Γιατί σχηματίζονται σύννεφα κατά τη μεταφόρτωση του τσιμέντου. Πώς σχηματίζονται τα σύννεφα; Τύποι σύννεφων με περιγραφές και φωτογραφίες. σύννεφα της ανώτερης ατμόσφαιρας

Ο κύριος λόγος σχηματισμού νεφών είναι κίνηση του αέρα προς τα πάνω. Κατά τη διάρκεια τέτοιων κινήσεων, ο αέρας ψύχεται αδιαβατικά και οι υδρατμοί που περιέχονται σε αυτόν φθάνουν σε κορεσμό και πυκνώνουν: η ανοδική κίνηση σε αυτή την περίπτωση μπορεί να οφείλεται σε διάφορους λόγους: θέρμανση του αέρα από κάτω από την κάτω επιφάνεια, ολίσθησή του κατά μήκος μιας κεκλιμένης μετωπικής επιφάνειας και κινείται προς τα πάνω κατά μήκος των πλαγιών ενός λόφου και πολλά άλλα. Ένας σημαντικός παράγοντας στο σχηματισμό νεφών είναι επίσης η τυρβώδης κίνηση. Εξαιτίας του οποίου οι υδρατμοί μετακινούνται από τα κατώτερα στρώματα στα υψηλότερα. Σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό νεφών παίζει επίσης η ψύξη του αέρα από ακτινοβολία, καθώς και οι κυματικές κινήσεις στην ατμόσφαιρα στην επιφάνεια της αναστροφής.

Τα κύρια προϊόντα του σχηματισμού νεφών είναι συνήθως σταγονίδια νερού. Εάν σχηματιστούν σύννεφα σε ένα στρώμα με θερμοκρασία κάτω από 0, τότε αποτελούνται από υπερψυγμένα σταγονίδια. Τα σύννεφα που αποτελούνται από σταγόνες ονομάζονται νερό. Σε αρκετά χαμηλές αρνητικές θερμοκρασίες, τα σύννεφα αποτελούνται από κρυστάλλους πάγου και ονομάζονται παγωμένος/κρύσταλλος. Τα σύννεφα μπορούν επίσης να αποτελούνται ταυτόχρονα από υπερψυγμένες σταγόνες νερού και κρυστάλλους πάγου και ονομάζονται μικτός. Η κατακόρυφη ισχύς αυτών των (μεικτών) νεφών είναι μεγάλη, ειδικά στην περίπτωση της μακροχρόνιας ύπαρξής τους, ξεπερνούν σημαντικά τη δύναμη του νερού και των νεφών πάγου. Τα μικρότερα σταγονίδια νερού και κρυστάλλων πάγου που αποτελούν τα σύννεφα έχουν αμελητέο βάρος. Η ταχύτητα της πτώσης τους είναι πολύ μικρή και μια ελαφρά ανοδική κίνηση του αέρα είναι αρκετή για να κάνει σταγονίδια νερού και κρυστάλλους πάγου να επιπλέουν στον αέρα και ακόμη και να ανεβαίνουν. Τα σύννεφα κινούνται οριζόντια με τη βοήθεια του ανέμου. Τα σύννεφα είναι υψηλότερα το καλοκαίρι από το χειμώνα. Καθώς αυξάνεται το γεωγραφικό πλάτος, το ύψος του σύννεφου μειώνεται.

Ιδιότητες των νεφών και τα κύρια γένη τους.

Σύμφωνα με τη διεθνή ταξινόμηση, όλα τα σύννεφα χωρίζονται σε 4 οικογένειες ανάλογα με τη φύση της δομής και το ύψος στο οποίο σχηματίζονται.

Πάνω σύννεφαείναι συνήθως παγωμένα - αυτά είναι λεπτά, διαφανή, ελαφριά σύννεφα χωρίς σκιά άσπρο χρώμα. Ο ήλιος λάμπει μέσα τους, τα αντικείμενα δίνουν μια σκιά.

Σύννεφα μεσαίας και κατώτερης βαθμίδαςσυνήθως είναι νερό ή ανάμεικτα. Ωστόσο, το χειμώνα, σε αρκετά χαμηλές αρνητικές θερμοκρασίες, τα σύννεφα αυτών των βαθμίδων μπορούν να μετατραπούν σε παγωμένα. Τα μεσαία σύννεφα είναι πιο πυκνά από τα κίρους. Μπορούν να προκαλέσουν έγχρωμες κορώνες γύρω από τον ήλιο ή το φεγγάρι.

Σύννεφα κάθετης ανάπτυξηςή σύννεφα μεταφοράς σχηματίζονται από ανοδικές ροές αέρα. Δεδομένου ότι η μεταφορά σε ξηρά εύκρατα γεωγραφικά πλάτηεμφανίζεται κυρίως τη ζεστή εποχή, όταν ο αέρας θερμαίνεται σημαντικά από κάτω, από την υποκείμενη επιφάνεια, τότε κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου παρατηρείται η μεγαλύτερη συχνότητα νεφών κατακόρυφης ανάπτυξης. Τα σύννεφα μεταφοράς έχουν ημερήσια πορεία. Στην ξηρά, αυτά τα σύννεφα εμφανίζονται το καλοκαίρι και το πρωί, φτάνουν στη μέγιστη ανάπτυξή τους γύρω στο μεσημέρι και εξαφανίζονται το βράδυ. Πάνω από τις θερμαινόμενες πλαγιές των βουνών και των νερών σχηματίζονται πιο συχνά πεδινά σύννεφα κάθετης ανάπτυξης παρά στις πεδιάδες.

Τύποι σύννεφων:

- cirrus - ξεχωριστά λεπτά ελαφρά σύννεφα λευκού χρώματος, συχνά γυαλιστερά, ινώδη ή πόσιμο, μοιάζουν με νιφάδες, γάντζους, κλωστές ή φτερά

- Τα σύννεφα cirrocumulus είναι μικρές λευκές νιφάδες ή μικρές μπάλες (αρνιά) που μοιάζουν με κομμάτια χιονιού χωρίς σκιές, διατεταγμένα σε ομάδες ή σειρές, συχνά μοιάζουν με κυματισμούς / λέπια ψαριού.

- cirro-stratified - ένα λεπτό υπόλευκο πέπλο εμφανίσεων, που συχνά καλύπτει ολόκληρο τον ουρανό, δίνοντάς του μια γαλακτολευκή απόχρωση, μερικές φορές το πέπλο αποκαλύπτει μια ινώδη δομή. Αυτά τα σύννεφα είναι η αιτία του σχηματισμού οπτικών φαινομένων - πρόκειται για μεγάλους άχρωμους κύκλους γύρω από τον ήλιο / το φεγγάρι. Αυτοί οι κύκλοι σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της διάθλασης και της ανάκλασης του φωτός στους παγοκρυστάλλους.

- altocumulus - έχουν τη μορφή πλακών, σφαιρών, αξόνων διαφόρων μεγεθών, λευκών ή γκρι χρώμαβρίσκονται σε κορυφογραμμές, ομάδες ή στρώματα που πηγαίνουν σε μία ή δύο κατευθύνσεις. Μερικές φορές αυτά τα σύννεφα είναι διατεταγμένα σε παράλληλα κύματα μεταξύ των στοιχείων σύννεφων. Συχνά, είναι ορατή σημαντική φώτιση ή μπλε ουρανός.

- υψηλού επιπέδου - αντιπροσωπεύουν ένα γκρίζο πέπλο, αυτό το πέπλο είναι συχνά τόσο λεπτό που μέσα από αυτό, όπως μέσα από παγωμένο γυαλί, ο ήλιος ή η σελήνη μπορούν να φανούν με τη μορφή θολών κηλίδων. Μπορούν να δώσουν βροχόπτωση με τη μορφή βροχής ή χιονιού, αλλά το καλοκαίρι η βροχόπτωση από αυτά τα σύννεφα κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου συνήθως εξατμίζεται και δεν φτάνει στην επιφάνεια της γης.

- stratocumulus - γκρι με σκούρα μέρη, συλλέγονται σε ομάδες, σειρές ή άξονες σε μία ή δύο κατευθύνσεις, κενά του μπλε ουρανού είναι μερικές φορές ορατά μεταξύ των στοιχείων σύννεφων. Τις περισσότερες φορές, τα σύννεφα εμφανίζονται στη στεριά το χειμώνα. Συχνά καλύπτουν ολόκληρο τον ουρανό και του δίνουν μια κυματιστή εμφάνιση.

- stratus - αυτά τα σύννεφα αντιπροσωπεύουν ένα συνεχές ομοιόμορφο στρώμα, ανοιχτό / σκούρο γκρι, που καλύπτει τον ουρανό και του δίνει μια συννεφιασμένη όψη. Αυτά τα σύννεφα μπορούν να κατακρημνιστούν ως ψιλόβροχο ή ως πολύ λεπτοί κόκκοι χιονιού και βελόνες πάγου.

- nimbostratus - χαμηλά πυκνά, σκούρα γκρίζα σύννεφα με σπασμένα άκρα. Οι έντονες βροχοπτώσεις πέφτουν με τη μορφή βροχής ή χιονιού. Μερικές φορές η βροχόπτωση δεν φτάνει στην επιφάνεια της γης, δηλ. εξατμιστεί στην πορεία. Σε αυτή την περίπτωση, ζώνες πτώσης βροχοπτώσεων μπορούν να φανούν στα σύννεφα.

- cumulus - πυκνά σύννεφα, έντονα αναπτυγμένα σε ύψος με θολωτό λευκό πάνω μέρος, με έντονα στρογγυλά περιγράμματα και οριζόντια γκρίζα / σκούρα βάση. Δεν δίνουν βροχόπτωση στις δικές μας συνθήκες. Μερικές φορές σκίζονται από τον άνεμο σε ξεχωριστά μικρά κομμάτια, τέτοια σύννεφα ονομάζονται σπασμένα - βροχή.

- cumulonimbus - ισχυρές μάζες από στροβιλιζόμενα σύννεφα σε σχήμα σωρευτήρα με έντονη κάθετη ανάπτυξη, που μοιάζουν με βουνά ή πύργους, η βάση αυτών των νεφών είναι σκοτεινή.

Σχηματισμός συναγωγής, ανοδικής ολίσθησης και κυματιστών νεφών.

Από την άποψη της προέλευσης των παραπάνω γενών νεφών, μπορούν να χωριστούν σε σύννεφα μεταφοράς, νέφη ολίσθησης προς τα πάνω και κυματιστά σύννεφα.

Προς την σύννεφα μεταφοράςπεριλαμβάνουν σύννεφα cumulus και cumulonimbus. Αναπτύσσονται κυρίως με ασταθή κατακόρυφη κατανομή της θερμοκρασίας και εμφανίζονται κυρίως στη ζεστή εποχή. Αλλά μερικές φορές σχηματίζονται σύννεφα σωρευτικά κατά τη διάρκεια της κρύας περιόδου. Κατά τη διέλευση ενός ψυχρού μετώπου, όταν κρύος αέραςδιαρρέει γρήγορα κάτω από το ζεστό και το τελευταίο ανεβαίνει γρήγορα. Σε αυτή την περίπτωση, τα σύννεφα cumulonimbus μπορούν να παράγουν νιφάδες το χειμώνα στις αρχές της άνοιξης και νιφάδες στα τέλη του φθινοπώρου.

