لماذا تتشكل الغيوم أثناء إعادة شحن الأسمنت. كيف تتشكل الغيوم؟ أنواع السحب مع الأوصاف والصور. غيوم الغلاف الجوي العلوي

السبب الرئيسي لتكوين السحب هو حركة الهواء الصاعدة. مع مثل هذه الحركات ، يبرد الهواء بشكل ثابت ، ويصل بخار الماء الموجود فيه إلى التشبع ويزداد سمكًا: يمكن أن تكون الحركة الصعودية في هذه الحالة ناتجة عن أسباب مختلفة: تسخين الهواء من الأسفل من السطح السفلي ، وانزلاقه على طول سطح أمامي مائل و صعودا على طول منحدرات التل ، وأكثر من ذلك. تعتبر الحركة المضطربة أيضًا عاملاً مهمًا في تكوين السحب. بسبب انتقال بخار الماء من الطبقات السفلية إلى الطبقات العليا. يلعب تبريد الهواء بالإشعاع دورًا مهمًا في تكوين الغيوم ، بالإضافة إلى حركات الموجة في الغلاف الجوي على سطح الانعكاس.

عادة ما تكون المنتجات الأساسية لتكوين السحب هي قطرات الماء. إذا تشكلت السحب في طبقة بدرجة حرارة أقل من 0 ، فإنها تتكون من قطرات فائقة التبريد. تسمى السحب المكونة من القطرات ماء. في درجات حرارة سالبة منخفضة بما فيه الكفاية ، تتكون السحب من بلورات جليدية وتسمى جليدي / كريستال. يمكن أن تتكون الغيوم أيضًا في وقت واحد من قطرات الماء فائقة التبريد وبلورات الجليد وتسمى مختلط. القوة الرأسية لهذه السحب (المختلطة) كبيرة ، خاصة في حالة وجودها الطويل ، فهي تتجاوز بشكل كبير قوة المياه والغيوم الجليدية. أصغر قطرات الماء وبلورات الجليد التي تتكون منها السحب لها وزن ضئيل. سرعة سقوطها صغيرة جدًا ، وتكفي حركة الهواء الصاعدة الطفيفة لجعل قطرات الماء وبلورات الجليد تطفو في الهواء بل وترتفع. تتحرك الغيوم أفقيًا بمساعدة الرياح. الغيوم أعلى في الصيف منها في الشتاء. كلما زاد خط العرض ، يتناقص ارتفاع السحب.

خصائص الغيوم وأجناسها الرئيسية.

حسب التصنيف الدولي ، يتم تقسيم جميع السحب إلى 4 عائلات حسب طبيعة الهيكل والارتفاع الذي تتكون فيه.

الغيوم العلياعادة ما تكون جليدية - وهي غيوم رقيقة وشفافة وخفيفة بدون ظل لون أبيض. تشرق الشمس من خلالها ، وتعطي الأشياء ظلاً.

غيوم الطبقة الوسطى والسفلىعادة ما تكون عبارة عن ماء أو مختلط. ومع ذلك ، في فصل الشتاء ، عند درجات حرارة سالبة منخفضة بدرجة كافية ، يمكن أن تتحول سحب هذه الطبقات إلى طبقات جليدية. الغيوم المتوسطة أكثر كثافة من الرقيقة. يمكن أن تسبب تيجان ملونة حول الشمس أو القمر.

غيوم التطور الرأسيأو الغيوم الحرارية تتشكل بواسطة عمليات التحديث الجوية. منذ الحمل الحراري على الأرض في خطوط العرض المعتدلةيحدث بشكل رئيسي في الموسم الدافئ ، عندما يسخن الهواء بشكل كبير من الأسفل ، من السطح السفلي ، ثم خلال هذا الوقت لوحظ أكبر تواتر لسحب التطور الرأسي. الغيوم الحرارية لها مسار نهاري. تظهر هذه الغيوم فوق اليابسة في الصيف وفي الصباح ، وتصل إلى أقصى درجات تطورها في فترة الظهيرة ، وتختفي في المساء. فوق المنحدرات الساخنة للجبال والمياه ، تتشكل غيوم الأراضي المنخفضة للتطور الرأسي في كثير من الأحيان أكثر من السهول.

أنواع السحب:

- cirrus - غيوم خفيفة رقيقة منفصلة من اللون الأبيض ، غالبًا ما تكون لامعة أو ليفية أو بنية شرب ، تبدو مثل رقائق أو خطافات أو خيوط أو ريش

- السحب السميكة عبارة عن رقائق بيضاء صغيرة أو كرات صغيرة (الحملان) تشبه كتل الثلج بدون ظلال ، مرتبة في مجموعات أو صفوف ، غالبًا ما تبدو مثل تموجات / قشور سمكية.

- cirro-stratified - حجاب أبيض رقيق من المظاهر ، غالبًا ما يغطي السماء بأكملها ، مما يمنحها صبغة بيضاء حليبية ، وأحيانًا يكشف الحجاب عن بنية ليفية. هذه الغيوم هي سبب تكوين الظواهر الضوئية - هذه دوائر كبيرة عديمة اللون حول الشمس / القمر. تتشكل هذه الدوائر نتيجة انكسار وانعكاس الضوء في بلورات الجليد.

- altocumulus - لها شكل لوحات ، كرات ، مهاوي بأحجام مختلفة ، أبيض أو اللون الرماديتقع في تلال أو مجموعات أو طبقات تسير في اتجاه واحد أو اتجاهين. في بعض الأحيان يتم ترتيب هذه السحب في موجات متوازية بين عناصر السحب. في كثير من الأحيان ، يكون التنوير الكبير أو السماء الزرقاء مرئية.

- طبقة عالية - تمثل حجابًا رماديًا ، غالبًا ما يكون هذا الحجاب رقيقًا لدرجة أنه من خلاله ، كما هو الحال من خلال الزجاج المصنفر ، يمكن رؤية الشمس أو القمر على شكل بقع ضبابية. يمكن أن تعطي هطول الأمطار على شكل مطر أو ثلج ، ولكن في الصيف عادة ما يتبخر هطول الأمطار من هذه السحب خلال الخريف ولا يصل إلى سطح الأرض.

- stratocumulus - لونها رمادي مع أجزاء داكنة ، مجمعة في مجموعات ، صفوف أو أعمدة في اتجاه واحد أو اتجاهين ، تظهر فجوات من السماء الزرقاء بين عناصر السحب في بعض الأحيان. غالبًا ما تظهر السحب على الأرض في الشتاء. غالبًا ما يغطون السماء بأكملها ويعطونها مظهرًا متموجًا.

- ستراتوس - تمثل هذه السحب طبقة موحدة مستمرة ، بلون رمادي فاتح / داكن ، تغطي السماء وتعطيها مظهرًا ملبدًا بالغيوم. يمكن أن تترسب هذه السحب على شكل رذاذ أو حبيبات ثلجية دقيقة جدًا وإبر جليدية.

- nimbostratus - غيوم رمادية منخفضة الكثافة منخفضة مع حواف مكسورة. هطول الأمطار الغزيرة على شكل مطر أو ثلج. في بعض الأحيان لا يصل هطول الأمطار إلى سطح الأرض ، أي تتبخر على طول الطريق. في هذه الحالة ، يمكن رؤية مجموعات من الأمطار المتساقطة في السحب.

- الركام - غيوم كثيفة ، متطورة بقوة في الارتفاع مع قمة بيضاء مقببة ، مع حدود دائرية حادة وقاعدة أفقية رمادية / داكنة. انهم لا يعطون هطول الأمطار في ظروفنا. في بعض الأحيان تمزقها الرياح إلى قطع صغيرة منفصلة ، وتسمى هذه الغيوم المطر المكسور.

- الركام - كتل قوية من السحب الدوامة على شكل دوامة مع تطور رأسي قوي ، تبدو مثل الجبال أو الأبراج ، وقاعدة هذه السحب مظلمة.

تشكيل الحمل الحراري ، الانزلاق الصاعد والسحب المتموجة.

من وجهة نظر أصل أجناس السحب المذكورة أعلاه ، يمكن تقسيمها إلى غيوم حرارية ، وغيوم منزلقة صاعدة ، وغيوم مموجة.

إلى الغيوم الحراريةتشمل السحب الركامية والسحب الركامية. تتطور بشكل أساسي مع التوزيع الرأسي غير المستقر لدرجة الحرارة وتحدث بشكل رئيسي في الموسم الدافئ. لكن السحب الركامية تتكون أحيانًا خلال موسم البرد. أثناء مرور جبهه بارده متى هواء باردتتسرب بسرعة تحت الحارة ويرتفع الأخير بسرعة. في هذه الحالة ، يمكن أن تنتج السحب الركامية رقائق في الشتاء في أوائل الربيع وتتساقط في أواخر الخريف.

