Oblaci su posljedica kondenzacije vodene pare. Oni igraju važnu ulogu u procesima preraspodjele vlage na Zemlji.
Sastav oblaka
Ovisno o sastavu dijele se u 3 skupine:
- Voda - u potpunosti sastavljena od kapi vode (iznad -10 ℃). Pri nižim temperaturama, kapljice se pregrijavaju.
- Ledeni ili kristalni - u potpunosti sastavljeni od ledenih kristala (ispod -15 ℃).
- Miješana - mješavina ledenih kristala i kapi vode (od -10 do -15 ℃).
Kapi vode i kristali nazivaju se oblačni elementi. Veličina kapi značajno varira. Oni se određuju metodom mikrofotografije (stvaranje fotografija s velikim uvećanjem).
Kad se oblak tek počinje stvarati, promjer kapi u njemu varira između 5-50 mikrona (1 mikron = 0,001 mm). U fazi razvoja oblaka, kapljice postaju veće - promjera od 50 do 200 mikrona. Polako počinju padati, dok u meteorologiji govore o finoj kiši - susnježici. U budućnosti se kapljice mogu transformirati u kišne kapi promjera 500 do 5000 mikrona.
Zanimljiva činjenica: oblaci djeluju lagano i "prozračno", ali u stvarnosti težina velikog oblaka iznosi oko 1 tonu.
Kristali imaju različite oblike i veličine, ovisno o vlažnosti i temperaturi zraka. Većina ih se naziva cjelovitim i po obliku nalikuju šesterokutnoj prizmi. Ako je visina takvog kristala mala u usporedbi s bazom, to je ploča. Nasuprotni su kristali ledeni stupovi. Pronađeni su i elementi složenog oblika, u obliku igle.
Tako su kapljice vode male veličine, ali njihova gustoća u sastavu oblaka je nekoliko stotina u 1 cm³. Kristali su, naprotiv, veći, ali manje su gusti - do 100 u 10 cm³.
Druga važna karakteristika je sadržaj vode - to je količina vode koja se nalazi u 1m³ oblaka. Prosječni sadržaj vode:
- oblaci s malim kapima - do 1 g / m³;
- kumulus - 2 g / m³;
- kumulonimbus - 4-5 g / m³;
- kristalni - do 0,02 g / m³;
- miješano - 0,2-0,3 g / m³.
Kako nastaju oblaci?
Formiranje oblaka složen je proces, a sve su faze usko povezane. Oblaci se mogu oblikovati na bilo kojoj geografskoj širini.
Oblik oblaka
Do oblaka dolazi zbog prelaska vodene pare u tekuće ili čvrsto stanje - kondenzacije. Javlja se iz dva razloga: pad temperature i porast apsolutne vlage. Najčešće su oba čimbenika prisutna istovremeno.
Smanjenje temperature objašnjava se porastom zračnih masa, kao i njihovim horizontalnim kretanjem (advekcija). Tako se topli zrak nalazi iznad hladne površine zemlje. Zračne mase rastu iz nekoliko razloga:
- konvekcija;
- topografija;
- cikloni;
- formiranje atmosferskih frontova.
Kada se zemaljska površina intenzivno zagrijava sunčevom svjetlošću, toplina se prenosi u zrak. Dolazi do konvekcije - zagrijani zrak brzo se diže i počinje se hladiti na visini. Sadrži vodenu paru. Postoji pojam točke rose - to je temperatura pri kojoj vodena para doseže točku zasićenja i počinje se kondenzirati.
Visina na kojoj započinje proces pretvaranja pare u kapljice rose je donja granica oblaka koja tvori ili stupanj kondenzacije. Istodobno, zagrijani zrak i dalje struji s površine zemlje. Prelazi donju granicu, a kondenzacija dolazi na višoj razini. Tako oblak postaje sve veći u visinu. Njegova gornja granica obično se izražava nejasno, naziva se razinom slobodne konvekcije.