Ανερχόμενα σύννεφαΑυτά περιλαμβάνουν το cirrus, το cirrostratus, το high-stratus και το nimbostratus. Αυτά τα σύννεφα σχηματίζονται από την ανοδική ολίσθηση του θερμού αέρα κατά μήκος των κεκλιμένων μετωπικών επιφανειών. Τέτοια ολίσθηση παρατηρείται όταν ζεστός υγρός αέρας ρέει κάτω από θερμό αέρα, όταν ο τελευταίος πιέζεται προς τα πάνω και αρχίζει να προσκρούει σε κρύο αέρα. Όλες αυτές οι ολισθήσεις είναι αργές και σταδιακές, με τέτοιες ολισθήσεις ο αέρας ψύχεται αδιαβατικά (δραματικά), γεγονός που οδηγεί σε στένωση των υδρατμών. Ως αποτέλεσμα, προκύπτει ένα σύστημα νέφους, η βάση του οποίου συμπίπτει με την μετωπική επιφάνεια. Τα σύννεφα που περιλαμβάνονται σε αυτό το σύστημα καταλαμβάνουν μεγάλο χώρο. Σε αυτό το σύστημα σύννεφων, τα υψηλότερα είναι το cirrus, μετά το cirrostratus, κάτω από το high-stratus και μετά το nimbostratus.

Η εκπαίδευση έχει διαφορετικό χαρακτήρα κυματιστά σύννεφα, δηλ. σύννεφα που βρίσκονται στον ουρανό σε λωρίδες, ραβδώσεις ή βόδια, μεταξύ των οποίων είναι ορατά ελαφρύτερα μέρη του σύννεφου ή κενά γαλάζιος ουρανός. Η κυματιστή όψη έχει τα εξής σύννεφα: στρατόσωμη, αλτόσωμη, κυκλική σωρεία. Αυτά τα σύννεφα σχηματίζονται όταν δύο στρώματα αέρα βρίσκονται στο ίδιο ύψος και έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες, υγρασία και πυκνότητα. Εάν αυτά τα στρώματα αναμειχθούν, τότε τα κύματα με μεγάλο μήκος και μεγάλο πλάτος εμφανίζονται στο όριο μεταξύ τους. Ωστόσο, τέτοια κύματα είναι ασταθή και μετατρέπονται σε μια σειρά από δίνες. Τον αέρα που συλλαμβάνουν, ενώ εξελίσσονται σε μεγάλο αριθμό κυττάρων, και σε καθένα από αυτά υπάρχει μια κίνηση αέρα πάνω-κάτω. Μια τέτοια κυτταρική κυκλοφορία αέρα οδηγεί στο σχηματισμό κυματιστών νεφών.

Όπως οι ομίχλες, τα σύννεφα σχηματίζονται από τη συμπύκνωση υδρατμών σε υγρή και στερεή κατάσταση. Η συμπύκνωση συμβαίνει είτε λόγω αύξησης απόλυτη υγρασίααέρα ή ως αποτέλεσμα μείωσης της θερμοκρασίας του αέρα. Στην πράξη, και οι δύο παράγοντες εμπλέκονται στο σχηματισμό νεφών.

Η μείωση της θερμοκρασίας του αέρα οφείλεται, πρώτον, στην άνοδο (αύξουσα κίνηση) των μαζών αέρα και, δεύτερον, στην προσαγωγή των μαζών αέρα - την κίνηση τους σε οριζόντια κατεύθυνση, λόγω της οποίας ο θερμός αέρας μπορεί να βρίσκεται πάνω από την κρύα επιφάνεια της γης.

Περιοριζόμαστε στη συζήτηση για το σχηματισμό νεφών που προκαλούνται από τη μείωση της θερμοκρασίας του αέρα κατά τη διάρκεια μιας ανοδικής κίνησης. Είναι προφανές ότι μια τέτοια διαδικασία διαφέρει σημαντικά από το σχηματισμό ομίχλης - τελικά, η ομίχλη πρακτικά δεν ανεβαίνει, παραμένει απευθείας στην επιφάνεια της γης.

Τι κάνει τον αέρα να ανεβαίνει; Υπάρχουν τέσσερις λόγοι για την ανοδική κίνηση των αέριων μαζών. Ο πρώτος λόγος είναι η μεταφορά του αέρα στην ατμόσφαιρα. Σε μια ζεστή μέρα ακτίνες ηλίουθερμαίνει έντονα την επιφάνεια της γης, μεταφέρει θερμότητα στις επιφανειακές μάζες του αέρα - και αρχίζει η άνοδός τους. Τα σύννεφα σωρευτικά και σωρευτικά νέφη είναι τις περισσότερες φορές συναγωγικής προέλευσης.

Η διαδικασία σχηματισμού νεφών ξεκινά με το γεγονός ότι κάποια μάζα αέρα ανεβαίνει. Καθώς ανεβαίνετε, ο αέρας θα επεκταθεί. Αυτή η διαστολή μπορεί να θεωρηθεί αδιαβατική, καθώς ο αέρας ανεβαίνει σχετικά γρήγορα, και επομένως, με αρκετά μεγάλο όγκο (και πραγματικά μεγάλο όγκοαέρα) ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του ανερχόμενου αέρα και περιβάλλοναπλά δεν έχει χρόνο να συμβεί κατά την ανάβαση. Κατά τη διάρκεια της αδιαβατικής διαστολής, ο αέρας, χωρίς να δέχεται θερμότητα από το εξωτερικό, λειτουργεί μόνο λόγω της δικής του εσωτερικής ενέργειας και στη συνέχεια ψύχεται. Έτσι, ο αέρας που ανεβαίνει θα ψυχθεί.

Όταν η αρχική θερμοκρασία Τ 0 ανερχόμενος αέρας θα πέσει στο σημείο δρόσου Τ p που αντιστοιχεί στην ελαστικότητα του ατμού που περιέχεται σε αυτό, θα καταστεί δυνατή η διαδικασία συμπύκνωσης αυτού του ατμού. Με την παρουσία πυρήνων συμπύκνωσης στην ατμόσφαιρα (και είναι σχεδόν πάντα παρόντες), αυτή η διαδικασία ξεκινά πραγματικά. Υψος H, όπου αρχίζει η συμπύκνωση ατμών, καθορίζει το κατώτερο όριο του σχηματιζόμενου νέφους. Ονομάζεται επίπεδο συμπύκνωσης. Στη μετεωρολογία, χρησιμοποιείται ένας κατά προσέγγιση τύπος για το ύψος H(ο λεγόμενος τύπος Ferrel):

H = 120(Τ 0 −Τ R),

όπου Hμετρημένο σε μέτρα.

Ο αέρας που συνεχίζει να ρέει από κάτω διασχίζει το επίπεδο συμπύκνωσης και η διαδικασία συμπύκνωσης ατμού συμβαίνει ήδη πάνω από αυτό το επίπεδο - το σύννεφο αρχίζει να αναπτύσσεται σε ύψος. Κάθετη ανάπτυξηΤα σύννεφα θα σταματήσουν όταν ο αέρας κρυώσει και σταματήσει να ανεβαίνει. Σε αυτήν την περίπτωση, θα σχηματιστεί ένα ασαφές άνω όριο του νέφους. Ονομάζεται επίπεδο ελεύθερης μεταφοράς. Βρίσκεται λίγο πάνω από το επίπεδο στο οποίο η θερμοκρασία του ανερχόμενου αέρα γίνεται ίση με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα.

Ο δεύτερος λόγος για την άνοδο των αέριων μαζών οφείλεται στο ανάγλυφο. Ο άνεμος που φυσά κατά μήκος της επιφάνειας της γης μπορεί να συναντήσει βουνά ή άλλα φυσικά υψόμετρα στο δρόμο του. Ξεπερνώντας τους, οι αέριες μάζες αναγκάζονται να ξεσηκωθούν. Τα σύννεφα που σχηματίζονται σε αυτή την περίπτωση ονομάζονται σύννεφα ορογραφικής προέλευσης (από την ελληνική λέξη όρος, που σημαίνει «βουνό»). Είναι σαφές ότι τέτοια σύννεφα δεν έχουν σημαντική ανάπτυξη σε ύψος (περιορίζεται από το ύψος του υψομέτρου που υπερκαλύπτεται από τον αέρα). Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτουν σύννεφα στρώματος και νιμπόστρατου.

Ο τρίτος λόγος για την άνοδο των αέριων μαζών είναι η εμφάνιση θερμών και ψυχρών ατμοσφαιρικών μετώπων. Ο σχηματισμός νεφών εμφανίζεται ιδιαίτερα έντονα πάνω από ένα ζεστό μέτωπο - όταν μια θερμή αέρια μάζα, που προχωρά σε μια μάζα ψυχρού αέρα, αναγκάζεται να γλιστρήσει προς τα πάνω μια σφήνα ψυχρού αέρα που υποχωρεί. Η μετωπική επιφάνεια (η επιφάνεια της ψυχρής σφήνας) είναι πολύ επίπεδη - η εφαπτομένη της κλίσης της στην οριζόντια επιφάνεια είναι μόνο 0,005–0,01. Επομένως, η ανοδική κίνηση του θερμού αέρα διαφέρει ελάχιστα από την οριζόντια κίνηση. κατά συνέπεια, η θολότητα που προκύπτει πάνω από την ψυχρή σφήνα αναπτύσσεται ασθενώς σε ύψος, αλλά έχει σημαντική οριζόντια έκταση. Τέτοια σύννεφα ονομάζονται ανηφορικά σύννεφα. Στην κατώτερη και μεσαία βαθμίδα, αυτά είναι νέφη nimbostratus και altostratus, και στην ανώτερη βαθμίδα - cirrostratus και cirrus (είναι σαφές ότι τα σύννεφα της ανώτερης βαθμίδας έχουν ήδη σχηματιστεί πολύ πίσω από την ατμοσφαιρική πρώτη γραμμή). Η οριζόντια έκταση των νεφών ολίσθησης προς τα πάνω μπορεί να μετρηθεί σε εκατοντάδες χιλιόμετρα.

Ο σχηματισμός σύννεφων συμβαίνει επίσης πάνω από το κρύο ατμοσφαιρικό μέτωπο- όταν η προωθούμενη μάζα ψυχρού αέρα κινείται κάτω από τη μάζα του θερμού αέρα και έτσι την ανυψώνει. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί επίσης να σχηματιστούν και σωρευτικά σύννεφα εκτός από τα ανοδικά σύννεφα.

Ο τέταρτος λόγος για την άνοδο των μαζών αέρα είναι οι κυκλώνες. Οι αέριες μάζες, που κινούνται κατά μήκος της επιφάνειας της γης, συστρέφονται προς το κέντρο της κατάθλιψης σε έναν κυκλώνα. Συσσωρεύονται εκεί, δημιουργούν μια πτώση πίεσης κατά μήκος της κατακόρυφου και ορμούν προς τα πάνω. Η έντονη άνοδος του αέρα μέχρι τα όρια της τροπόσφαιρας οδηγεί σε ισχυρό σχηματισμό νεφών - εμφανίζονται σύννεφα κυκλωνικής προέλευσης. Μπορεί να είναι στρωματοποιημένο-nimbus, altostratus, cumulonimbus σύννεφα. Η βροχόπτωση πέφτει από όλα αυτά τα σύννεφα, δημιουργώντας βροχερό καιρό χαρακτηριστικό ενός κυκλώνα.

Βασισμένο στο βιβλίο του L. V. Tarasov "Winds and Thunderstorms in the Earth's Atmosphere" (Dolgoprudny: Publishing House "Intellect", 2011).