تصاعد الغيوموتشمل هذه سمح ، سمحاقية ، وطبقة عالية ، وطبقة نيمبوستراتوس. تتكون هذه السحب من انزلاق الهواء الدافئ لأعلى على طول الأسطح الأمامية المنحدرة. يتم ملاحظة هذا الانزلاق عندما يتدفق الهواء الرطب الدافئ تحت الهواء الدافئ ، عندما يتم دفع الأخير إلى الأعلى ويبدأ في الاصطدام بالهواء البارد. كل هذه الانزلاقات بطيئة وتدريجية ، مع مثل هذه الانزلاقات يتم تبريد الهواء بدرجة حرارة ثابتة (بشكل كبير) ، مما يؤدي إلى تضييق بخار الماء. نتيجة لذلك ، ينشأ نظام سحابة ، تتطابق قاعدته مع السطح الأمامي. تحتل الغيوم المتضمنة في هذا النظام مساحة كبيرة. في هذا النظام السحابي ، أعلىها هي سمينة ، ثم سمينة طبقية ، أسفل الطبقة العالية ، ثم طبعة nimbostratus.

التعليم له طابع مختلف غيوم مموجة، بمعنى آخر. غيوم تقع في السماء في شكل خطوط أو نتوءات أو ثيران ، تظهر بينها أجزاء أخف من السحابة أو الفجوات السماء الزرقاء. المظهر المتموج له السحب التالية: سحب ركامية ، سحب ركامية متوسطة ، سحب ركامية. تتكون هذه السحب عندما توجد طبقتان من الهواء على نفس الارتفاع ولها درجات حرارة ورطوبة وكثافة مختلفة. إذا تم خلط هذه الطبقات ، فإن الموجات ذات الطول الكبير والسعة الكبيرة تظهر عند الحد الفاصل بينهما. ومع ذلك ، فإن هذه الموجات غير مستقرة وتتحول إلى سلسلة من الدوامات. الهواء الذي يلتقطونه ، بينما يتطورون عليه عدد كبير منالخلايا وفي كل منها حركة للهواء لأعلى ولأسفل. يؤدي دوران الهواء الخلوي هذا إلى تكوين غيوم متموجة.

مثل الضباب ، تتشكل الغيوم عن طريق تكثيف بخار الماء إلى حالة سائلة وصلبة. يحدث التكثيف إما بسبب الزيادة الرطوبة المطلقةالهواء ، أو نتيجة لانخفاض درجة حرارة الهواء. في الممارسة العملية ، يشارك كلا العاملين في تكوين السحب.

يرجع الانخفاض في درجة حرارة الهواء ، أولاً ، إلى ارتفاع (حركة تصاعدية) الكتل الهوائية ، وثانيًا ، إلى تأخر الكتل الهوائية - حركتها في اتجاه أفقي ، بسبب الهواء الدافئ يمكن أن يكون فوق سطح الأرض البارد.

نحن نقتصر على مناقشة تكوين السحب الناجم عن انخفاض درجة حرارة الهواء أثناء الحركة الصعودية. من الواضح أن مثل هذه العملية تختلف اختلافًا كبيرًا عن تكوين الضباب - فبعد كل شيء ، لا يرتفع الضباب عمليًا ، ويبقى مباشرة على سطح الأرض.

ما الذي يجعل الهواء يرتفع؟ هناك أربعة أسباب للحركة الصاعدة للكتل الهوائية. السبب الأول هو الحمل الحراري للهواء في الغلاف الجوي. في يوم حار أشعة الشمسيسخن سطح الأرض بشدة ، وينقل الحرارة إلى كتل الهواء السطحية - ويبدأ ارتفاعها. غالبًا ما تكون السحب الركامية والسحب الركامية من أصل الحمل.

تبدأ عملية تكوين السحب بحقيقة أن بعض الكتلة الهوائية ترتفع. كلما ارتفعت ، سوف يتمدد الهواء. يمكن اعتبار هذا التمدد ثابتًا ثابتًا ، نظرًا لأن الهواء يرتفع بسرعة نسبيًا ، وبالتالي ، بحجم كبير بدرجة كافية (وفي الحقيقة صوت عاليالهواء) التبادل الحراري بين ارتفاع الهواء و بيئةببساطة ليس لديه وقت ليحدث أثناء الصعود. أثناء التمدد الأديباتي ، لا يعمل الهواء ، دون تلقي حرارة من الخارج ، إلا بسبب طاقته الداخلية ، ثم يبرد. لذلك ، سيتم تبريد الهواء المتصاعد.

عندما تكون درجة الحرارة الأولية تي 0 سوف يسقط الهواء المتصاعد إلى نقطة الندى تي p المطابقة لمرونة البخار الموجود فيه ، ستصبح عملية تكثيف هذا البخار ممكنة. في وجود نوى التكثيف في الغلاف الجوي (وهي موجودة دائمًا تقريبًا) ، تبدأ هذه العملية حقًا. ارتفاع ح، الذي يبدأ عنده تكثيف البخار ، يحدد الحد الأدنى للسحابة المتكونة. يطلق عليه مستوى التكثيف. في الأرصاد الجوية ، يتم استخدام صيغة تقريبية للارتفاع ح(ما يسمى بصيغة فيريل):

ح = 120(تي 0 −تيص) ،

أين حتقاس بالأمتار.

يعبر الهواء الذي يستمر في التدفق من الأسفل مستوى التكثيف ، وتحدث عملية تكثيف البخار بالفعل فوق هذا المستوى - تبدأ السحابة في النمو في الارتفاع. التطور الرأسيستتوقف الغيوم عندما يبرد الهواء ويتوقف عن الارتفاع. في هذه الحالة ، ستتشكل حد علوي غير واضح للسحابة. يطلق عليه مستوى الحمل الحراري. إنه يقع أعلى قليلاً من المستوى الذي تصبح فيه درجة حرارة الهواء الصاعد مساوية لدرجة حرارة الهواء المحيط.

السبب الثاني لارتفاع الكتل الهوائية يعود إلى التضاريس. قد تلتقي الرياح التي تهب على طول سطح الأرض بالجبال أو الارتفاعات الطبيعية الأخرى في طريقها. للتغلب عليهم ، تضطر الجماهير الهوائية إلى الانتفاضة. تسمى الغيوم المتكونة في هذه الحالة السحب ذات الأصل الأوروغرافي (من الكلمة اليونانية όρος التي تعني "الجبل"). من الواضح أن هذه السحب لا تتلقى تطورًا كبيرًا في الارتفاع (فهي محدودة بارتفاع الارتفاع الذي يتغلب عليه الهواء) ؛ في هذه الحالة ، تظهر غيوم ستراتوس ونيمبوستراتوس.

السبب الثالث لارتفاع الكتل الهوائية هو ظهور جبهات جوية دافئة وباردة. يحدث تكوين السحب بشكل مكثف بشكل خاص فوق جبهة دافئة - عندما تضطر كتلة هواء دافئة ، تتقدم على كتلة هواء بارد ، إلى الانزلاق على إسفين من الهواء البارد المتراجع. السطح الأمامي (سطح الإسفين البارد) لطيف جدًا - درجة ميله إلى السطح الأفقي هي 0.005-0.01 فقط. لذلك ، فإن الحركة الصعودية للهواء الدافئ تختلف قليلاً عن الحركة الأفقية ؛ نتيجة لذلك ، فإن الغيوم الذي ينشأ فوق الإسفين البارد يتطور بشكل ضعيف في الارتفاع ، ولكن له مدى أفقي كبير. تسمى هذه الغيوم السحب المنحدرة. في المستويين السفلي والوسطى ، هذه هي غيوم nimbostratus و altostratus ، وفي الطبقة العليا - cirrostratus و cirrus (من الواضح أن غيوم الطبقة العليا قد تشكلت بالفعل بعيدًا خلف الخط الأمامي للغلاف الجوي). يمكن قياس المدى الأفقي للسحب المنزلق لأعلى بمئات الكيلومترات.

يحدث تكوين السحب أيضًا على البرد الجبهة الجوية- عندما تتقدم كتلة الهواء البارد تحت كتلة الهواء الدافئ وبالتالي ترفعها. في هذه الحالة ، قد تتشكل أيضًا السحب الركامية بالإضافة إلى السحب المتصاعدة.

السبب الرابع لارتفاع الكتل الهوائية هو الأعاصير. تتحرك الكتل الهوائية على طول سطح الأرض ، وتلتف باتجاه مركز المنخفض في إعصار. يتراكمون هناك ، يخلقون انخفاضًا في الضغط على طول الخط العمودي والاندفاع لأعلى. يؤدي الارتفاع المكثف للهواء إلى حدود طبقة التروبوسفير إلى تكوين سحابة قوية - تظهر سحب ذات أصل إعصاري. يمكن أن تكون نيمبوس طبقية ، altostratus ، غيوم ركامية. يتساقط هطول الأمطار من كل هذه السحب ، مما يؤدي إلى ظهور طقس ممطر يتميز به الإعصار.

استنادًا إلى كتاب إل في تاراسوف "الرياح والعواصف الرعدية في الغلاف الجوي للأرض" (Dolgoprudny: دار النشر "الفكر" ، 2011).

غيوم خفيفة ورقيقة ومتجددة الهواء - تمر فوق رؤوسنا كل يوم وتجعلنا نرفع رؤوسنا ونعجب بالأشكال الغريبة والشخصيات الأصلية. في بعض الأحيان يخترقهم إطلالة مذهلةقوس قزح ، ويحدث - في الصباح أو في المساء أثناء غروب الشمس أو شروقها ، تضيء الغيوم أشعة الشمس ، مما يمنحها ظلًا رائعًا ومذهلًا. دأب العلماء على دراسة السحب الهوائية وأنواع أخرى من السحب لفترة طويلة. لقد قدموا إجابات لأسئلة حول نوع الظاهرة وما هي الغيوم.

