych kropelek wody o średnicy mniejszej niż 0,5 mm, które docierają do powierzchni Ziemi w postaci mżawki. W odróżnieniu od mgły, Stratus nie dochodzi do poziomu gruntu. Drugi gatunek tej samej chmury o nazwie Stratus fractus (St fra) przybiera formę rozbitą lub postrzępioną, co oznacza, że chmura jest w stadium powstawania lub zanikania.

[Best_Wordpress_Gallery id=”281″ gal_title=”Chmury. Stratus”]

Stratocumulus (Sc) – chmury kłębiasto-warstwowe

Stratocumulus jest chmurą kłębiasto-warstwową piętra niskiego, zbudowaną z kropelek wody. Chmury tego rodzaju powodują sporadyczne, słabe opady deszczu lub śniegu. Ich zabarwienie jest bardzo zróżnicowane – od białego po szary lub też ciemnoniebiesko-szary. Stratocumulus tworzy warstwy, ławice lub płaty chmur składające się z zaokrąglonych brył ułożonych dość regularnie, szeregami, przeważnie tak ciasno, że niebo wygląda jak pofalowane.

Przenikanie światła przez Stratocumulusy uwarunkowane jest miąższością chmury. Zdarzają się fragmenty względnie cienkie, przez które można określić położenie Słońca.

[Best_Wordpress_Gallery id=”287″ gal_title=”Chmury. Stratocumulus”]

Chmury o rozwoju pionowym

Cumulonimbus (Cb) – chmury kłębiasto-deszczowe

Cumulonimbus jest prawdziwym gigantem wśród chmur. Duży zasięg pionowy, groźny wygląd i spektakularne zjawiska burzowe to jego cechy wyróżniające. Chmura tego typu bardzo często rozrasta się w górę poprzez trzy piętra – niskie, średnie oraz wysokie. Jej wierzchołek może wznosić się na wysokość do około 13 km, często przekraczając granicę troposfery, a podstawa niemalże sięga Ziemi. Wysoko wypiętrzone chmury są dobrze widoczne z bardzo daleka, na terenach nizinnych nawet z odległości 250 km.

Jak rozpoznać chmurę typu Cumulonimbus?

Jest to wysoka kłębiasto – deszczowa, masywna chmura, często charakteryzująca się ciemną podstawą i białym wierzchołkiem. Górna część chmury może być zaokrąglona, ale traci wyraźny zarys lub staje się postrzępiona. Cumulonimbusy stanowią ostrzeżenie przed możliwym pogorszeniem się pogody. Są źródłem obfitych lecz przelotnych opadów, w tym również gradu. Powodują także silny wiatr i zmiany jego kierunku oraz wyładowania atmosferyczne. Przeciętna chmura Cumulonimbus może zawierać prawie 400 tys. ton wody! W prognozach meteorologicznych chmury te określane są jako burzowe.

Jak powstaje Cumulonimbus?

Olbrzymi Cumulonimbus powstaje w wyniku przekształcenia się chmur z rodzaju Cumulus. Siłą napędową do ich rozbudowywania się wzwyż są silne ruchy wznoszące powietrza od powierzchni Ziemi, które dostarczają duże ilości pary wodnej. Ciepło wydzielone w czasie procesu kondensacji pary wodnej sprzyja dalszym ruchom wznoszącym i chmury mogą rozbudowywać się bardzo wysoko. Takie warunki występują najczęściej w letnie, ciepłe i słoneczne popołudnia.

[Best_Wordpress_Gallery id=”291″ gal_title=”Chmury. Cumulonimbus”]

Marek Wierzbicki

Karolina Jackowiak-Konopska

Opracowanie na podstawie:

Piotrowski P., 2017, Atlas chmur i pogody. Kompendium wiedzy o zjawiskach atmosferycznych, Wydawnictwo SMB, Warszawa

Dunlop S., 2003, Pogoda. Przewodnik ilustrowany, Świat Książki, Warszawa

Woś A., 2002, Meteorologia dla geografów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa

Międzynarodowy Atlas Chmur: https://cloudatlas.wmo.int

 

Fotografie chmur: Marek Wierzbicki, Karolina Jackowiak-Konopska, Polska Akademia Nauk Muzeum Ziemi w Warszawie, Dział Popularyzacji

Cumulonimbus calvus oraz Cumulonimbus z wyładowaniami: Fot. Kamil Leziak, Uniwersytet Warszawski, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Katedra Geografii Fizycznej, Zakład Klimatologii.