Ελαφρά, χνουδωτά και αέρινα σύννεφα - περνούν από τα κεφάλια μας κάθε μέρα και μας κάνουν να σηκώνουμε το κεφάλι ψηλά και να θαυμάζουμε τα παράξενα σχήματα και τις πρωτότυπες φιγούρες. Μερικές φορές τα σπάει καταπληκτική θέαένα ουράνιο τόξο, και συμβαίνει - το πρωί ή το βράδυ κατά τη δύση του ηλίου ή την ανατολή του ηλίου, τα σύννεφα φωτίζουν τις ακτίνες του ήλιου, δίνοντάς τους μια απίστευτη, συναρπαστική σκιά. Οι επιστήμονες μελετούν τα σύννεφα αέρα και άλλους τύπους νεφών για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έδωσαν απαντήσεις σε ερωτήσεις για το τι είδους φαινόμενο είναι και τι είναι τα σύννεφα.

Στην πραγματικότητα, δεν είναι τόσο εύκολο να δώσεις μια εξήγηση. Επειδή αποτελούνται από συνηθισμένες σταγόνες νερού, οι οποίες θερμός αέρας ανυψώθηκε από την επιφάνεια της Γης. Η μεγαλύτερη ποσότητα υδρατμών σχηματίζεται πάνω από τους ωκεανούς (τουλάχιστον 400 χιλιάδες km3 νερού εξατμίζονται εδώ σε ένα χρόνο), στην ξηρά - τέσσερις φορές λιγότερο.

Και επειδή είναι πολύ πιο κρύο στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας από ό,τι κάτω, ο αέρας εκεί ψύχεται αρκετά γρήγορα, ο ατμός συμπυκνώνεται, σχηματίζοντας μικροσκοπικά σωματίδια νερού και πάγου, με αποτέλεσμα να εμφανίζονται λευκά σύννεφα. Μπορεί να υποστηριχθεί ότι κάθε σύννεφο είναι ένα είδος γεννήτριας υγρασίας μέσω του οποίου διέρχεται το νερό.

Το νερό στο σύννεφο βρίσκεται σε αέρια, υγρή και στερεή κατάσταση. Το νερό στο σύννεφο και η παρουσία σωματιδίων πάγου σε αυτά επηρεάζουν εμφάνισησύννεφα, ο σχηματισμός τους, καθώς και η φύση της βροχόπτωσης. Από τον τύπο του νέφους εξαρτάται το νερό στο σύννεφο, για παράδειγμα, τα σύννεφα ντους ο μεγαλύτερος αριθμόςνερό, και στο nimbostratus αυτός ο αριθμός είναι 3 φορές μικρότερος. Το νερό στο σύννεφο χαρακτηρίζεται επίσης από την ποσότητα που αποθηκεύεται σε αυτά - το απόθεμα νερού του σύννεφου (νερό ή πάγος που περιέχεται στη στήλη του σύννεφου).

Αλλά όλα δεν είναι τόσο απλά, γιατί για να σχηματίσουν ένα σύννεφο, τα σταγονίδια χρειάζονται κόκκους συμπύκνωσης - τα μικρότερα σωματίδια σκόνης, καπνού ή αλατιού (αν μιλάμε για τη θάλασσα), στα οποία πρέπει να κολλήσουν και γύρω από τα οποία πρέπει να σχηματιστούν . Αυτό σημαίνει ότι ακόμα κι αν η σύνθεση του αέρα είναι εντελώς υπερκορεσμένη με υδρατμούς, χωρίς σκόνη δεν θα μπορεί να μετατραπεί σε σύννεφο.

Η μορφή που θα λάβουν οι σταγόνες (νερό) εξαρτάται κυρίως από τους δείκτες θερμοκρασίας στην ανώτερη ατμόσφαιρα:

• Εάν η θερμοκρασία του αέρα της ατμόσφαιρας υπερβαίνει τους -10°C, τα λευκά σύννεφα θα αποτελούνται από σταγονίδια νερού.
• εάν οι δείκτες θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας αρχίσουν να κυμαίνονται μεταξύ -10 ° C και -15 ° C, τότε η σύνθεση των νεφών θα αναμιχθεί (πτώση + κρυσταλλική).
• Εάν η θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα είναι κάτω από -15°C, τα λευκά σύννεφα θα περιέχουν κρυστάλλους πάγου.

Μετά από κατάλληλους μετασχηματισμούς, αποδεικνύεται ότι 1 cm3 του νέφους περιέχει περίπου 200 σταγόνες, ενώ η ακτίνα τους θα είναι από 1 έως 50 μικρά (οι μέσες τιμές είναι από 1 έως 10 μικρά).

Ταξινόμηση σύννεφων

Όλοι πρέπει να αναρωτήθηκαν τι είναι τα σύννεφα; Τα σύννεφα σχηματίζονται συνήθως στην τροπόσφαιρα, το ανώτερο όριο των οποίων βρίσκεται σε απόσταση 10 km σε πολικά γεωγραφικά πλάτη, 12 km σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη και 18 km σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη. Συχνά μπορεί να δει κανείς και άλλα είδη. Για παράδειγμα, το μαργαριτάρι βρίσκεται συνήθως σε υψόμετρο 20 έως 25 km και το ασήμι - από 70 έως 80 km.

Βασικά, έχουμε την ευκαιρία να παρατηρήσουμε τροποσφαιρικά νέφη, τα οποία χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους νεφών: ανώτερη, μεσαία και κάτω βαθμίδα, καθώς και κάθετη ανάπτυξη. Σχεδόν όλα (εκτός από τον τελευταίο τύπο) εμφανίζονται όταν ανεβαίνει υγρός ζεστός αέρας.

Εάν οι αέριες μάζες της τροπόσφαιρας είναι σε ήρεμη κατάσταση, σχηματίζονται σύννεφα cirrus, stratus (cirrostratus, altostratus και nimbostratus) και εάν ο αέρας στην τροπόσφαιρα κινείται σε κύματα, εμφανίζονται σωρευτικά σύννεφα (cirrocumulus, altocumulus και stratocumulus).

Πάνω σύννεφα

Αυτά είναι τα σύννεφα cirrus, cirrocumulus και cirrostratus. Ο ουρανός των σύννεφων μοιάζει με φτερά, κύματα ή πέπλο. Όλα είναι ημιδιαφανή και περνούν λίγο πολύ ελεύθερα τις ακτίνες του ήλιου. Μπορούν να είναι και εξαιρετικά λεπτά και αρκετά πυκνά (με πτερωτή στιβάδα), πράγμα που σημαίνει ότι είναι πιο δύσκολο για το φως να τα διαπεράσει. Ο συννεφιασμένος καιρός σηματοδοτεί την προσέγγιση ενός μετώπου θερμότητας.

Τα σύννεφα Cirrus μπορούν επίσης να εμφανιστούν πάνω από τα σύννεφα. Είναι διατεταγμένα σε λωρίδες που διασχίζουν το θησαυροφυλάκιο του ουρανού. Στην ατμόσφαιρα, βρίσκονται πάνω από τα σύννεφα. Κατά κανόνα, η βροχόπτωση δεν πέφτει από αυτά.

Στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη, τα λευκά σύννεφα της ανώτερης βαθμίδας βρίσκονται, συνήθως σε υψόμετρο 6 έως 13 km, σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη - πολύ υψηλότερα (18 km). Σε αυτή την περίπτωση, το πάχος των νεφών μπορεί να κυμαίνεται από αρκετές εκατοντάδες μέτρα έως εκατοντάδες χιλιόμετρα, τα οποία μπορούν να βρίσκονται πάνω από τα σύννεφα.

Η κίνηση των νεφών της ανώτερης βαθμίδας στον ουρανό εξαρτάται κυρίως από την ταχύτητα του ανέμου, επομένως μπορεί να κυμαίνεται από 10 έως 200 km/h. Ο ουρανός του σύννεφου αποτελείται από μικρούς κρυστάλλους πάγου, αλλά ο καιρός στα σύννεφα δεν δίνει πρακτικά βροχόπτωση (και αν συμβαίνει, τότε μετρήστε τα με αυτή τη στιγμήδεν υπάρχει τρόπος).

Νεφώσεις μεσαίας βαθμίδας (από 2 έως 6 km)

Αυτά είναι τα cumulus clouds και τα stratus clouds. Σε εύκρατα και πολικά γεωγραφικά πλάτη, βρίσκονται σε απόσταση 2 έως 7 km πάνω από τη Γη, σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη μπορούν να ανέβουν λίγο υψηλότερα - έως και 8 km. Όλα έχουν μικτή δομή και αποτελούνται από σταγονίδια νερού ανακατεμένα με κρυστάλλους πάγου. Δεδομένου ότι το ύψος είναι μικρό, στη ζεστή εποχή αποτελούνται κυρίως από σταγονίδια νερού, την κρύα εποχή - από σταγόνες πάγου. Είναι αλήθεια ότι η βροχόπτωση από αυτά δεν φτάνει στην επιφάνεια του πλανήτη μας - εξατμίζεται στο δρόμο.

Σωρευτικά σύννεφαελαφρώς διαφανές και βρίσκεται πάνω από τα σύννεφα. Το χρώμα των νεφών είναι λευκό ή αποχρώσεις του γκρι, κατά τόπους σκουρόχρωμα, που έχουν τη μορφή στρώσεων ή παράλληλων σειρών στρογγυλεμένων μαζών, αξόνων ή τεράστιων νιφάδων. Τα θολά ή κυματιστά σύννεφα στρώματος είναι ένα πέπλο που σκεπάζει σταδιακά τους ουρανούς.

Σχηματίζονται κυρίως όταν ένα κρύο μέτωπο σπρώχνει ένα ζεστό μέτωπο προς τα πάνω. Και, παρόλο που η βροχόπτωση δεν φτάνει στο έδαφος, η εμφάνιση νεφών μέσης βαθμίδας σχεδόν πάντα (εκτός, ίσως, σε σχήμα πυργίσκου) σηματοδοτεί μια αλλαγή του καιρού προς το χειρότερο (για παράδειγμα, σε καταιγίδα ή χιονοπτώσεις). Αυτό συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι ο ίδιος ο κρύος αέρας είναι πολύ βαρύτερος από τον θερμό αέρα και κινείται κατά μήκος της επιφάνειας του πλανήτη μας, μετατοπίζει πολύ γρήγορα τις θερμαινόμενες μάζες αέρα προς τα πάνω - επομένως, λόγω αυτού, με μια απότομη κατακόρυφη άνοδο του θερμού αέρα, πρώτα σχηματίζονται λευκά σύννεφα της μεσαίας βαθμίδας και στη συνέχεια τα σύννεφα της βροχής, των οποίων τα σύννεφα του ουρανού μεταφέρουν βροντές και αστραπές.

Χαμηλά σύννεφα (έως 2 km)

σύννεφα στρώματος, τα σύννεφα της βροχής και τα σύννεφα συσσωρευτή περιέχουν σταγονίδια νερού που παγώνουν κατά την κρύα εποχή και μετατρέπονται σε σωματίδια χιονιού και πάγου. Βρίσκονται μάλλον χαμηλά - σε απόσταση 0,05 έως 2 km και είναι ένα πυκνό, ομοιόμορφο χαμηλό προεξέχον κάλυμμα, που σπάνια βρίσκεται πάνω από τα σύννεφα (άλλοι τύποι). Το χρώμα των σύννεφων είναι γκρι. Τα σύννεφα Stratus είναι σαν μεγάλοι άξονες. Ο καιρός με συννεφιά συχνά συνοδεύεται από βροχόπτωση (ασθενής βροχή, χιόνι, ομίχλη).

Σύννεφα κάθετης ανάπτυξης (συμβάσεις)

Τα ίδια τα σύννεφα του σωρευτικού είναι αρκετά πυκνά. Το σχήμα μοιάζει λίγο με θόλους ή πύργους με στρογγυλεμένα περιγράμματα. Τα σωρευτικά σύννεφα μπορεί να σπάσουν σε θυελλώδεις ανέμους. Βρίσκονται σε απόσταση 800 μέτρων από την επιφάνεια της γης και πάνω, το πάχος είναι από 1 έως 5 km. Μερικά από αυτά είναι σε θέση να μεταμορφωθούν σε σωρευτικά σύννεφα και να εγκατασταθούν πάνω από τα σύννεφα.