في الواقع ، ليس من السهل إعطاء تفسير. لأنها تتكون من قطرات الماء العادية ، والتي يرتفع الهواء الدافئ من على سطح الأرض. تتشكل أكبر كمية من بخار الماء فوق المحيطات (ما لا يقل عن 400 ألف كيلومتر مكعب من الماء يتبخر هنا في سنة واحدة) ، على اليابسة - أربع مرات أقل.

ونظرًا لأن الجو أبرد بكثير في الطبقات العليا من الغلاف الجوي منه في الأسفل ، فإن الهواء يبرد بسرعة إلى حد ما ، ويتكثف البخار ، مكونًا جزيئات صغيرة من الماء والجليد ، ونتيجة لذلك تظهر السحب البيضاء. يمكن القول أن كل سحابة هي نوع من مولدات الرطوبة التي يمر الماء من خلالها.

الماء في السحابة في حالته الغازية والسائلة والصلبة. يؤثر الماء في السحابة ووجود جزيئات الجليد فيها مظهر خارجيالغيوم وتكوينها وطبيعة هطول الأمطار. إنه نوع السحابة الذي يحدد الماء في السحابة ، على سبيل المثال ، تحتوي سحب الدش على أكبر كمية من الماء ، بينما تحتوي السحب nimbostratus على هذا الرقم 3 مرات أقل. يتميز الماء في السحابة أيضًا بالكمية المخزنة فيها - احتياطي الماء في السحابة (الماء أو الجليد الموجود في عمود السحابة).

لكن كل شيء ليس بهذه البساطة ، لأنه من أجل تكوين سحابة ، تحتاج القطرات إلى حبيبات التكثيف - أصغر جزيئات الغبار أو الدخان أو الملح (إذا كنا نتحدث عن البحر) ، والتي يجب أن تلتصق بها والتي يجب أن تتشكل حولها . هذا يعني أنه حتى لو تم تشبع تركيبة الهواء تمامًا ببخار الماء ، فلن يتمكن من التحول إلى سحابة بدون غبار.

يعتمد الشكل الذي ستتخذه القطرات (الماء) بشكل أساسي على مؤشرات درجة الحرارة في الغلاف الجوي العلوي:

• إذا تجاوزت درجة حرارة الهواء في الغلاف الجوي -10 درجة مئوية ، تتكون السحب البيضاء من قطرات الماء ؛
• إذا بدأت مؤشرات درجة حرارة الغلاف الجوي في التقلب بين -10 درجة مئوية و -15 درجة مئوية ، فسيتم خلط تركيبة السحب (قطرة + بلورية) ؛
• إذا كانت درجة الحرارة في الغلاف الجوي أقل من -15 درجة مئوية ، فستحتوي السحب البيضاء على بلورات ثلجية.

بعد التحولات المناسبة ، اتضح أن 1 سم 3 من السحابة تحتوي على حوالي 200 نقطة ، في حين أن نصف قطرها سيكون من 1 إلى 50 ميكرون (متوسط ​​القيم من 1 إلى 10 ميكرون).

تصنيف السحب

يجب أن يتساءل الجميع ما هي الغيوم؟ تتكون السحب عادة في طبقة التروبوسفير ، حيث يقع الحد الأعلى منها على مسافة 10 كيلومترات في خطوط العرض القطبية ، و 12 كيلومترًا في خطوط العرض المعتدلة ، و 18 كيلومترًا في خطوط العرض المدارية. في كثير من الأحيان يمكن رؤية الأنواع الأخرى. على سبيل المثال ، عادة ما تقع عرق اللؤلؤ على ارتفاع 20 إلى 25 كم ، والفضة - من 70 إلى 80 كم.

في الأساس ، لدينا الفرصة لمراقبة السحب التروبوسفيرية ، والتي تنقسم إلى الأنواع التالية من السحب: الطبقات العليا والمتوسطة والسفلى ، وكذلك التطور الرأسي. تظهر جميعها تقريبًا (باستثناء النوع الأخير) عندما يرتفع الهواء الدافئ الرطب.

إذا كانت الكتل الهوائية في طبقة التروبوسفير في حالة هدوء ، تتشكل سحب سمحاقية وطبقية (سمحاقية وطبقة علوية وطبقة نيمبوستراتوس) وإذا تحرك الهواء في طبقة التروبوسفير على شكل موجات ، تظهر سحب ركامية (سحب ركامية ، سحب ركامية وطبقية ركامية).

الغيوم العليا

هذه هي سحب سمحاقية ، سمحاقية و سحب سمحاقية. تبدو السماء السحابية مثل الريش أو الأمواج أو الحجاب. كلهم شبه شفافين ويمرون بحرية إلى حد ما أشعة الشمس. يمكن أن تكون رفيعة للغاية وكثيفة جدًا (ذات طبقات ريشية) ، مما يعني أنه من الصعب على الضوء اختراقها. يشير الطقس الغائم إلى اقتراب جبهة الحرارة.

يمكن أن تحدث السحب الرقيقة أيضًا فوق السحب. وهي مرتبة في خطوط تعبر قبة السماء. في الغلاف الجوي ، تقع فوق الغيوم. كقاعدة عامة ، لا يسقط هطول الأمطار منهم.

في خطوط العرض الوسطى ، توجد السحب البيضاء للطبقة العليا ، عادة على ارتفاع 6 إلى 13 كم ، في خطوط العرض الاستوائية - أعلى بكثير (18 كم). في هذه الحالة ، يمكن أن يتراوح سمك السحب من عدة مئات من الأمتار إلى مئات الكيلومترات ، والتي يمكن أن تقع فوق السحب.

تعتمد حركة السحب في الطبقة العليا عبر السماء بشكل أساسي على سرعة الرياح ، لذلك يمكن أن تختلف من 10 إلى 200 كم / ساعة. تتكون سماء السحابة من بلورات جليدية صغيرة ، لكن طقس السحب لا يعطي عمليًا هطول الأمطار (وإذا حدث ذلك ، فقم بقياسها على هذه اللحظةلا توجد طريقة).

سحب متوسطة (من 2 إلى 6 كم)

هذه هي غيوم الركام وغيوم ستراتوس. في خطوط العرض المعتدلة والقطبية ، تقع على مسافة 2 إلى 7 كيلومترات فوق الأرض ، في خطوط العرض الاستوائية يمكن أن ترتفع قليلاً - تصل إلى 8 كيلومترات. كل منهم له هيكل مختلط ويتكون من قطرات الماء الممزوجة بلورات الجليد. نظرًا لأن الارتفاع صغير ، في الموسم الدافئ ، تتكون بشكل أساسي من قطرات الماء ، في موسم البرد - من قطرات الجليد. صحيح أن هطول الأمطار منها لا يصل إلى سطح كوكبنا - إنه يتبخر على الطريق.

السحب الركاميةشفافة قليلا وتقع فوق الغيوم. لون السحب أبيض أو ظلال رمادية، مظلمة في بعض الأماكن ، على شكل طبقات أو صفوف متوازية من كتل مستديرة أو مهاوي أو رقائق ضخمة. غيوم الطبقات الضبابية أو المموجة عبارة عن حجاب يغطي السماء تدريجيًا.

تتشكل بشكل أساسي عندما تدفع الجبهة الباردة مقدمة دافئة للأعلى. وعلى الرغم من أن هطول الأمطار لا يصل إلى الأرض ، فإن ظهور الغيوم المتوسطة دائمًا تقريبًا (باستثناء ، ربما ، على شكل برج) يشير إلى تغير في الطقس إلى الأسوأ (على سبيل المثال ، عاصفة رعدية أو تساقط ثلوج). يحدث هذا بسبب حقيقة أن الهواء البارد نفسه أثقل بكثير من الهواء الدافئ ويتحرك على طول سطح كوكبنا ، فإنه يزيح الكتل الهوائية الساخنة بسرعة كبيرة - لذلك ، بسبب هذا ، مع ارتفاع رأسي حاد في الهواء الدافئ ، أولاً تتشكل السحب البيضاء من الطبقة الوسطى ، ثم تتشكل غيوم المطر التي تحمل غيوم السماء الرعد والبرق.

السحب المنخفضة (حتى 2 كم)

غيوم ستراتوس، غيوم المطر والسحب الركامية تحتوي على قطرات ماء تتجمد خلال موسم البرد وتتحول إلى جزيئات من الثلج والجليد. تقع منخفضة نوعًا ما - على مسافة تتراوح من 0.05 إلى 2 كم وهي عبارة عن غطاء متدلي منخفض كثيف وموحد ونادرًا ما توجد فوق السحب (أنواع أخرى). لون السحب رمادي. غيوم ستراتوس مثل مهاوي كبيرة. غالبًا ما يكون الطقس غائمًا مصحوبًا بهطول الأمطار (أمطار خفيفة ، ثلج ، ضباب).

غيوم التنمية الرأسية (الاتفاقيات)

السحب الركامية كثيفة للغاية. الشكل يشبه إلى حد ما القباب أو الأبراج ذات الخطوط العريضة الدائرية. يمكن أن تنكسر السحب الركامية في الرياح العاتية. تقع على مسافة 800 متر من سطح الأرض وما فوق ، سمكها من 1 إلى 5 كم. بعضها قادر على التحول إلى غيوم ركامية ويستقر فوق الغيوم.

يمكن أن تكون السحب الركامية على ارتفاع عالٍ إلى حدٍ ما (حتى 14 كم). تحتوي المستويات السفلية منها على الماء ، بينما تحتوي المستويات العليا على بلورات الجليد. دائمًا ما يكون مظهرهم مصحوبًا بزخات المطر والعواصف الرعدية ، وفي بعض الحالات - البرد.

تتشكل الركام والركام ، على عكس السحب الأخرى ، فقط مع ارتفاع عمودي سريع للغاية للهواء الرطب:

1. يرتفع الهواء الدافئ الرطب بشكل مكثف للغاية.
2. في الأعلى ، تتجمد قطرات الماء ، ويصبح الجزء العلوي من السحابة أثقل ، وينخفض ​​ويمتد باتجاه الريح.
3. بعد ربع ساعة ، بدأت عاصفة رعدية.

غيوم الغلاف الجوي العلوي

في بعض الأحيان في السماء يمكنك ملاحظة السحب الموجودة في الغلاف الجوي العلوي. على سبيل المثال ، على ارتفاع 20 إلى 30 كم ، تتشكل غيوم السماء أم اللؤلؤ ، والتي تتكون أساسًا من بلورات الجليد. وقبل غروب الشمس أو شروقها ، يمكنك غالبًا رؤية السحب الفضية الموجودة في الغلاف الجوي العلوي ، على مسافة حوالي 80 كيلومترًا (من المثير للاهتمام أن هذه السحب السماوية تم اكتشافها فقط في القرن التاسع عشر).

قد تكون الغيوم في هذه الفئة موجودة فوق السحب. على سبيل المثال ، سحابة الغطاء عبارة عن سحابة صغيرة وأفقية وطبقة علوية تقع غالبًا فوق السحب ، أي فوق الركام والركام. هذا النوعيمكن أن تتكون السحب فوق سحابة الرماد أو سحابة النار أثناء الانفجارات البركانية.

كم من الوقت تعيش الغيوم

تعتمد حياة السحب بشكل مباشر على رطوبة الهواء في الغلاف الجوي. إذا كانت صغيرة ، فإنها تتبخر بسرعة إلى حد ما (على سبيل المثال ، هناك غيوم بيضاء لا تعيش أكثر من 10-15 دقيقة). إذا كان هناك الكثير ، فيمكنهم الصمود لفترة طويلة. وقت طويل، انتظر تكوين ظروف معينة ، واسقط على الأرض في شكل هطول أمطار.

بغض النظر عن المدة التي تعيشها السحابة ، فإنها لن تكون أبدًا في حالة ثابتة. الجسيمات التي تتكون منها تتبخر وتعاود الظهور باستمرار. حتى لو لم تغير السحابة ارتفاعها ظاهريًا ، فهي في الواقع في حالة حركة مستمرة ، حيث أن القطرات الموجودة فيها تنزل ، وتنتقل إلى الهواء تحت السحابة وتتبخر.

سحابة في المنزل

من السهل جدًا صنع الغيوم البيضاء في المنزل. على سبيل المثال ، تعلم أحد الفنانين الهولنديين كيفية إنشائه في شقة. للقيام بذلك ، أطلق القليل من البخار من آلة الدخان عند درجة حرارة معينة ومستوى رطوبة وإضاءة معينة. السحابة ، التي اتضح أنها قادرة على الصمود لعدة دقائق ، والتي ستكون كافية لتصوير ظاهرة مذهلة.

السحب الركامية- سحب كثيفة بيضاء ناصعة خلال النهار مع تطور رأسي ملحوظ. يرتبط بتطور الحمل الحراري في طبقة التروبوسفير السفلى والوسطى جزئيًا.

غالبًا ما تحدث السحب الركامية في كتل الهواء الباردة في الجزء الخلفي من الإعصار ، ولكن غالبًا ما يتم ملاحظتها في الكتل الهوائية الدافئة في الأعاصير والأعاصير المضادة (باستثناء الجزء المركزي من الأخير).

في مناطق خطوط العرض المعتدلة والعالية ، يتم ملاحظتها بشكل رئيسي في الموسم الدافئ (النصف الثاني من الربيع والصيف والنصف الأول من الخريف) ، وفي المناطق الاستوائية على مدار السنة. كقاعدة عامة ، تظهر في منتصف النهار ويتم تدميرها بحلول المساء (على الرغم من أنه يمكن ملاحظتها فوق البحار في الليل).

أنواع السحب الركامية:

السحب الركامية كثيفة ومتطورة بشكل عمودي. لها قبة بيضاء أو قمم ركامية ذات قاعدة مسطحة رمادية أو زرقاء اللون. الخطوط العريضة حادة ، ومع ذلك ، مع وجود رياح عاصفة قوية ، يمكن أن تتمزق الحواف.

تقع السحب الركامية في السماء على شكل تراكمات منفصلة نادرة أو مهمة من السحب تغطي السماء بأكملها تقريبًا. عادة ما تكون السحب الركامية الفردية مبعثرة بشكل عشوائي ، ولكنها قد تشكل نتوءات وسلاسل. في نفس الوقت ، قواعدهم على نفس المستوى.

يعتمد ارتفاع الحد الأدنى للسحب الركامية بشدة على رطوبة الهواء السطحي وغالبًا ما يتراوح من 800 إلى 1500 متر ، وفي الكتل الهوائية الجافة (خاصة في السهوب والصحاري) يمكن أن يصل إلى 2-3 كيلومترات ، أحيانًا حتى 4-4.5 كم.

أسباب تكون السحب. مستوى التكثيف (نقطة الندى)

يحتوي هواء الغلاف الجوي دائمًا على كمية معينة من بخار الماء ، والذي يتكون نتيجة تبخر الماء من سطح الأرض والمحيط. يعتمد معدل التبخر بشكل أساسي على درجة الحرارة والرياح. كلما ارتفعت درجة الحرارة وزادت سعة البخار ، زاد التبخر.

يمكن أن يمتص الهواء بخار الماء حتى حد معين ، حتى يصبح كذلك ثري. إذا تم تسخين الهواء المشبع ، فسوف يكتسب مرة أخرى القدرة على استقبال بخار الماء ، أي سوف يصبح مرة أخرى غير مشبع. عندما يبرد الهواء غير المشبع ، فإنه يقترب من التشبع. وبالتالي ، فإن قدرة الهواء على احتواء أكثر أو أقل من بخار الماء تعتمد على درجة الحرارة.

كمية بخار الماء الموجودة في الهواء في الوقت الحالي (بالجرام لكل 1 م 3) تسمى الرطوبة المطلقة.

تسمى نسبة كمية بخار الماء الموجود في الهواء في لحظة معينة إلى الكمية التي يمكن أن يحتفظ بها عند درجة حرارة معينة الرطوبة النسبيةويتم قياسه كنسبة مئوية.

تسمى لحظة انتقال الهواء من حالة غير مشبعة إلى حالة مشبعة قطرة ندى(مستوى التكثيف). فكلما انخفضت درجة حرارة الهواء ، قل بخار الماء الذي يمكن أن يحتويه وزادت الرطوبة النسبية. هذا يعني أنه عندما يكون الهواء أكثر برودة ، تأتي نقطة الندى أسرع.

في بداية نقطة الندى ، أي عندما يتشبع الهواء تمامًا ببخار الماء ، عندما تقترب الرطوبة النسبية من 100٪ ، تكثيف بخار الماء- انتقال الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.

عندما يتكثف بخار الماء في الغلاف الجوي على ارتفاع عدة عشرات إلى مئات الأمتار وحتى كيلومترات ، سحاب.

يحدث هذا نتيجة تبخر بخار الماء من سطح الأرض وارتفاعه عن طريق تصاعد تيارات الهواء الدافئ. اعتمادًا على درجة حرارتها ، تتكون السحب من قطرات الماء أو بلورات الثلج والثلج. هذه القطرات والبلورات صغيرة جدًا لدرجة أن التيارات الصاعدة الضعيفة تبقيها في الغلاف الجوي. تسمى الغيوم المفرطة ببخار الماء ، ذات اللون الأرجواني الداكن أو الأسود تقريبًا ، بالسحب.

هيكل سحابة الركام التي تتوج TVP النشط

التيارات الهوائية في السحب الركامية

التدفق الحراري هو عمود من الهواء المتصاعد. يتم استبدال الهواء الدافئ المتصاعد بهواء بارد من الأعلى ، وتتشكل مناطق حركة الهواء الهابط على طول حواف تدفق الهواء. كلما كان التدفق أقوى ، أي كلما ارتفع الهواء الدافئ بشكل أسرع ، كلما حدث الاستبدال بشكل أسرع وزادت سرعة نزول الهواء البارد على طول الحواف.