Τα σύννεφα Cumulonimbus μπορεί να βρίσκονται σε αρκετά μεγάλο υψόμετρο (έως 14 km). Τα χαμηλότερα επίπεδά τους περιέχουν νερό, τα ανώτερα περιέχουν κρυστάλλους πάγου. Η εμφάνισή τους συνοδεύεται πάντα από βροχές, καταιγίδες, σε ορισμένες περιπτώσεις - χαλάζι.

Το cumulus και το cumulonimbus, σε αντίθεση με άλλα σύννεφα, σχηματίζονται μόνο με μια πολύ γρήγορη κατακόρυφη άνοδο του υγρού αέρα:

1. Ο υγρός ζεστός αέρας ανεβαίνει εξαιρετικά έντονα.
2. Στην κορυφή, οι σταγόνες νερού παγώνουν, το πάνω μέρος του σύννεφου γίνεται βαρύτερο, χαμηλώνει και τεντώνεται προς τον άνεμο.
3. Ένα τέταρτο μετά, αρχίζει μια καταιγίδα.

σύννεφα της ανώτερης ατμόσφαιρας

Μερικές φορές στον ουρανό μπορείτε να παρατηρήσετε σύννεφα που βρίσκονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Για παράδειγμα, σε υψόμετρο 20 έως 30 χλμ., σχηματίζονται σύννεφα ουρανού από φίλντισι, τα οποία αποτελούνται κυρίως από κρυστάλλους πάγου. Και πριν από τη δύση ή την ανατολή του ηλίου, μπορείτε συχνά να δείτε ασημένια σύννεφα που βρίσκονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα, σε απόσταση περίπου 80 km (είναι ενδιαφέρον ότι αυτά τα ουράνια σύννεφα ανακαλύφθηκαν μόλις τον 19ο αιώνα).

Τα σύννεφα αυτής της κατηγορίας μπορεί να βρίσκονται πάνω από τα σύννεφα. Για παράδειγμα, ένα σύννεφο κάλυμμα είναι ένα μικρό, οριζόντιο και αλτόστρατο σύννεφο που βρίσκεται συχνά πάνω από τα σύννεφα, δηλαδή πάνω από το σωρευτικό και το σωρευτικό σύννεφο. Αυτός ο τύποςσύννεφα μπορεί να σχηματιστούν πάνω από ένα σύννεφο τέφρας ή ένα σύννεφο φωτιάς κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων.

Πόσο ζουν τα σύννεφα

Η ζωή των νεφών εξαρτάται άμεσα από την υγρασία του αέρα στην ατμόσφαιρα. Εάν είναι μικρό, εξατμίζονται αρκετά γρήγορα (για παράδειγμα, υπάρχουν λευκά σύννεφα που ζουν όχι περισσότερο από 10-15 λεπτά). Αν είναι πολλά, μπορούν να αντέξουν για αρκετή ώρα. πολύς καιρός, περιμένετε τον σχηματισμό ορισμένων συνθηκών και πέφτετε στη Γη με τη μορφή βροχοπτώσεων.

Ανεξάρτητα από το πόσο καιρό ζει ένα σύννεφο, δεν είναι ποτέ σε αμετάβλητη κατάσταση. Τα σωματίδια που το αποτελούν εξατμίζονται συνεχώς και επανεμφανίζονται. Ακόμα κι αν εξωτερικά το σύννεφο δεν αλλάζει ύψος, στην πραγματικότητα βρίσκεται σε συνεχή κίνηση, αφού τα σταγονίδια μέσα σε αυτό κατεβαίνουν, περνούν στον αέρα κάτω από το σύννεφο και εξατμίζονται.

Σύννεφο στο σπίτι

Τα λευκά σύννεφα φτιάχνονται πολύ εύκολα στο σπίτι. Για παράδειγμα, ένας Ολλανδός καλλιτέχνης έμαθε πώς να το δημιουργεί σε ένα διαμέρισμα. Για να το κάνει αυτό, απελευθέρωσε λίγο ατμό από τη μηχανή καπνού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, επίπεδο υγρασίας και φωτισμό. Το σύννεφο, που αποδεικνύεται ότι μπορεί να αντέξει για αρκετά λεπτά, κάτι που θα είναι αρκετά για να φωτογραφίσει ένα εκπληκτικό φαινόμενο.

Σωρευτικά σύννεφα- πυκνές, φωτεινές λευκές νεφώσεις κατά τη διάρκεια της ημέρας με σημαντική κατακόρυφη ανάπτυξη. Συνδέεται με την ανάπτυξη της μεταφοράς στην κάτω και εν μέρει μέση τροπόσφαιρα.

Τις περισσότερες φορές, τα σωρευτικά σύννεφα εμφανίζονται σε μάζες ψυχρού αέρα στο πίσω μέρος ενός κυκλώνα, αλλά συχνά παρατηρούνται σε θερμές αέριες μάζες σε κυκλώνες και αντικυκλώνες (εκτός από το κεντρικό τμήμα του τελευταίου).

Σε εύκρατα και μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, παρατηρούνται κυρίως στη ζεστή εποχή (δεύτερο μισό της άνοιξης, καλοκαίρι και πρώτο μισό του φθινοπώρου) και στις τροπικές περιοχές όλο το χρόνο. Κατά κανόνα, εμφανίζονται στη μέση της ημέρας και καταστρέφονται από το βράδυ (αν και μπορούν να παρατηρηθούν πάνω από τις θάλασσες τη νύχτα).

Τύποι νεφών σωρευμάτων:

Τα σωρευτικά σύννεφα είναι πυκνά και καλά αναπτυγμένα κατακόρυφα. Έχουν λευκές θολωτές ή cumulus κορυφές με επίπεδη βάση που είναι γκριζωπό ή γαλαζωπό χρώμα. Τα περιγράμματα είναι αιχμηρά, ωστόσο, με δυνατό θυελλώδη άνεμο, οι άκρες μπορεί να σχιστούν.

Τα σωρευτικά σύννεφα βρίσκονται στον ουρανό με τη μορφή ξεχωριστών σπάνιων ή σημαντικών συσσωρεύσεων νεφών που καλύπτουν σχεδόν ολόκληρο τον ουρανό. Τα μεμονωμένα σωρευτικά σύννεφα συνήθως διασκορπίζονται τυχαία, αλλά μπορεί να σχηματίσουν κορυφογραμμές και αλυσίδες. Παράλληλα, οι βάσεις τους βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Το ύψος του κατώτερου ορίου των σωρευτικών νεφών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την υγρασία του επιφανειακού αέρα και είναι συνήθως από 800 έως 1500 m, και σε ξηρές μάζες αέρα (ειδικά στις στέπες και τις ερήμους) μπορεί να είναι 2-3 km, μερικές φορές ακόμη και 4-4,5 χλμ.

Αιτίες σχηματισμού νεφών. Επίπεδο συμπύκνωσης (σημείο δρόσου)

Ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει πάντα μια ορισμένη ποσότητα υδρατμών, ο οποίος σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της εξάτμισης του νερού από την επιφάνεια της γης και του ωκεανού. Ο ρυθμός εξάτμισης εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία και τον άνεμο. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία και όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα ατμού, τόσο ισχυρότερη είναι η εξάτμιση.

Ο αέρας μπορεί να προσλάβει υδρατμούς μέχρι ένα ορισμένο όριο, μέχρι να γίνει πλούσιος. Εάν θερμανθεί ο κορεσμένος αέρας, θα αποκτήσει και πάλι την ικανότητα να δέχεται υδρατμούς, δηλ. θα ξαναγίνει ακόρεστα. Καθώς ο ακόρεστος αέρας ψύχεται, πλησιάζει τον κορεσμό. Έτσι, η ικανότητα του αέρα να περιέχει περισσότερους ή λιγότερους υδρατμούς εξαρτάται από τη θερμοκρασία.

Η ποσότητα των υδρατμών που περιέχεται στον αέρα αυτή τη στιγμή (σε g ανά 1 m3) ονομάζεται απόλυτη υγρασία.

Ο λόγος της ποσότητας των υδρατμών που υπάρχουν στον αέρα σε μια δεδομένη στιγμή προς την ποσότητα που μπορεί να συγκρατήσει σε μια δεδομένη θερμοκρασία ονομάζεται σχετική υγρασίακαι μετριέται ως ποσοστό.

Η στιγμή μετάβασης του αέρα από μια ακόρεστη κατάσταση σε μια κορεσμένη κατάσταση ονομάζεται σημείο δρόσου(στάθμη συμπύκνωσης). Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο λιγότερους υδρατμούς μπορεί να περιέχει και τόσο μεγαλύτερη είναι η σχετική υγρασία. Αυτό σημαίνει ότι όταν ο αέρας είναι πιο κρύος, το σημείο δρόσου έρχεται πιο γρήγορα.

Στην έναρξη του σημείου δρόσου, δηλαδή όταν ο αέρας είναι πλήρως κορεσμένος με υδρατμούς, όταν η σχετική υγρασία πλησιάζει το 100%. συμπύκνωση υδρατμών- η μετάβαση του νερού από αέρια κατάσταση σε υγρή κατάσταση.

Όταν οι υδρατμοί συμπυκνώνονται στην ατμόσφαιρα σε υψόμετρο πολλών δεκάδων έως εκατοντάδων μέτρων και ακόμη και χιλιομέτρων, σύννεφα.

Αυτό συμβαίνει ως αποτέλεσμα της εξάτμισης των υδρατμών από την επιφάνεια της Γης και της ανόδου τους από ανοδικά ρεύματα θερμού αέρα. Ανάλογα με τη θερμοκρασία τους, τα σύννεφα αποτελούνται από σταγονίδια νερού ή κρυστάλλους πάγου και χιονιού. Αυτά τα σταγονίδια και οι κρύσταλλοι είναι τόσο μικροί που ακόμη και αδύναμα ανοδικά ρεύματα τα κρατούν στην ατμόσφαιρα. Τα σύννεφα που είναι υπερκορεσμένα με υδρατμούς, που έχουν σκούρα μοβ ή σχεδόν μαύρη απόχρωση, ονομάζονται σύννεφα.

Η δομή του σωρευτικού νέφους που επιστέφει το ενεργό TVP

Ρεύματα αέρα σε σωρευτικά σύννεφα

Η θερμική ροή είναι μια στήλη ανερχόμενου αέρα. Ο ανερχόμενος θερμός αέρας αντικαθίσταται από ψυχρό αέρα από πάνω και σχηματίζονται ζώνες καθοδικής κίνησης αέρα κατά μήκος των άκρων της ροής αέρα. Όσο πιο δυνατή είναι η ροή, δηλ. Όσο πιο γρήγορα ανεβαίνει ο θερμός αέρας, τόσο πιο γρήγορα γίνεται η αντικατάσταση και τόσο πιο γρήγορα ο κρύος αέρας κατεβαίνει κατά μήκος των άκρων.

Στα σύννεφα, αυτές οι διαδικασίες, φυσικά, συνεχίζονται. Ο ζεστός αέρας ανεβαίνει, ψύχεται και συμπυκνώνεται. Σταγονίδια νερού μαζί με κρύο αέρα από πάνω πέφτουν κάτω αντικαθιστώντας τον ζεστό. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μια δίνη αέρα με έντονη άνοδο στο κέντρο και εξίσου ισχυρή προς τα κάτω κίνηση κατά μήκος των άκρων.