في الغيوم ، تستمر هذه العمليات بالطبع. يرتفع الهواء الدافئ ويبرد ويتكثف. قطرات الماء ، مع الهواء البارد من الأعلى ، تسقط ، لتحل محل الماء الدافئ. نتيجة لذلك ، تتشكل دوامة من الهواء مع ارتفاع قوي في المركز وحركة هبوطية قوية بنفس القدر على طول الحواف.

تشكيل السحب الرعدية. دورة حياة السحابة الرعدية

الشروط اللازمة لظهور سحابة رعدية هي وجود ظروف لتطوير الحمل الحراري أو آلية أخرى تخلق تدفقات صاعدة ، واحتياطي رطوبة كافٍ لتكوين الترسيب ، ووجود بنية فيها بعض جزيئات السحابة في حالة سائلة ، وبعضها في حالة جليدية. هناك عواصف رعدية أمامية ومحلية: في الحالة الأولى ، يرجع تطور الحمل الحراري إلى مرور الجبهة ، وفي الحالة الثانية ، بسبب التسخين غير المتكافئ للسطح السفلي داخل كتلة هوائية واحدة.

يمكن كسرها دورة الحياةالرعد على عدة مراحل:

• تشكل السحب الركامية وتطورها بسبب عدم استقرار الكتلة الهوائية المحلية والحمل الحراري: تشكل السحب الركامية ؛
• المرحلة القصوى من تطور السحابة التراكمية ، عندما يتم ملاحظة هطول الأمطار الأشد ، ريح شديدةأثناء مرور جبهة عاصفة رعدية ، وكذلك أشد عاصفة رعدية. تتميز هذه المرحلة أيضًا بحركات هواء هبوطية مكثفة ؛
• تدمير عاصفة رعدية (تدمير السحب الركامية) ، انخفاض في شدة هطول الأمطار والعواصف الرعدية حتى نهايتها).

لذلك ، دعونا نتناول المزيد من التفاصيل حول كل مرحلة من مراحل تطور العاصفة الرعدية.

تشكيل السحب الركامية

لنفترض أنه نتيجة لمرور الجبهة أو التسخين الشديد للسطح السفلي بواسطة أشعة الشمس ، هناك حركة حرارية للهواء. عندما يكون الجو غير مستقر ، يرتفع الهواء الدافئ. عند صعوده ، يبرد الهواء بشكل ثابت ، ويصل إلى درجة حرارة معينة ، يبدأ عندها تكثيف الرطوبة الموجودة فيه. بدأت الغيوم في التكون. أثناء التكثيف ، يتم إطلاق طاقة حرارية كافية لزيادة ارتفاع الهواء. في هذه الحالة ، لوحظ تطور سحابة ركامية على طول الخط العمودي. يمكن أن يكون معدل التطور الرأسي من 5 إلى 20 م / ث ، وبالتالي فإن الحد الأعلى للسحابة التراكمية المتكونة ، حتى في الكتلة الهوائية المحلية ، يمكن أن يصل إلى 8 كيلومترات أو أكثر فوق سطح الأرض. أولئك. في غضون حوالي 7 دقائق ، يمكن أن تنمو سحابة الركام إلى ارتفاعات تصل إلى 8 كيلومترات وتتحول إلى سحابة ركامية. بمجرد أن تتجاوز السحابة الركامية المتنامية عموديًا تساوي درجة الحرارة الصفرية (درجة حرارة التجمد) عند ارتفاع معين ، تبدأ بلورات الجليد في الظهور في تكوينها ، على الرغم من أن العدد الإجمالي للقطرات (المبردة بالفعل) هو المسيطر. وتجدر الإشارة إلى أنه حتى في درجات حرارة أقل من 40 درجة ، يمكن أن تحدث قطرات فائقة التبريد من الماء. في نفس الوقت ، تبدأ عملية تكوين الترسيب. بمجرد أن يبدأ هطول الأمطار من السحابة ، تبدأ المرحلة الثانية من تطور عاصفة البرق.

المرحلة القصوى لتطور العواصف الرعدية

في هذه المرحلة ، وصلت السحابة التراكمية بالفعل إلى أقصى تطور رأسي لها ، أي وصلت إلى طبقة "القفل" من الهواء الأكثر استقرارًا - التروبوبوز. لذلك ، بدلاً من التطور الرأسي ، يبدأ الجزء العلوي من السحابة في التطور في اتجاه أفقي. يظهر ما يسمى ب "السندان" ، وهو السحب الرقيقة ، التي تتكون بالفعل من بلورات الجليد. في السحابة نفسها ، تشكل تيارات الحمل الحراري تدفقات هواء تصاعدية (من قاعدة السحابة إلى قمتها) ، ويؤدي هطول الأمطار إلى تدفقات تنازلية (موجهة من أعلى السحابة إلى قاعدتها ، ثم إلى سطح الأرض تمامًا). يبرد هطول الأمطار الهواء المجاور لهم ، أحيانًا بمقدار 10 درجات. يصبح الهواء أكثر كثافة ، ويزداد سقوطه على سطح الأرض ويصبح أسرع. في مثل هذه اللحظة ، عادة في الدقائق الأولى من هطول الأمطار ، يمكن ملاحظة شدة الرياح الشديدة بالقرب من الأرض ، مما يشكل خطورة على الطيران ويمكن أن يتسبب في أضرار جسيمة. هم الذين يطلق عليهم أحيانًا خطأً "إعصار" في غياب إعصار حقيقي. في الوقت نفسه ، لوحظت أشد عاصفة رعدية. يؤدي هطول الأمطار إلى غلبة التيارات الهوائية الهابطة في السحب الرعدية. المرحلة الثالثة والأخيرة من تطور العاصفة الرعدية قادمة - تدمير العاصفة الرعدية.

تدمير عاصفة البرق

يتم استبدال التيارات الهوائية الصاعدة في السحابة الركامية بالتيارات الهابطة ، وبالتالي منع وصول الهواء الدافئ والرطب ، المسؤول عن التطور الرأسي للسحابة. دُمِّرت السحابة الرعدية تمامًا ، ولم يتبق في السماء سوى "سندان" يتكون من السحب الرقيقة ، وهو أمر غير واعد على الإطلاق من وجهة نظر تكوين عاصفة رعدية.

المخاطر المرتبطة بالطيران بالقرب من السحب الركامية

كما ذكرنا سابقاً ، تتكون الغيوم من تكاثف الهواء الدافئ المتصاعد. بالقرب من الحافة السفلية لسحب الركام ، يتسارع الهواء الدافئ بسبب. تنخفض درجة الحرارة المحيطة ويحدث الاستبدال بشكل أسرع. قد تفوت الطائرة الشراعية المعلقة ، التي تكتسب تدفق الهواء الدافئ هذا ، اللحظة التي تكون سرعتها الأفقية أعلى من معدل الصعود ، ويتم امتصاصها في السحابة مع الهواء الصاعد.

في السحابة ، نظرًا للتركيز العالي لقطرات الماء ، تكون الرؤية تقريبًا صفرية ، على التوالي ، تفقد الطائرة الشراعية المعلقة اتجاهها في الفضاء على الفور ولم يعد بإمكانها تحديد مكان وكيفية طيرانها.

في أسوأ الحالات ، إذا ارتفع الهواء الدافئ بسرعة كبيرة (على سبيل المثال ، في السحب الرعدية) ، يمكن للطائرة الشراعية المعلقة أن تدخل بطريق الخطأ إلى منطقة مجاورة من ارتفاع وهبوط الهواء ، مما يؤدي إلى الانقلاب ، وعلى الأرجح تدمير الجهاز . أو سيتم رفع الطيار إلى ارتفاعات بدرجة حرارة دون الصفر قوية وهواء مخلخل.

التحليل والتنبؤ بالطقس على المدى القصير. الجبهات الجوية. علامات خارجية على الاقتراب من الجبهات الباردة والدافئة

تحدثت في محاضرات سابقة عن إمكانية التنبؤ بالطقس الطائر وغير الطائر ، اقتراب جبهة جوية أو أخرى.

أذكرك بذلك الجبهة الجويةهي منطقة انتقالية في طبقة التروبوسفير بين كتل هوائية متجاورة مختلفة الخصائص الفيزيائية.

عند استبدال وخلط كتلة من الهواء بأخرى ذات خصائص فيزيائية ممتازة - درجة الحرارة والضغط والرطوبة - مختلفة ظاهرة طبيعية، والتي يمكن استخدامها لتحليل والتنبؤ بحركة هذه الكتل الهوائية.

لذلك ، عندما تقترب الجبهة الدافئة ، تظهر سلائفها ، السحب الرقيقة ، في يوم واحد. تطفو مثل الريش على ارتفاع 7-10 كم. فى ذلك التوقيت الضغط الجويينزل. عادة ما يرتبط وصول الجبهة الدافئة بالاحترار وتساقط الأمطار الغزيرة.

مع بداية الجبهة الباردة ، على العكس من ذلك ، ترتبط السحب المطيرة الطبقية ، تتراكم مثل الجبال أو الأبراج ، ويتساقط هطول الأمطار منها على شكل زخات مع زخات وعواصف رعدية. مع مرور الجبهة الباردة ، يرتبط التبريد وزيادة الرياح.

الأعاصير والأعاصير المضادة

تدور الأرض وتشارك كتل الهواء المتحركة أيضًا في هذه الحركة الدائرية ، حيث تلتف في دوامة. تسمى هذه الزوابع الجوية الضخمة بالأعاصير الحلزونية والأعاصير المضادة.

إعصار- دوامة جوية ذات قطر ضخم مع انخفاض ضغط الهواء في المركز.

أنتيكلون- دوامة جوية مع زيادة ضغط الهواء في المركز مع تناقصها التدريجي من الجزء المركزي إلى المحيط.

يمكننا أيضًا التنبؤ ببدء حدوث إعصار أو إعصار مضاد من خلال تغيير الطقس. لذلك يجلب الإعصار معه طقسًا غائمًا مع هطول الأمطار في الصيف وتساقط الثلوج في الشتاء. والأعاصير - طقس صافٍ أو غائم وهادئ وقلة هطول الأمطار. هناك طبيعة مستقرة للطقس ، أي. لا يتغير بشكل ملحوظ بمرور الوقت. من وجهة نظر الرحلات الجوية ، نحن بالطبع مهتمون أكثر بالأعاصير المضادة.

جبهة باردة. هيكل السحب في جبهة باردة

دعنا نعود إلى الجبهات. عندما نقول أن جبهة باردة "قادمة" ، فإننا نعني أن كتلة كبيرة من الهواء البارد تتحرك نحو هواء أكثر دفئًا. الهواء البارد أثقل ، والهواء الدافئ أخف ، لذا يبدو أن الكتلة الباردة المتقدمة تزحف تحت الماء الدافئ ، وتدفعها للأعلى. هذا يخلق حركة صعودية قوية للهواء.

يبرد الهواء الدافئ المتصاعد بسرعة في الغلاف الجوي العلوي ويتكثف ، وتظهر السحب. كما قلت ، هناك حركة تصاعدية ثابتة للهواء ، لذلك تنمو الغيوم ، التي تحتوي على إمدادات ثابتة من الهواء الدافئ الرطب. أولئك. الجبهة الباردة تجلب الركام والركام الطبقي والغيوم المطيرة مع تطور رأسي جيد.

تتحرك الجبهة الباردة ، وتندفع الجبهة الدافئة ، وتصبح الغيوم مشبعة برطوبة مكثفة. في مرحلة ما ، تتساقط الأمطار الغزيرة ، كما لو كانت تتساقط الزائدة حتى تتجاوز قوة الحركة الصعودية للهواء الدافئ مرة أخرى جاذبية قطرات الماء.

الجبهة الدافئة. هيكل السحب في جبهة دافئة

تخيل الآن الصورة المعاكسة: يتحرك الهواء الدافئ باتجاه الهواء البارد. الهواء الدافئ أخف ، وعندما يتحرك ، فإنه يتسلل إلى الهواء البارد ، وينخفض ​​الضغط الجوي ، لأن. مرة أخرى ، عمود من الهواء الأخف يضغط بشكل أقل.

عندما يتسلق الهواء الدافئ ، يبرد ويتكثف. يظهر غائم. لكن لا توجد حركة تصاعدية للهواء: فقد انتشر الهواء البارد بالفعل في الأسفل ، وليس لديه ما يدفع للخارج ، والهواء الدافئ موجود بالفعل في الأعلى. لان لا توجد حركة تصاعدية للهواء ، ويتم تبريد الهواء الدافئ بالتساوي. تبين أن الغيوم مستمر ، دون أي تطور رأسي - السحب الرقيقة.

الأخطار المرتبطة بظهور الجبهات الباردة والدافئة

كما قلت سابقًا ، تتميز بداية الجبهة الباردة بحركة تصاعدية قوية للهواء الدافئ ، ونتيجة لذلك ، الإفراط في نمو السحب الركامية والعواصف الرعدية. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي التغيير الحاد في الحركة الصاعدة للهواء الدافئ والحركة الهبوطية المجاورة للهواء البارد ، سعياً لاستبداله ، إلى اضطراب شديد. يشعر الطيار بهذا على أنه اضطراب قوي مع لفات مفاجئة حادة وخفض / رفع أنف الجهاز.

يمكن أن يؤدي الاضطراب في أسوأ الحالات إلى الشقلبة ، بالإضافة إلى أن عمليات إقلاع الجهاز وهبوطه معقدة ، ويتطلب الطيران بالقرب من المنحدرات مزيدًا من التركيز.

يمكن للعواصف الرعدية المتكررة والشديدة أن تجر طيارًا غافلًا أو متنقلًا بعيدًا ، وسيحدث الانقلاب بالفعل في السحابة ، مما يؤدي إلى ارتفاع كبير ، حيث يكون الجو باردًا ولا يوجد أكسجين - وموت محتمل.

الجبهة الدافئة لا تفيد كثيرًا في الرحلات الجوية المرتفعة بشكل جيد ولا تشكل أي خطر ، باستثناء ربما خطر التعرض للبلل.

الجبهات الثانوية

يسمى المقطع داخل نفس الكتلة الهوائية ، ولكن بين مناطق الهواء ذات درجات الحرارة المختلفة الجبهة الثانوية. تم العثور على الجبهات الباردة الثانوية بالقرب من سطح الأرض في أحواض الضغط (مناطق الضغط المنخفض) في الجزء الخلفي من الإعصار خلف الجبهة الرئيسية ، حيث يحدث تقارب الرياح.

يمكن أن يكون هناك عدة جبهات باردة ثانوية ، ويفصل كل منها الهواء البارد عن الهواء البارد. الطقس على الجبهة الباردة الثانوية مشابه للطقس على الجبهة الباردة ، ولكن بسبب التباين الأصغر في درجات الحرارة ، تكون جميع ظواهر الطقس أقل وضوحًا ، أي الغيوم أقل تطوراً ، عمودياً وأفقياً. منطقة هطول الأمطار ، 5-10 كم.

في الصيف ، تسود السحب الركامية المصحوبة بالعواصف الرعدية والبرد والعواصف والاضطرابات الشديدة والجليد على الجبهات الباردة الثانوية ، وفي الشتاء ، العواصف الثلجية العامة ، والشحنات الثلجية التي تضعف الرؤية إلى أقل من كيلومتر واحد. عمودياً يتم تطوير الجبهة حتى 6 كم في الصيف وتصل إلى 1-2 كم في الشتاء.

جبهات الانسداد

جبهات الانسدادتكونت نتيجة إغلاق الجبهات الباردة والدافئة وتهجير الهواء الدافئ لأعلى. تحدث عملية الإغلاق في الأعاصير ، حيث تتفوق الجبهة الباردة ، التي تتحرك بسرعة عالية ، على الجبهة الدافئة. في هذه الحالة ، يبتعد الهواء الدافئ عن الأرض ويدفع لأعلى ، وتتحرك الجبهة القريبة من سطح الأرض في جوهرها تحت تأثير حركة كتلتين من الهواء البارد.

اتضح أن ثلاث كتل هوائية تشارك في تشكيل جبهة الانسداد - اثنتان باردتان وواحدة دافئة. إذا كانت كتلة الهواء البارد خلف الجبهة الباردة أكثر دفئًا من الكتلة الباردة أمام الجبهة ، فعندئذٍ ، أثناء إزاحة الهواء الدافئ لأعلى ، ستتدفق في نفس الوقت إلى الكتلة الأمامية الأكثر برودة. هذه الجبهة تسمى انسداد دافئ(رسم بياني 1).

أرز. 1. مقدمة من الانسداد الدافئ على المقطع الرأسي وعلى خريطة الطقس.

إذا كانت الكتلة الهوائية خلف الجبهة الباردة أبرد من الكتلة الهوائية أمام الجبهة الدافئة ، فإن هذه الكتلة الخلفية سوف تتدفق تحت الكتلة الهوائية الدافئة وتحت كتلة الهواء الباردة الأمامية. هذه الجبهة تسمى انسداد بارد(الصورة 2).

أرز. 2. جبهة الانسداد البارد على المقطع الرأسي وعلى خريطة الطقس.

تمر جبهات الانسداد بعدد من المراحل في تطورها. تتم ملاحظة أصعب الظروف الجوية على جبهات الانسداد في اللحظة الأولى لإغلاق الجبهات الحرارية والباردة. خلال هذه الفترة ، يكون النظام السحابي عبارة عن مزيج من السحب من الجبهات الدافئة والباردة. يبدأ هطول الأمطار ذات الطبيعة العامة في التساقط من السحب الطبقية والغيوم الركامية ، في المنطقة الأمامية تتحول إلى زخات.

فالريح قبل أن تزداد مقدمة الانسداد الدافئة ، وبعد مرورها تضعف وتستدير إلى اليمين.

قبل انسداد الجبهة الباردة ، تزداد الريح إلى عاصفة ، وبعد مرورها تضعف وتتحول بحدة إلى اليمين. عندما يتم إزاحة الهواء الدافئ إلى طبقات أعلى ، تتآكل واجهة الانسداد تدريجياً ، وتقل القوة الرأسية للنظام السحابي ، وتظهر المساحات الخالية من السحب. غيوم نيمبوستراتوس تتحول تدريجياً إلى طبقية ، وطبقة علوية إلى سحب ركامية متوسطة و سمحاقية طبقية إلى سحب ركامية. توقف هطول الأمطار. يتجلى مرور الجبهات القديمة من الانسداد في تدفق السحب الركامية العالية من 7-10 نقاط.