Ο σχηματισμός κεραυνών. Ο κύκλος ζωής ενός κεραυνού

Οι απαραίτητες συνθήκες για το σχηματισμό ενός κεραυνοβόλου είναι η παρουσία συνθηκών για την ανάπτυξη συναγωγής ή άλλου μηχανισμού που δημιουργεί ανοδικές ροές, η παροχή υγρασίας επαρκή για το σχηματισμό βροχοπτώσεων και η παρουσία μιας δομής στην οποία μέρος του νέφους Τα σωματίδια βρίσκονται σε υγρή κατάσταση και μερικά σε παγωμένη κατάσταση. Υπάρχουν μετωπικές και τοπικές καταιγίδες: στην πρώτη περίπτωση, η ανάπτυξη της μεταφοράς οφείλεται στη διέλευση του μετώπου και στη δεύτερη περίπτωση, λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης της υποκείμενης επιφάνειας εντός μιας μάζας αέρα.

Μπορεί να σπάσει κύκλος ζωής thundercloud σε διάφορα στάδια:

• Σχηματισμός νεφών σωρευτικής πυκνότητας και ανάπτυξή του λόγω αστάθειας της τοπικής αέριας μάζας και μεταφοράς: σχηματισμός νεφών αθροιστικών νεφών.
• η μέγιστη φάση ανάπτυξης ενός νέφους σωρευτικής, όταν παρατηρείται η πιο έντονη βροχόπτωση, βαρύς άνεμοςκατά τη διέλευση ενός μετώπου καταιγίδας, καθώς και της πιο έντονης καταιγίδας. Αυτή η φάση χαρακτηρίζεται επίσης από έντονες κινήσεις αέρα προς τα κάτω.
• καταστροφή καταιγίδας (καταστροφή νεφών αθροιστικών), μείωση της έντασης της βροχόπτωσης και των καταιγίδων μέχρι τον τερματισμό τους).

Ας σταθούμε λοιπόν αναλυτικότερα σε καθένα από τα στάδια ανάπτυξης μιας καταιγίδας.

Σχηματισμός σωρευτικών νεφών

Ας υποθέσουμε ότι ως αποτέλεσμα της διέλευσης του μπροστινού μέρους ή της έντονης θέρμανσης της υποκείμενης επιφάνειας από τις ακτίνες του ήλιου, υπάρχει μια κίνηση μεταφοράς αέρα. Όταν η ατμόσφαιρα είναι ασταθής, ανεβαίνει ζεστός αέρας. Ανυψώνοντας, ο αέρας ψύχεται αδιαβατικά, φτάνοντας σε μια ορισμένη θερμοκρασία, στην οποία αρχίζει η συμπύκνωση της υγρασίας που περιέχεται σε αυτόν. Τα σύννεφα αρχίζουν να σχηματίζονται. Κατά τη διάρκεια της συμπύκνωσης, υπάρχει μια απελευθέρωση θερμικής ενέργειας επαρκής για την περαιτέρω ανύψωση του αέρα. Σε αυτή την περίπτωση, παρατηρείται η ανάπτυξη ενός σωρευτικού νέφους κατά μήκος της κατακόρυφου. Ο ρυθμός κατακόρυφης ανάπτυξης μπορεί να είναι από 5 έως 20 m/s, επομένως το ανώτερο όριο του σχηματισμένου νέφους σωρευτικής μάζας, ακόμη και στην τοπική μάζα αέρα, μπορεί να φτάσει τα 8 ή περισσότερα χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της γης. Εκείνοι. μέσα σε περίπου 7 λεπτά, ένα σωρευτικό σύννεφο μπορεί να αναπτυχθεί σε ύψη της τάξης των 8 km και να μετατραπεί σε ένα σύννεφο σωρευτικό. Μόλις ένα κατακόρυφα αναπτυσσόμενο σωρευτικό σύννεφο περάσει τη μηδενική ισόθερμο (θερμοκρασία κατάψυξης) σε ένα ορισμένο ύψος, αρχίζουν να εμφανίζονται κρύσταλλοι πάγου στη σύνθεσή του, αν και κυριαρχεί ο συνολικός αριθμός των σταγονιδίων (ήδη υπερψυγμένων). Πρέπει να σημειωθεί ότι ακόμη και σε θερμοκρασίες μείον 40 βαθμών, μπορεί να εμφανιστούν υπερψυγμένες σταγόνες νερού. Ταυτόχρονα ξεκινά η διαδικασία σχηματισμού υετού. Μόλις ξεκινήσει η βροχόπτωση από το σύννεφο, ξεκινά το δεύτερο στάδιο της εξέλιξης μιας καταιγίδας κεραυνών.

Μέγιστη φάση ανάπτυξης καταιγίδας

Σε αυτό το στάδιο, το σύννεφο cumulonimbus έχει ήδη φτάσει στη μέγιστη κατακόρυφη ανάπτυξή του, δηλ. έφτασε στο στρώμα «κλειδώματος» του πιο σταθερού αέρα - την τροπόπαυση. Επομένως, αντί για κάθετη ανάπτυξη, η κορυφή του νέφους αρχίζει να αναπτύσσεται σε οριζόντια κατεύθυνση. Εμφανίζεται το λεγόμενο «αμόνι», που είναι σύννεφα κίρους, που αποτελούνται ήδη από κρυστάλλους πάγου. Στο ίδιο το σύννεφο, τα συναγωγικά ρεύματα σχηματίζουν ανερχόμενες ροές αέρα (από τη βάση προς την κορυφή του νέφους) και η βροχόπτωση προκαλεί φθίνουσες ροές (κατευθυνόμενες από την κορυφή του νέφους στη βάση του και στη συνέχεια εντελώς προς την επιφάνεια της γης). Η βροχόπτωση ψύχει τον αέρα που βρίσκεται δίπλα τους, μερικές φορές κατά 10 βαθμούς. Ο αέρας γίνεται πιο πυκνός και η πτώση του στην επιφάνεια της γης αυξάνεται και γίνεται πιο γρήγορη. Σε μια τέτοια στιγμή, συνήθως στα πρώτα λεπτά μιας νεροποντής, μπορεί να παρατηρηθούν ισχυρές εντάσεις του ανέμου κοντά στο έδαφος, επικίνδυνες για την αεροπορία και ικανές να προκαλέσουν σημαντικές ζημιές. Είναι αυτοί που μερικές φορές λανθασμένα αποκαλούνται «ανεμοθύελλας» ελλείψει πραγματικού ανεμοστρόβιλου. Παράλληλα, παρατηρείται η πιο έντονη καταιγίδα. Η βροχόπτωση οδηγεί στην επικράτηση των κατερχόμενων ρευμάτων αέρα σε ένα σύννεφο με κεραυνούς. Το τρίτο, τελευταίο στάδιο της εξέλιξης μιας καταιγίδας έρχεται - η καταστροφή μιας καταιγίδας.

Καταστροφή από κεραυνό καταιγίδα

Τα ανερχόμενα ρεύματα αέρα στο νέφος σωρευτικών αντικαθίστανται από φθίνοντα ρεύματα, εμποδίζοντας έτσι την πρόσβαση του θερμού και υγρού αέρα, ο οποίος είναι υπεύθυνος για την κατακόρυφη ανάπτυξη του νέφους. Το βροντερό σύννεφο έχει καταστραφεί εντελώς και στον ουρανό παραμένει μόνο ένα "αμόνι" που αποτελείται από σύννεφα κίρους, απολύτως απρόβλεπτο από την άποψη του σχηματισμού μιας καταιγίδας.

Κίνδυνοι που σχετίζονται με το πέταγμα κοντά σε σύννεφα πυκνότητας

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα σύννεφα σχηματίζονται από τη συμπύκνωση του ανερχόμενου θερμού αέρα. Κοντά στο κάτω άκρο των νεφών, ο θερμός αέρας επιταχύνεται, επειδή. η θερμοκρασία περιβάλλοντος πέφτει και η αντικατάσταση γίνεται πιο γρήγορα. Το ανεμόπτερο, κερδίζοντας σε αυτή τη ροή ζεστού αέρα, μπορεί να χάσει τη στιγμή που η οριζόντια ταχύτητά του είναι ακόμη μεγαλύτερη από τον ρυθμό ανάβασης και να αναρροφηθεί στο σύννεφο μαζί με τον αέρα που ανεβαίνει.

Στο σύννεφο, λόγω της υψηλής συγκέντρωσης σταγονιδίων νερού, η ορατότητα είναι σχεδόν μηδενική, αντίστοιχα, το αιωρόπτερο χάνει αμέσως τον προσανατολισμό του στο διάστημα και δεν μπορεί πλέον να πει πού και πώς πετάει.

Στη χειρότερη περίπτωση, εάν ο ζεστός αέρας ανέβει πολύ γρήγορα (για παράδειγμα, σε ένα σύννεφο κεραυνού), το ανεμόπτερο μπορεί κατά λάθος να εισέλθει σε μια γειτονική ζώνη αέρα που ανέρχεται και πέφτει, γεγονός που θα οδηγήσει σε τούμπα και, πιθανότατα, καταστροφή της συσκευής . Ή ο πιλότος θα ανυψωθεί σε ύψη με ισχυρή θερμοκρασία κάτω από το μηδέν και σπάνιο αέρα.

Ανάλυση και βραχυπρόθεσμη πρόγνωση καιρού. ατμοσφαιρικά μέτωπα. Εξωτερικά σημάδια προσέγγισης ψυχρών, ζεστών μετώπων

Σε προηγούμενες διαλέξεις, μίλησα για τη δυνατότητα πρόβλεψης ιπτάμενου και μη πτητικού καιρού, την προσέγγιση του ενός ή του άλλου ατμοσφαιρικού μετώπου.

Σας το θυμίζω ατμοσφαιρικό μέτωποείναι μια μεταβατική ζώνη στην τροπόσφαιρα μεταξύ γειτονικών αέριων μαζών με διαφορετικές φυσικές ιδιότητες.

Κατά την αντικατάσταση και ανάμειξη μιας μάζας αέρα με μια άλλη με εξαιρετικές φυσικές ιδιότητες - θερμοκρασία, πίεση, υγρασία - διάφορα φυσικά φαινόμενα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση και την πρόβλεψη της κίνησης αυτών των μαζών αέρα.

Έτσι, όταν πλησιάζει ένα ζεστό μέτωπο, οι πρόδρομοί του, τα σύννεφα των κίρρων, εμφανίζονται σε μια μέρα. Επιπλέουν σαν πούπουλα σε υψόμετρο 7-10 χλμ. ΕΚΕΙΝΗ ΤΗΝ ΠΕΡΙΟΔΟ Ατμοσφαιρική πίεσηκατεβαίνει. Η άφιξη ενός θερμού μετώπου συνήθως συνδέεται με την θέρμανση και την έντονη βροχόπτωση.

Με την έναρξη ενός κρύου μετώπου, αντίθετα, συνδέονται σύννεφα βροχής με στρατόσωμη, που συσσωρεύονται σαν βουνά ή πύργους και η βροχόπτωση από αυτά πέφτει με τη μορφή βροχών με καταιγίδες και καταιγίδες. Με το πέρασμα ενός ψυχρού μετώπου, συνδέεται η ψύξη και η αύξηση του ανέμου.

Κυκλώνες και αντικυκλώνες

Η γη περιστρέφεται και οι κινούμενες μάζες του αέρα εμπλέκονται επίσης σε αυτή την κυκλική κίνηση, που στρίβουν σε μια σπείρα. Αυτοί οι τεράστιοι ατμοσφαιρικοί ανεμοστρόβιλοι ονομάζονται κυκλώνες και αντικυκλώνες.

Κυκλώνας- μια ατμοσφαιρική δίνη τεράστιας διαμέτρου με μειωμένη πίεση αέρα στο κέντρο.

Αντικύκλωνας- ατμοσφαιρική δίνη με αυξημένη πίεση αέρα στο κέντρο, με σταδιακή μείωση της από το κεντρικό τμήμα προς την περιφέρεια.

Μπορούμε επίσης να προβλέψουμε την έναρξη ενός κυκλώνα ή αντικυκλώνα αλλάζοντας τον καιρό. Έτσι ο κυκλώνας φέρνει μαζί του συννεφιασμένο καιρό με βροχοπτώσεις το καλοκαίρι και χιονοπτώσεις το χειμώνα. Και ο αντικυκλώνας - αίθριος ή συννεφιασμένος καιρός, ηρεμία και έλλειψη βροχοπτώσεων. Υπάρχει μια σταθερή φύση του καιρού, δηλ. δεν αλλάζει αισθητά με την πάροδο του χρόνου. Από πλευράς πτήσεων, φυσικά, μας ενδιαφέρουν περισσότερο οι αντικυκλώνες.

Ψυχρό μέτωπο. Σύννεφο δομή σε ένα κρύο μέτωπο

Ας επιστρέψουμε στα μέτωπα. Όταν λέμε ότι «έρχεται ένα κρύο μέτωπο», εννοούμε ότι μια μεγάλη μάζα ψυχρού αέρα κινείται προς θερμότερο αέρα. Ο κρύος αέρας είναι πιο βαρύς, ο ζεστός είναι πιο ελαφρύς, επομένως η ψυχρή μάζα που προωθείται φαίνεται να σέρνεται κάτω από τη θερμή, σπρώχνοντάς την προς τα πάνω. Αυτό δημιουργεί μια ισχυρή ανοδική κίνηση του αέρα.

Ο ταχέως ανερχόμενος θερμός αέρας ψύχεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα και συμπυκνώνεται, εμφανίζονται σύννεφα. Όπως είπα, υπάρχει μια σταθερή ανοδική κίνηση του αέρα, έτσι τα σύννεφα, έχοντας μια συνεχή παροχή ζεστού, υγρού αέρα, μεγαλώνουν. Εκείνοι. ένα κρύο μέτωπο φέρνει σωρεία, στρατόσωμη και σύννεφα βροχής με καλή κατακόρυφη ανάπτυξη.

Το ψυχρό μέτωπο κινείται, το θερμό μέτωπο ωθείται προς τα πάνω και τα σύννεφα υπερκορεσμένα με συμπυκνωμένη υγρασία. Κάποια στιγμή χύνεται σε ντους, σαν να ρίχνει περίσσεια μέχρις ότου η δύναμη της ανοδικής κίνησης του θερμού αέρα ξεπεράσει ξανά τη βαρύτητα των σταγονιδίων του νερού.

Ζεστό μέτωπο. Σύννεφο δομή σε ένα ζεστό μέτωπο

Τώρα φανταστείτε την αντίθετη εικόνα: ο θερμός αέρας κινείται προς τον κρύο αέρα. Ο ζεστός αέρας είναι ελαφρύτερος και, όταν κινείται, έρπει στον κρύο αέρα, η ατμοσφαιρική πίεση πέφτει, επειδή. πάλι, μια στήλη ελαφρύτερου αέρα πιέζει λιγότερο.

Καθώς ο ζεστός αέρας ανεβαίνει, ψύχεται και συμπυκνώνεται. Εμφανίζεται συννεφιά. Αλλά δεν υπάρχει ανοδική κίνηση του αέρα: ο κρύος αέρας έχει ήδη εξαπλωθεί από κάτω, δεν έχει τίποτα να σπρώξει έξω, ο ζεστός αέρας είναι ήδη στην κορυφή. Επειδή δεν υπάρχει ανοδική κίνηση του αέρα, ο ζεστός αέρας ψύχεται ομοιόμορφα. Η συννεφιά αποδεικνύεται συνεχής, χωρίς καμία κατακόρυφη ανάπτυξη - σύννεφα κίρους.

Κίνδυνοι που συνδέονται με την εμφάνιση ψυχρών και θερμών μετώπων

Όπως είπα προηγουμένως, η έναρξη ενός ψυχρού μετώπου χαρακτηρίζεται από μια ισχυρή ανοδική κίνηση θερμού αέρα και, ως αποτέλεσμα, την υπερβολική ανάπτυξη των νεφών και τις καταιγίδες. Επιπλέον, μια απότομη αλλαγή στην ανοδική κίνηση του θερμού αέρα και η γειτονική προς τα κάτω κίνηση του ψυχρού αέρα, επιδιώκοντας να τον αντικαταστήσει, οδηγεί σε έντονες αναταράξεις. Ο πιλότος το αισθάνεται ως ισχυρή αναταραχή με αιχμηρά ξαφνικά ρολά και χαμήλωμα / ανύψωση της μύτης της συσκευής.

Η αναταραχή στη χειρότερη περίπτωση μπορεί να οδηγήσει σε τούμπα, επιπλέον, οι διαδικασίες απογείωσης και προσγείωσης της συσκευής είναι περίπλοκες, η πτήση κοντά σε πλαγιές απαιτεί μεγαλύτερη συγκέντρωση.

Οι συχνές και έντονες καταιγίδες μπορούν να παρασύρουν έναν απρόσεκτο ή παρασυρμένο πιλότο και μια τούμπα θα συμβεί ήδη στο σύννεφο, που θα εκτοξευτεί σε μεγάλο ύψος, όπου κάνει κρύο και δεν υπάρχει οξυγόνο - και πιθανός θάνατος.

Ένα ζεστό μέτωπο είναι ελάχιστα χρήσιμο για καλές πτήσεις στα ύψη και δεν ενέχει κανέναν κίνδυνο, εκτός ίσως από τον κίνδυνο να βραχεί.

Δευτερεύοντα μέτωπα

Ένα τμήμα εντός της ίδιας μάζας αέρα, αλλά μεταξύ περιοχών αέρα με διαφορετικές θερμοκρασίες, ονομάζεται δευτερεύον μέτωπο. Τα δευτερεύοντα ψυχρά μέτωπα βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια της Γης σε βαρικές κοιλότητες (περιοχές χαμηλής πίεσης) στο πίσω μέρος του κυκλώνα πίσω από το κύριο μέτωπο, όπου λαμβάνει χώρα η σύγκλιση του ανέμου.

Μπορεί να υπάρχουν πολλά δευτερεύοντα κρύα μέτωπα και το καθένα διαχωρίζει τον κρύο αέρα από τον ψυχρότερο αέρα. Ο καιρός στο δευτερεύον ψυχρό μέτωπο είναι παρόμοιος με τον καιρό στο ψυχρό μέτωπο, αλλά λόγω μικρότερων θερμοκρασιακών αντιθέσεων, όλα τα καιρικά φαινόμενα είναι λιγότερο έντονα, δηλ. τα σύννεφα είναι λιγότερο ανεπτυγμένα, τόσο κατακόρυφα όσο και οριζόντια. Ζώνη υετού, 5-10 χλμ.

Το καλοκαίρι επικρατούν σωρευτικές νεφώσεις με καταιγίδες, χαλάζι, καταιγίδες, έντονες αναταράξεις και παγετός στα δευτερεύοντα κρύα μέτωπα και το χειμώνα γενικές χιονοθύελλες, φορτία χιονιού που μειώνουν την ορατότητα σε απόσταση μικρότερη από 1 km. Κάθετα, το μέτωπο αναπτύσσεται μέχρι 6 χλμ το καλοκαίρι και έως 1-2 χλμ το χειμώνα.

Μέτωπα απόφραξης

Μέτωπα απόφραξηςπου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα του κλεισίματος των ψυχρών και θερμών μετώπων και της μετατόπισης του θερμού αέρα προς τα πάνω. Η διαδικασία κλεισίματος συμβαίνει σε κυκλώνες, όπου ένα ψυχρό μέτωπο, που κινείται με μεγάλη ταχύτητα, προσπερνά ένα θερμό. Σε αυτή την περίπτωση, ο θερμός αέρας απομακρύνεται από το έδαφος και ωθείται προς τα πάνω, και το μέτωπο κοντά στην επιφάνεια της γης κινείται ουσιαστικά ήδη υπό την επίδραση της κίνησης δύο ψυχρών μαζών αέρα.

Αποδεικνύεται ότι τρεις μάζες αέρα συμμετέχουν στο σχηματισμό του μετώπου απόφραξης - δύο κρύες και μία θερμή. Εάν η μάζα ψυχρού αέρα πίσω από το κρύο μέτωπο είναι θερμότερη από την ψυχρή μάζα μπροστά από το μπροστινό μέρος, τότε, ενώ μετατοπίζει τον θερμό αέρα προς τα πάνω, θα ρέει ταυτόχρονα στην μπροστινή, ψυχρότερη μάζα. Αυτό το μέτωπο ονομάζεται θερμή απόφραξη(Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Μέτωπο θερμής απόφραξης στο κατακόρυφο τμήμα και στον χάρτη καιρού.

Εάν η μάζα αέρα πίσω από το ψυχρό μέτωπο είναι ψυχρότερη από την μάζα αέρα μπροστά από το θερμό μέτωπο, τότε αυτή η πίσω μάζα θα ρέει τόσο κάτω από τη θερμή όσο και κάτω από την μπροστινή μάζα ψυχρού αέρα. Αυτό το μέτωπο ονομάζεται ψυχρή απόφραξη(Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Μέτωπο ψυχρής απόφραξης στο κατακόρυφο τμήμα και στον χάρτη καιρού.

Τα μέτωπα απόφραξης περνούν από διάφορα στάδια στην ανάπτυξή τους. Οι πιο δύσκολες καιρικές συνθήκες στα μέτωπα της απόφραξης παρατηρούνται στην αρχική στιγμή κλεισίματος του θερμικού και ψυχρού μετώπου. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το σύστημα νεφών είναι ένας συνδυασμός νεφών θερμών και ψυχρών μετώπων. Οι βροχοπτώσεις γενικής φύσεως αρχίζουν να πέφτουν από στρωματοποιημένα νέφη και σωρευτικά σύννεφα, στην μπροστινή ζώνη μετατρέπονται σε βροχές.

Ο άνεμος πριν από το θερμό μέτωπο της απόφραξης αυξάνεται, μετά το πέρασμά του εξασθενεί και στρέφεται προς τα δεξιά.

Πριν από το ψυχρό μέτωπο της απόφραξης, ο άνεμος αυξάνεται σε καταιγίδα, μετά το πέρασμά του εξασθενεί και στρέφεται απότομα προς τα δεξιά. Καθώς ο θερμός αέρας μετατοπίζεται σε υψηλότερα στρώματα, το μέτωπο απόφραξης σταδιακά διαβρώνεται, η κατακόρυφη ισχύς του συστήματος σύννεφων μειώνεται και εμφανίζονται χώροι χωρίς σύννεφα. Η νεφελότητα του Nimbostratus σταδιακά μετατρέπεται σε στρώμα, το altostratus σε altocumulus και το cirrostratus σε cirrocumulus. Η βροχόπτωση σταματά. Η διέλευση παλαιών μετώπων απόφραξης εκδηλώνεται στη ροή νεφών υψηλής σωρευτικής μάζας 7-10 πόντων.

Οι συνθήκες πλοήγησης μέσω της ζώνης του μετώπου απόφραξης στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης είναι σχεδόν οι ίδιες με τις συνθήκες πλοήγησης, αντίστοιχα, κατά τη διέλευση της ζώνης θερμών ή ψυχρών μετώπων.