تكاد تكون ظروف الملاحة عبر منطقة مقدمة الانسداد في المرحلة الأولى من التطوير مماثلة لظروف الملاحة ، على التوالي ، عند عبور منطقة الجبهات الدافئة أو الباردة.

عواصف رعدية جماعية

تصنف العواصف الرعدية عمومًا إلى نوعين رئيسيين: في الكتلة والجبهة. العواصف الرعدية الأكثر شيوعًا هي العواصف الرعدية الداخلية (المحلية) التي تحدث بعيدًا عن المناطق الأمامية وترجع إلى خصائص الكتل الهوائية المحلية.

عاصفة رعديةهي عاصفة رعدية مرتبطة بالحمل داخل كتلة هوائية.

وتكون مدة هذه العواصف الرعدية قصيرة ولا تتجاوز عادة ساعة واحدة. يمكن أن ترتبط العواصف الرعدية المحلية بواحدة أو أكثر من خلايا السحب الركامية وتذهب خلال المراحل القياسية للتطور: ولادة سحابة ركامية ، والتطور المفرط إلى عاصفة رعدية ، وهطول الأمطار ، والاضمحلال.

عادةً ما ترتبط العواصف الرعدية داخل الكتلة بخلية واحدة ، على الرغم من وجود عواصف رعدية متعددة الخلايا داخل الكتلة. في نشاط العواصف الرعدية متعددة الخلايا ، تخلق تيارات الهواء البارد الهابطة للسحابة "الأم" تيارًا صاعدًا يشكل السحابة الرعدية "الابنة". وبالتالي ، يمكن تشكيل سلسلة من الخلايا.

علامات تحسن الطقس

1. ضغط الهواء مرتفع ، تقريبًا غير متغير أو يرتفع ببطء.
2. يتم التعبير عن الاختلاف النهاري في درجة الحرارة بشكل حاد: خلال النهار يكون الجو حارًا وفي الليل يكون باردًا.
3. الريح ضعيفة وتشتد قرابة الظهيرة وتهدأ في المساء.
4. السماء صافية طوال اليوم أو مغطاة بالغيوم الركامية تختفي في المساء. الرطوبة النسبيةيتناقص الهواء خلال النهار ويزيد في الليل.
5. خلال النهار ، تكون السماء زرقاء لامعة ، والشفق قصير ، والنجوم تلمع بصوت خافت. في المساء يكون الفجر أصفر أو برتقالي.
6. كثرة الندى أو الصقيع في الليل.
7. ضباب فوق السهول ، يشتد ليلاً ويختفي نهاراً.
8. في الليل يكون الجو أكثر دفئًا في الغابة منه في الحقل.
9. الدخان يتصاعد من المداخن والحرائق.
10. السنونو يطير عالياً.

علامات سوء الاحوال الجوية

1. يتقلب الضغط بشكل حاد أو ينخفض ​​باستمرار.
2. دورة يوميةيتم التعبير عن درجة الحرارة بشكل ضعيف أو بانتهاك المسار العام (على سبيل المثال ، في الليل ترتفع درجة الحرارة).
3. تكثف الرياح ، وتغير اتجاهها بشكل حاد ، ولا تتزامن حركة الطبقات السفلية من السحب مع حركة الطبقات العليا.
4. السحب يتزايد. على الجانب الغربي أو الجنوبي الغربي من الأفق ، تظهر سحب سمحاقية ، تنتشر في جميع أنحاء السماء. يتم استبدالها بسحب altostratus و nimbostratus.
5. إنه خانق منذ الصباح. تنمو السحب الركامية صعودًا ، وتتحول إلى ركامية - إلى عاصفة رعدية.
6. فجر الصباح والمساء أحمر.
7. في الليل لا تهدأ الريح بل تشتد.
8. تظهر الدوائر الضوئية (الهالات) في السحب الرقيقة حول الشمس والقمر. في السحب من الطبقة الوسطى - التيجان.
9. لا يوجد ندى الصباح.
10. السنونو يطير على ارتفاع منخفض. النمل يختبئ في عش النمل.

موجات ثابتة

موجات ثابتة- هذا نوع من تحويل الحركة الأفقية للهواء إلى موجة. يمكن أن تحدث الموجة عندما تلتقي الكتل الهوائية سريعة الحركة بسلاسل جبلية ذات ارتفاع كبير. الشرط الضروري لحدوث الموجة هو استقرار الغلاف الجوي الممتد إلى ارتفاع كبير.

لرؤية نموذج الموجة الجوية ، يمكنك الذهاب إلى التيار ومعرفة كيفية حدوث التدفق حول الحجر المغمور. الماء ، الذي يتدفق حول الحجر ، يرتفع أمامه ، مكونًا نوعًا من الألواح الليفية. خلف الحجر تتشكل تموجات أو سلسلة من الموجات. يمكن أن تكون هذه الموجات كبيرة جدًا في مجرى سريع وعميق. يحدث شيء مشابه في الغلاف الجوي.

عندما تتدفق سلسلة جبلية ، تزداد سرعة التدفق ويقل الضغط فيها. لذلك ، يتم تقليل طبقات الهواء العليا إلى حد ما. بعد اجتياز القمة ، يقلل التدفق من سرعته ، ويزداد الضغط فيه ، ويرتفع جزء من الهواء. يمكن لمثل هذه النبضة التذبذبية أن تسبب حركة شبيهة بحركة التدفق خلف الحافة (الشكل 3).

أرز. 3. مخطط تشكيل الموجات الثابتة:
1 - التدفق غير المضطرب ؛ 2 - التدفق الهابط فوق العائق ؛ 3 - سحابة عدسية أعلى الموجة ؛ 4 - غطاء السحابة ؛ 5 - سحابة دوارة عند قاعدة الموجة

غالبًا ما تنتشر هذه الموجات الثابتة على ارتفاعات عالية. تم تسجيل تبخر طائرة شراعية في تيار موجي إلى ارتفاع يزيد عن 15000 متر ، ويمكن أن تصل السرعة الرأسية للموجة إلى عشرات الأمتار في الثانية. تتراوح المسافات بين "المطبات" المجاورة أو الطول الموجي من 2 إلى 30 كم.

ينقسم تدفق الهواء خلف الجبل في الارتفاع إلى طبقتين تختلفان بشكل حاد عن بعضهما البعض - طبقة من الموجات الفرعية المضطربة ، يتراوح سمكها من عدة مئات من الأمتار إلى عدة كيلومترات ، وطبقة موجة صفائحية تقع فوقها.

من الممكن استخدام تدفقات الموجة إذا كانت هناك سلسلة من التلال الثانية مرتفعة بدرجة كافية في المنطقة المضطربة ومثل هذه المسافة بحيث لا تؤثر منطقة الدوار من الأول على الحافة الثانية. في هذه الحالة ، يدخل الطيار ، بدءًا من الحافة الثانية ، على الفور في منطقة الموجة.

مع وجود رطوبة هواء كافية ، تظهر سحب عدسية على قمم الأمواج. تقع الحافة السفلية لهذه السحب على ارتفاع لا يقل عن 3 كم ، ويصل تطورها الرأسي إلى 2-5 كم. من الممكن أيضًا تكوين غطاء سحابة مباشرة فوق قمة الجبل وغيوم دوارة خلفها.

على الرغم من ريح شديدة(يمكن أن تحدث موجة عندما تكون سرعة الرياح 8 م / ث على الأقل) ، فهذه السحب لا تتحرك بالنسبة إلى الأرض. عندما يقترب "جسيم" معين من تدفق الهواء من قمة جبل أو موجة ، تتكثف الرطوبة الموجودة فيه وتتشكل سحابة.

خلف الجبل ، يذوب الضباب المتشكل ، ويعود "جسيم" التيار إلى الشفافية مرة أخرى. فوق الجبل وعلى قمم الأمواج تزداد سرعة تدفق الهواء.

في هذه الحالة ينخفض ​​ضغط الهواء. من دورة مدرسيةالفيزياء (قوانين الغاز) من المعروف أنه مع انخفاض الضغط وغياب التبادل الحراري مع البيئة ، تنخفض درجة حرارة الهواء.

يؤدي انخفاض درجة حرارة الهواء إلى تكثف الرطوبة وتكون السحب. خلف الجبل ، يتباطأ التدفق ، ويزداد الضغط ، وترتفع درجة الحرارة. السحابة تختفي.

يمكن أن تظهر الموجات الثابتة أيضًا على تضاريس مسطحة. في هذه الحالة ، قد يكون سبب تكوينها جبهة باردة أو دوامات (دوارات) تحدث بسرعات واتجاهات مختلفة لحركة طبقتين متجاورتين من الهواء.

الطقس الجبلي. ملامح تغيرات الطقس في الجبال

الجبال أقرب إلى الشمس ، وبالتالي ترتفع درجة حرارتها بشكل أسرع وأفضل. وهذا يؤدي إلى تكوين تيارات حرارية قوية وتشكيل سريع للسحب ، بما في ذلك العواصف الرعدية.