Ενδομαζικές καταιγίδες

Οι καταιγίδες γενικά ταξινομούνται σε δύο βασικούς τύπους: μαζικές και μετωπικές. Οι πιο συχνές καταιγίδες είναι οι ενδομαζικές (τοπικές) καταιγίδες που εμφανίζονται μακριά από τις μετωπικές ζώνες και οφείλονται στα χαρακτηριστικά των τοπικών αέριων μαζών.

ενδομαζική καταιγίδαείναι μια καταιγίδα που σχετίζεται με τη μεταφορά μέσα σε μια μάζα αέρα.

Η διάρκεια τέτοιων καταιγίδων είναι μικρή και συνήθως δεν ξεπερνά τη μία ώρα. Οι τοπικές καταιγίδες μπορούν να συσχετιστούν με ένα ή περισσότερα κύτταρα νεφών cumulonimbus και να περάσουν από τα τυπικά στάδια ανάπτυξης: γέννηση ενός σύννεφου σωρευτικής, υπερβολική ανάπτυξη σε καταιγίδα, βροχόπτωση, αποσύνθεση.

Συνήθως οι ενδομαζικές καταιγίδες συνδέονται με ένα μόνο κύτταρο, αν και υπάρχουν και πολυκύτταρες ενδομαζικές καταιγίδες. Στη δραστηριότητα καταιγίδας πολλαπλών κυψελών, τα κατερχόμενα ρεύματα ψυχρού αέρα του «γονικού» νέφους δημιουργούν ανοδικά ρεύματα που σχηματίζουν το «θυγατρικό» κεραυνό. Έτσι, μπορεί να σχηματιστεί μια σειρά κυττάρων.

Σημάδια καλύτερου καιρού

1. Η πίεση του αέρα είναι υψηλή, σχεδόν αμετάβλητη ή αυξάνεται αργά.
2. Η ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας εκφράζεται έντονα: κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι ζεστό, τη νύχτα είναι δροσερό.
3. Ο άνεμος είναι ασθενής, προς το μεσημέρι εντείνεται, το βράδυ υποχωρεί.
4. Ο ουρανός είναι χωρίς σύννεφα όλη την ημέρα ή καλυμμένος με πυκνά σύννεφα, που εξαφανίζονται το βράδυ. Σχετική υγρασίαο αέρας μειώνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας και αυξάνεται τη νύχτα.
5. Κατά τη διάρκεια της ημέρας ο ουρανός είναι έντονο μπλε, το λυκόφως είναι σύντομο, τα αστέρια λάμπουν αχνά. Το βράδυ η αυγή είναι κίτρινη ή πορτοκαλί.
6. Βαριά δροσιά ή παγετός τη νύχτα.
7. Ομίχλη στα πεδινά εντείνεται τη νύχτα και εξαφανίζεται την ημέρα.
8. Το βράδυ είναι πιο ζεστό στο δάσος παρά στο χωράφι.
9. Ο καπνός ανεβαίνει από τις καμινάδες και τις φωτιές.
10. Τα χελιδόνια πετούν ψηλά.

Σημάδια κακοκαιρίας

1. Η πίεση κυμαίνεται απότομα ή πέφτει συνεχώς.
2. καθημερινό μάθημαη θερμοκρασία εκφράζεται ασθενώς ή με παραβίαση της γενικής πορείας (για παράδειγμα, τη νύχτα η θερμοκρασία αυξάνεται).
3. Ο άνεμος εντείνεται, αλλάζει απότομα την κατεύθυνσή του, η κίνηση των κατώτερων στρωμάτων των νεφών δεν συμπίπτει με την κίνηση των ανώτερων.
4. Η συννεφιά αυξάνεται. Στη δυτική ή νοτιοδυτική πλευρά του ορίζοντα εμφανίζονται σύννεφα κιρόστρατου, τα οποία απλώνονται σε όλο τον ουρανό. Αντικαθίστανται από τα σύννεφα altostratus και nimbostratus.
5. Είναι βουλωμένο από το πρωί. Τα σωρευτικά σύννεφα μεγαλώνουν προς τα πάνω, μετατρέπονται σε cumulonimbus - σε καταιγίδα.
6. Τα πρωινά και τα απογευματινά ξημερώματα είναι κόκκινα.
7. Το βράδυ, ο άνεμος δεν υποχωρεί, αλλά εντείνεται.
8. Οι φωτεινοί κύκλοι (φωτοστέφανα) εμφανίζονται σε σύννεφα cirrostratus γύρω από τον Ήλιο και τη Σελήνη. Στα σύννεφα της μεσαίας βαθμίδας - κορώνες.
9. Δεν υπάρχει πρωινή δροσιά.
10. Τα χελιδόνια πετούν χαμηλά. Τα μυρμήγκια κρύβονται σε μυρμηγκοφωλιά.

Στατικά κύματα

Στατικά κύματα- αυτός είναι ένας τύπος μετατροπής της οριζόντιας κίνησης του αέρα σε κύμα. Ένα κύμα μπορεί να συμβεί όταν γρήγορα κινούμενες αέριες μάζες συναντούν οροσειρές σημαντικού ύψους. Απαραίτητη προϋπόθεσηΗ αρχή του κύματος είναι η σταθερότητα της ατμόσφαιρας που εκτείνεται σε σημαντικό ύψος.

Για να δείτε το μοντέλο ενός ατμοσφαιρικού κύματος, μπορείτε να πάτε στο ρέμα και να δείτε πώς γίνεται η ροή γύρω από τη βυθισμένη πέτρα. Το νερό, που ρέει γύρω από μια πέτρα, υψώνεται μπροστά της, δημιουργώντας ένα είδος ινοσανίδας. Πίσω από την πέτρα σχηματίζονται κυματισμοί ή μια σειρά από κύματα. Αυτά τα κύματα μπορεί να είναι αρκετά μεγάλα σε ένα γρήγορο και βαθύ ρεύμα. Κάτι ανάλογο συμβαίνει και στην ατμόσφαιρα.

Όταν μια οροσειρά ρέει πάνω, η ταχύτητα ροής αυξάνεται και η πίεση σε αυτήν μειώνεται. Επομένως, τα ανώτερα στρώματα αέρα μειώνονται κάπως. Έχοντας περάσει την κορυφή, η ροή μειώνει την ταχύτητά της, η πίεση σε αυτήν αυξάνεται και μέρος του αέρα ανεβαίνει ορμητικά. Μια τέτοια ταλαντωτική ώθηση μπορεί να προκαλέσει μια κυματική κίνηση της ροής πίσω από την κορυφογραμμή (Εικ. 3).

Ρύζι. 3. Σχέδιο σχηματισμού στατικών κυμάτων:
1 - αδιατάρακτη ροή. 2 - προς τα κάτω ροή πάνω από το εμπόδιο. 3 - φακοειδές σύννεφο στην κορυφή του κύματος. 4 - σύννεφο καπάκι. 5 - περιστροφικό σύννεφο στη βάση του κύματος

Αυτά τα ακίνητα κύματα συχνά διαδίδονται σε μεγάλα υψόμετρα. Καταγράφηκε εξάτμιση ανεμόπτερου σε ρεύμα κύματος σε ύψος άνω των 15.000 μ. Η κατακόρυφη ταχύτητα του κύματος μπορεί να φτάσει δεκάδες μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Οι αποστάσεις μεταξύ παρακείμενων «χτυπημάτων» ή του μήκους κύματος κυμαίνονται από 2 έως 30 km.

Η ροή του αέρα πίσω από το βουνό χωρίζεται σε ύψος σε δύο στρώματα που διαφέρουν έντονα μεταξύ τους - ένα τυρβώδες στρώμα υποκυμάτων, του οποίου το πάχος κυμαίνεται από αρκετές εκατοντάδες μέτρα έως αρκετά χιλιόμετρα και ένα στρώμα στρωτού κύματος που βρίσκεται πάνω από αυτό.

Είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν ροές κυμάτων εάν υπάρχει μια δεύτερη αρκετά υψηλή κορυφογραμμή στην τυρβώδη ζώνη και τέτοια απόσταση ώστε η ζώνη του ρότορα από την πρώτη να μην επηρεάζει τη δεύτερη κορυφογραμμή. Σε αυτή την περίπτωση, ο πιλότος, ξεκινώντας από τη δεύτερη κορυφογραμμή, εισέρχεται αμέσως στη ζώνη κυμάτων.

Με επαρκή υγρασία αέρα, τα φακοειδή σύννεφα εμφανίζονται στις κορυφές των κυμάτων. Το κάτω άκρο τέτοιων νεφών βρίσκεται σε ύψος τουλάχιστον 3 km και η κατακόρυφη ανάπτυξή τους φτάνει τα 2 - 5 km. Είναι επίσης δυνατό να σχηματιστεί ένα σύννεφο καπακιού ακριβώς πάνω από την κορυφή του βουνού και σύννεφα ρότορα πίσω από αυτό.

Παρά δυνατός άνεμος(ένα κύμα μπορεί να εμφανιστεί όταν η ταχύτητα του ανέμου είναι τουλάχιστον 8 m/s), αυτά τα σύννεφα είναι ακίνητα σε σχέση με το έδαφος. Όταν ένα συγκεκριμένο «σωματίδιο» της ροής του αέρα πλησιάζει στην κορυφή ενός βουνού ή ενός κύματος, η υγρασία που περιέχεται σε αυτό συμπυκνώνεται και σχηματίζεται ένα σύννεφο.

Πίσω από το βουνό, η σχηματισμένη ομίχλη διαλύεται, και το «σωματίδιο» του ρέματος γίνεται ξανά διάφανο. Πάνω από το βουνό και στις κορυφές των κυμάτων, η ταχύτητα της ροής του αέρα αυξάνεται.

Σε αυτή την περίπτωση, η πίεση του αέρα μειώνεται. Από σχολικό μάθημαφυσική (νόμοι αερίων) είναι γνωστό ότι με τη μείωση της πίεσης και απουσία ανταλλαγής θερμότητας με το περιβάλλον, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται.

Η μείωση της θερμοκρασίας του αέρα οδηγεί σε συμπύκνωση υγρασίας και σχηματισμό νεφών. Πίσω από το βουνό, η ροή επιβραδύνεται, η πίεση σε αυτό αυξάνεται, η θερμοκρασία ανεβαίνει. Το σύννεφο εξαφανίζεται.

Στατικά κύματα μπορούν επίσης να εμφανιστούν σε επίπεδο έδαφος. Σε αυτή την περίπτωση, η αιτία του σχηματισμού τους μπορεί να είναι ένα ψυχρό μέτωπο ή δίνες (στροφείς) που εμφανίζονται σε διαφορετικές ταχύτητες και κατευθύνσεις κίνησης δύο γειτονικών στρωμάτων αέρα.

Ορεινός καιρός. Χαρακτηριστικά των καιρικών αλλαγών στα βουνά

Τα βουνά είναι πιο κοντά στον ήλιο και, κατά συνέπεια, ζεσταίνονται πιο γρήγορα και καλύτερα. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό ισχυρών ρευμάτων μεταφοράς και στον γρήγορο σχηματισμό νεφών, συμπεριλαμβανομένων των καταιγίδων.

Επιπλέον, τα βουνά είναι ένα σημαντικό τμήμα της επιφάνειας της γης. Ο άνεμος, περνώντας πάνω από τα βουνά, στροβιλίζεται ως αποτέλεσμα της κάμψης γύρω από πολλά εμπόδια διαφορετικών μεγεθών - από ένα μέτρο (πέτρες) έως μερικά χιλιόμετρα (τα ίδια τα βουνά) - και ως αποτέλεσμα της ανάμειξης του διερχόμενου αέρα με μεταφορά ρεύματα.