بالإضافة إلى ذلك ، تعد الجبال جزءًا كبيرًا من سطح الأرض. تهب الرياح ، التي تمر فوق الجبال ، نتيجة الانحناء حول العديد من العوائق ذات الأحجام المختلفة - من متر (حجارة) إلى بضعة كيلومترات (الجبال نفسها) - ونتيجة لاختلاط الهواء العابر بالحمل الحراري التيارات.

لذلك ، تتميز التضاريس الجبلية بالحرارة القوية المقترنة بالاضطراب القوي والرياح القوية ذات الاتجاهات المختلفة ونشاط العواصف الرعدية.

تحليل الحوادث والمتطلبات المتعلقة بالأحوال الجوية

أكثر الحوادث الكلاسيكية المرتبطة بظروف الأرصاد الجوية هي النفخ أو الطيران الذاتي للجهاز إلى منطقة الدوار في الجزء المواجه للريح من الجبل (على نطاق أصغر - الدوار من العائق). الشرط الأساسي لذلك هو المغادرة مع تدفق خط التلال على ارتفاع منخفض أو جهل عادي للنظرية. التحليق في الدوار محفوف على الأقل باضطراب مزعج ، بحد أقصى - الشقلبة وتدمير الجهاز.

الحادث الثاني المذهل يتم امتصاصه في السحابة. الشرط الأساسي لذلك هو معالجة TVP بالقرب من حافة السحابة ، جنبًا إلى جنب مع شرود الذهن ، أو الشجاعة المفرطة ، أو الجهل بخصائص طيران جهاز الفرد. مما يؤدي إلى فقدان الرؤية والتوجيه في الفضاء ، في أسوأ الأحوال - إلى الشقلبة والإلقاء على ارتفاع غير قابل للاستخدام.

أخيرًا ، الحدث الكلاسيكي الثالث هو "الالتفاف" والسقوط على منحدر أو على الأرض أثناء الهبوط في يوم حر. والشرط أن يطير بالعصا ، أي. بدون احتياطي السرعة للمناورة.

تاراسوف

مثل الضباب ، تتشكل الغيوم عن طريق تكثيف بخار الماء إلى حالة سائلة وصلبة. يحدث التكثيف إما نتيجة زيادة الرطوبة المطلقة للهواء ، أو نتيجة لانخفاض درجة حرارة الهواء. في الممارسة العملية ، يشارك كلا العاملين في تكوين السحب.

تشكل السحب نتيجة الحمل الحراري.

تشكل السحب فوق جبهة جوية دافئة.

تشكل السحب فوق جبهة جوية باردة.

يرجع الانخفاض في درجة حرارة الهواء ، أولاً ، إلى ارتفاع (حركة تصاعدية) الكتل الهوائية ، وثانيًا ، إلى تأخر الكتل الهوائية - حركتها في اتجاه أفقي ، بسبب الهواء الدافئ يمكن أن يكون فوق سطح الأرض البارد.

نحن نقتصر على مناقشة تكوين السحب الناجم عن انخفاض درجة حرارة الهواء أثناء الحركة الصعودية. من الواضح أن مثل هذه العملية تختلف اختلافًا كبيرًا عن تكوين الضباب - فبعد كل شيء ، لا يرتفع الضباب عمليًا ، ويبقى مباشرة على سطح الأرض.

ما الذي يجعل الهواء يرتفع؟ هناك أربعة أسباب للحركة الصاعدة للكتل الهوائية. السبب الأول هو الحمل الحراري للهواء في الغلاف الجوي. في يوم حار ، تقوم أشعة الشمس بتسخين سطح الأرض بقوة ، وتنقل الحرارة إلى الكتل الهوائية الأرضية - ويبدأ صعودها. غالبًا ما تكون السحب الركامية والسحب الركامية من أصل الحمل.

تبدأ عملية تكوين السحب بحقيقة أن بعض الكتلة الهوائية ترتفع. كلما ارتفعت ، سوف يتمدد الهواء. يمكن اعتبار هذا التمدد ثابتًا ، نظرًا لأن الهواء يرتفع بسرعة نسبيًا ، وبالتالي ، مع حجم كبير بما فيه الكفاية (ويشارك حجم كبير من الهواء في تكوين السحابة) ، فإن التبادل الحراري بين الهواء الصاعد والبيئة ببساطة ليس لديه وقت لحدوثه أثناء الارتفاع. أثناء التمدد الأديباتي ، لا يعمل الهواء ، دون تلقي حرارة من الخارج ، إلا بسبب طاقته الداخلية ، ثم يبرد. لذلك ، سيتم تبريد الهواء المتصاعد.

عندما تنخفض درجة الحرارة الأولية T 0 للهواء الصاعد إلى نقطة الندى T p ، المقابلة لمرونة البخار الموجود فيه ، ستصبح عملية تكثيف هذا البخار ممكنة. في وجود نوى التكثيف في الغلاف الجوي (وهي موجودة دائمًا تقريبًا) ، تبدأ هذه العملية حقًا. الارتفاع H ، الذي يبدأ عنده تكثيف البخار ، يحدد الحد الأدنى للسحابة المتكونة. يطلق عليه مستوى التكثيف. في علم الأرصاد الجوية ، يتم استخدام صيغة تقريبية للارتفاع H (ما يسمى بصيغة فيريل):

H \ u003d 120 (T 0 -T ص) ،

حيث يتم قياس H بالأمتار.

يعبر الهواء الذي يستمر في التدفق من الأسفل مستوى التكثيف ، وتحدث عملية تكثيف البخار بالفعل فوق هذا المستوى - تبدأ السحابة في النمو في الارتفاع. سيتوقف التطور الرأسي للسحابة عندما يتوقف الهواء ، بعد أن يبرد ، عن الارتفاع. في هذه الحالة ، ستتشكل حد علوي غير واضح للسحابة. يطلق عليه مستوى الحمل الحراري. إنه يقع أعلى قليلاً من المستوى الذي تصبح فيه درجة حرارة الهواء الصاعد مساوية لدرجة حرارة الهواء المحيط.

السبب الثاني لارتفاع الكتل الهوائية يعود إلى التضاريس. قد تلتقي الرياح التي تهب على طول سطح الأرض بالجبال أو الارتفاعات الطبيعية الأخرى في طريقها. للتغلب عليهم ، تضطر الجماهير الهوائية إلى الانتفاضة. تسمى الغيوم المتكونة في هذه الحالة السحب ذات الأصل الأوروغرافي (من الكلمة اليونانية oros ، والتي تعني "الجبل"). من الواضح أن هذه السحب لا تتلقى تطورًا كبيرًا في الارتفاع (فهي محدودة بارتفاع الارتفاع الذي يتغلب عليه الهواء) ؛ في هذه الحالة ، تظهر غيوم ستراتوس ونيمبوستراتوس.

السبب الثالث لارتفاع الكتل الهوائية هو ظهور جبهات جوية دافئة وباردة. يحدث تكوين السحب بشكل مكثف بشكل خاص فوق جبهة دافئة - عندما تضطر كتلة هواء دافئة ، تتقدم على كتلة هواء بارد ، إلى الانزلاق على إسفين من الهواء البارد المتراجع. السطح الأمامي (سطح الإسفين البارد) لطيف للغاية - درجة ميله إلى السطح الأفقي هي 0.005-0.01 فقط. لذلك ، فإن الحركة الصعودية للهواء الدافئ تختلف قليلاً عن الحركة الأفقية ؛ نتيجة لذلك ، فإن الغيوم الذي ينشأ فوق الإسفين البارد يتطور بشكل ضعيف في الارتفاع ، ولكن له مدى أفقي كبير. تسمى هذه الغيوم السحب المنحدرة. في المستويين السفلي والوسطى ، هذه هي غيوم nimbostratus و altostratus ، وفي الطبقة العليا - cirrostratus و cirrus (من الواضح أن غيوم الطبقة العليا قد تشكلت بالفعل بعيدًا خلف الخط الأمامي للغلاف الجوي). يمكن قياس المدى الأفقي للسحب المنزلق لأعلى بمئات الكيلومترات.

يحدث تكوين السحب أيضًا فوق جبهة الغلاف الجوي الباردة - عندما تتحرك كتلة الهواء البارد المتقدمة تحت كتلة من الهواء الدافئ وبالتالي ترفعها. في هذه الحالة ، قد تتشكل أيضًا السحب الركامية بالإضافة إلى السحب المتصاعدة.

السبب الرابع لارتفاع الكتل الهوائية هو الأعاصير. تتحرك الكتل الهوائية على طول سطح الأرض ، وتلتف باتجاه مركز المنخفض في إعصار. يتراكمون هناك ، يخلقون انخفاضًا في الضغط على طول الخط العمودي والاندفاع لأعلى. يؤدي الارتفاع الشديد للهواء إلى حدود طبقة التروبوسفير إلى تكوين سحابة قوية - تظهر السحب ذات الأصل الإعصاري. يمكن أن تكون نيمبوس طبقية ، altostratus ، غيوم ركامية. يتساقط هطول الأمطار من كل هذه السحب ، مما يؤدي إلى ظهور طقس ممطر يتميز به الإعصار.

استنادًا إلى كتاب إل في تاراسوف "الرياح والعواصف الرعدية في الغلاف الجوي للأرض". - دولجوبرودني:دار النشر "الفكر", 2011.
معلومات عن كتب دار النشر "إنتلكت" - على الموقع