Έτσι, το ορεινό έδαφος χαρακτηρίζεται από ισχυρή θερμότητα σε συνδυασμό με ισχυρές αναταράξεις, ισχυρούς ανέμους διαφορετικών κατευθύνσεων και καταιγίδα.

Ανάλυση συμβάντων και προϋποθέσεις που σχετίζονται με μετεωρολογικές συνθήκες

Το πιο κλασικό περιστατικό που σχετίζεται με μετεωρολογικές συνθήκες είναι η εκτόξευση ή η ανεξάρτητη πτήση της συσκευής στη ζώνη του ρότορα στο υπήνεμο τμήμα του βουνού (σε μικρότερη κλίμακα - ο ρότορας από το εμπόδιο). Προϋπόθεση για αυτό είναι η αναχώρηση μαζί με τη ροή της γραμμής της κορυφογραμμής σε χαμηλό υψόμετρο ή μια κοινότοπη άγνοια της θεωρίας. Η πτήση σε ρότορα είναι γεμάτη με τουλάχιστον μια δυσάρεστη αναταραχή, στο μέγιστο - τούμπες και καταστροφή της συσκευής.

Το δεύτερο εντυπωσιακό περιστατικό αναρροφάται στο σύννεφο. Προϋπόθεση για αυτό είναι η επεξεργασία του TVP κοντά στην άκρη του νέφους, σε συνδυασμό με την απουσία, το υπερβολικό θάρρος ή την άγνοια των χαρακτηριστικών πτήσης της συσκευής κάποιου. Οδηγώντας σε απώλεια ορατότητας και προσανατολισμού στο χώρο, στη χειρότερη περίπτωση - σε τούμπα και χύτευση σε άχρηστο ύψος.

Τέλος, το τρίτο κλασικό φαινόμενο είναι το «τύλιγμα» και η πτώση σε πλαγιά ή στο έδαφος κατά την προσγείωση σε θερμική ημέρα. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι να πετάς με το ραβδί πεταμένο, δηλ. χωρίς απόθεμα ταχύτητας για ελιγμούς.

Λ. Ταράσοφ

Όπως οι ομίχλες, τα σύννεφα σχηματίζονται από τη συμπύκνωση υδρατμών σε υγρή και στερεή κατάσταση. Η συμπύκνωση συμβαίνει είτε ως αποτέλεσμα της αύξησης της απόλυτης υγρασίας του αέρα, είτε ως αποτέλεσμα της μείωσης της θερμοκρασίας του αέρα. Στην πράξη, και οι δύο παράγοντες εμπλέκονται στο σχηματισμό νεφών.

Σχηματισμός νεφών ως αποτέλεσμα μεταφοράς.

Σχηματισμός σύννεφων πάνω από ένα ζεστό ατμοσφαιρικό μέτωπο.

Σχηματισμός σύννεφων πάνω από ένα ψυχρό ατμοσφαιρικό μέτωπο.

Η μείωση της θερμοκρασίας του αέρα οφείλεται, πρώτον, στην άνοδο (αύξουσα κίνηση) των μαζών αέρα και, δεύτερον, στην κίνηση των μαζών αέρα - την κίνησή τους σε οριζόντια κατεύθυνση, λόγω της οποίας ο θερμός αέρας μπορεί να βρίσκεται πάνω από την κρύα επιφάνεια της γης .

Περιοριζόμαστε στη συζήτηση για το σχηματισμό νεφών που προκαλούνται από τη μείωση της θερμοκρασίας του αέρα κατά τη διάρκεια μιας ανοδικής κίνησης. Είναι προφανές ότι μια τέτοια διαδικασία διαφέρει σημαντικά από το σχηματισμό ομίχλης - τελικά, η ομίχλη πρακτικά δεν ανεβαίνει, παραμένει απευθείας στην επιφάνεια της γης.

Τι κάνει τον αέρα να ανεβαίνει; Υπάρχουν τέσσερις λόγοι για την ανοδική κίνηση των αέριων μαζών. Ο πρώτος λόγος είναι η μεταφορά του αέρα στην ατμόσφαιρα. Σε μια ζεστή μέρα, οι ακτίνες του ήλιου θερμαίνουν έντονα την επιφάνεια της γης, μεταφέρει θερμότητα στις μάζες του αέρα του εδάφους - και αρχίζει η άνοδός τους. Τα σύννεφα σωρευτικά και σωρευτικά νέφη είναι τις περισσότερες φορές συναγωγικής προέλευσης.

Η διαδικασία σχηματισμού νεφών ξεκινά με το γεγονός ότι κάποια μάζα αέρα ανεβαίνει. Καθώς ανεβαίνετε, ο αέρας θα επεκταθεί. Αυτή η διαστολή μπορεί να θεωρηθεί αδιαβατική, καθώς ο αέρας ανεβαίνει σχετικά γρήγορα, και επομένως, με έναν αρκετά μεγάλο όγκο του (και ένας πραγματικά μεγάλος όγκος αέρα εμπλέκεται στο σχηματισμό ενός νέφους), η ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του ανερχόμενου αέρα και το περιβάλλον απλά δεν έχει χρόνο να συμβεί κατά την άνοδο. Κατά τη διάρκεια της αδιαβατικής διαστολής, ο αέρας, χωρίς να δέχεται θερμότητα από το εξωτερικό, λειτουργεί μόνο λόγω της δικής του εσωτερικής ενέργειας και στη συνέχεια ψύχεται. Έτσι, ο αέρας που ανεβαίνει θα ψυχθεί.

Όταν η αρχική θερμοκρασία T 0 του ανερχόμενου αέρα πέσει στο σημείο δρόσου T p, που αντιστοιχεί στην ελαστικότητα του ατμού που περιέχεται σε αυτό, θα καταστεί δυνατή η διαδικασία συμπύκνωσης αυτού του ατμού. Με την παρουσία πυρήνων συμπύκνωσης στην ατμόσφαιρα (και είναι σχεδόν πάντα παρόντες), αυτή η διαδικασία ξεκινά πραγματικά. Το ύψος H, στο οποίο αρχίζει η συμπύκνωση ατμών, καθορίζει το κατώτερο όριο του σχηματιζόμενου νέφους. Ονομάζεται επίπεδο συμπύκνωσης. Στη μετεωρολογία, χρησιμοποιείται ένας κατά προσέγγιση τύπος για το ύψος H (ο λεγόμενος τύπος Ferrel):

H \u003d 120 (T 0 -T p),

όπου το H μετριέται σε μέτρα.

Ο αέρας που συνεχίζει να ρέει από κάτω διασχίζει το επίπεδο συμπύκνωσης και η διαδικασία συμπύκνωσης ατμού συμβαίνει ήδη πάνω από αυτό το επίπεδο - το σύννεφο αρχίζει να αναπτύσσεται σε ύψος. Η κατακόρυφη ανάπτυξη του νέφους θα σταματήσει όταν ο αέρας, αφού κρυώσει, σταματήσει να ανεβαίνει. Σε αυτήν την περίπτωση, θα σχηματιστεί ένα ασαφές άνω όριο του νέφους. Ονομάζεται επίπεδο ελεύθερης μεταφοράς. Βρίσκεται λίγο πάνω από το επίπεδο στο οποίο η θερμοκρασία του ανερχόμενου αέρα γίνεται ίση με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα.

Ο δεύτερος λόγος για την άνοδο των αέριων μαζών οφείλεται στο ανάγλυφο. Ο άνεμος που φυσά κατά μήκος της επιφάνειας της γης μπορεί να συναντήσει βουνά ή άλλα φυσικά υψόμετρα στο δρόμο του. Ξεπερνώντας τους, οι αέριες μάζες αναγκάζονται να ξεσηκωθούν. Τα σύννεφα που σχηματίζονται σε αυτή την περίπτωση ονομάζονται σύννεφα ορογραφικής προέλευσης (από την ελληνική λέξη oros, που σημαίνει «βουνό»). Είναι σαφές ότι τέτοια σύννεφα δεν έχουν σημαντική ανάπτυξη σε ύψος (περιορίζεται από το ύψος του υψομέτρου που υπερκαλύπτεται από τον αέρα). Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτουν σύννεφα στρώματος και νιμπόστρατου.

Ο τρίτος λόγος για την άνοδο των αέριων μαζών είναι η εμφάνιση θερμών και ψυχρών ατμοσφαιρικών μετώπων. Ο σχηματισμός νεφών εμφανίζεται ιδιαίτερα έντονα πάνω από ένα ζεστό μέτωπο - όταν μια θερμή αέρια μάζα, που προχωρά σε μια μάζα ψυχρού αέρα, αναγκάζεται να γλιστρήσει προς τα πάνω μια σφήνα ψυχρού αέρα που υποχωρεί. Η μετωπική επιφάνεια (η επιφάνεια της ψυχρής σφήνας) είναι πολύ ήπια - η εφαπτομένη της κλίσης της στην οριζόντια επιφάνεια είναι μόνο 0,005-0,01. Επομένως, η ανοδική κίνηση του θερμού αέρα διαφέρει ελάχιστα από την οριζόντια κίνηση. κατά συνέπεια, η θολότητα που προκύπτει πάνω από την ψυχρή σφήνα αναπτύσσεται ασθενώς σε ύψος, αλλά έχει σημαντική οριζόντια έκταση. Τέτοια σύννεφα ονομάζονται ανηφορικά σύννεφα. Στην κατώτερη και μεσαία βαθμίδα, αυτά είναι νέφη nimbostratus και altostratus, και στην ανώτερη βαθμίδα - cirrostratus και cirrus (είναι σαφές ότι τα σύννεφα της ανώτερης βαθμίδας έχουν ήδη σχηματιστεί πολύ πίσω από την ατμοσφαιρική πρώτη γραμμή). Η οριζόντια έκταση των νεφών ολίσθησης προς τα πάνω μπορεί να μετρηθεί σε εκατοντάδες χιλιόμετρα.

Ο σχηματισμός νεφών εμφανίζεται επίσης πάνω από ένα κρύο ατμοσφαιρικό μέτωπο - όταν μια προοδευτική μάζα ψυχρού αέρα κινείται κάτω από μια μάζα θερμού αέρα και έτσι την ανυψώνει. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί επίσης να σχηματιστούν και σωρευτικά σύννεφα εκτός από τα ανοδικά σύννεφα.

Ο τέταρτος λόγος για την άνοδο των μαζών αέρα είναι οι κυκλώνες. Οι αέριες μάζες, που κινούνται κατά μήκος της επιφάνειας της γης, συστρέφονται προς το κέντρο της κατάθλιψης σε έναν κυκλώνα. Συσσωρεύονται εκεί, δημιουργούν μια πτώση πίεσης κατά μήκος της κατακόρυφου και ορμούν προς τα πάνω. Η έντονη άνοδος του αέρα μέχρι τα όρια της τροπόσφαιρας οδηγεί σε ισχυρό σχηματισμό νεφών - εμφανίζονται σύννεφα κυκλωνικής προέλευσης. Μπορεί να είναι στρωματοποιημένο-nimbus, altostratus, cumulonimbus σύννεφα. Η βροχόπτωση πέφτει από όλα αυτά τα σύννεφα, δημιουργώντας βροχερό καιρό χαρακτηριστικό ενός κυκλώνα.

Βασισμένο στο βιβλίο του L. V. Tarasov "Άνεμοι και καταιγίδες στην ατμόσφαιρα της Γης". - Dolgoprudny:Εκδοτικός Οίκος "Intellect", 2011.
Πληροφορίες για τα βιβλία του εκδοτικού οίκου "Intellect" - στην ιστοσελίδα