Zanimljiva činjenica: ponekad se na putu zračnih struja pojavljuju uzvišenja. Tijekom njihovog svladavanja zračne se mase podižu.Takvi oblaci su orografskog podrijetla. Njihova visina određena je visinom prepreke.
Ciklona je zračna masa u obliku atmosferskog vrtloga. Zračne mase se okreću prema središtu okomite osi ciklona. Zbog toga dolazi do pada tlaka - protoci zraka intenzivno se povećavaju. Oni mogu doseći gornje granice troposfere i tvore veliki broj slojevitih, kišnih, kumulusnih oblaka i njihovih sorti. Takvi oblaci uvijek donose oborine.
Utjecaj atmosferskih frontova na oblake
Atmosferski front nastaje kao rezultat konvergencije masa toplog i hladnog zraka. U ovom se slučaju oblaci mogu pojaviti i preko tople i hladne fronte. Prekomjerno stvaranje oblaka događa se intenzivnije.
Tijekom sudara zračnih masa topli tokovi kreću se prema gore - duž nježne linije povlačenja hladnih struja ili duž frontalne površine. Kako se zrak kreće gotovo vodoravno (s laganim odstupanjem prema gore), formiraju se oblaci uzlaznog klizanja. Takvi oblaci su karakteristični po maloj visini i značajnoj duljini u vodoravnom smjeru - do stotina kilometara.
Kumulusni oblaci formiraju se iznad hladne atmosferske fronte. Kad se masa toplog zraka klizne prema gore, hladni se pomakne tačno ispod njih.
Kako oblaci lete po nebu?
Oblaci su lakši od zraka. Smješteni su na različitim visinama. Oblaci se kreću nebom zbog kretanja zračnih masa, strujanja vjetra.
Zanimljiva činjenica: Kretanje oblaka u suprotnim smjerovima nevjerojatan je, ali razumljiv fenomen. To je zbog činjenice da oblaci nisu neprekinuti i kreću se zajedno sa zračnim strujama. Istovremeno se smjer i brzina vjetra mijenjaju s visinom.
Gdje se nalaze oblaci?
Svaka skupina oblaka ima određenu lokaciju mjesta, što ovisi o doba godine. Dakle, u proljeće i ljeto (u umjerenim širinama) vodeni oblaci zauzimaju donji dio troposfere (donji sloj atmosfere, čija se gornja granica nalazi na nadmorskoj visini od 6-20 km). Mješoviti oblaci zauzimaju srednji sloj troposfere, dok kristalni oblaci zauzimaju gornji. S početkom jesensko-zimske sezone mogu se pojaviti ledeni oblaci u donjoj troposferi.
Također postoji klasifikacija oblaka prema kojoj su podijeljeni u obitelji i rodove. Svaka obitelj ima svoj nivo:
- Oblaci vertikalnog razvoja (konvekcije).
- Donja razina je do 2 km.
- Srednji sloj je od 2 do 6 km.
- Gornji sloj je od 6 do 13 km.
Vrste oblaka
Postoji 10 glavnih rodova ili vrsta oblaka koji se razlikuju po izgledu, obliku i drugim parametrima.
Kumulusni oblaci
Razlikuje se u gustoći, svijetlo bijele nijanse. Razvijeno u vertikalnom smjeru. Gornji dio ima okrugli oblik. Formiraju se, u pravilu, u neutralnim ili hladnim zračnim masama. Debljina - 1-2 ili 3-5 km.
Slojeviti oblaci
Struktura podsjeća na maglu zbog homogenosti, ali zauzima visinu od 100-400 m. Najčešće potpuno zategnu nebo, ponekad se opaze suze. Prosječna debljina je desetine, stotine metara.
Stratocumulus oblaci
Razlikuju se u sivoj nijansi i sastoje se uglavnom od vode. Mogu se predstaviti u obliku kontinuirane mase ili valova razdvojenih sunčevim zrakama. Debljina - 200-800 m.
Altostratus
Izvana nalikuju velu sive boje, ponekad s plavkastim nijansama. Mogu imati homogenu ili blago izraženu strukturu. U sastavu dominiraju kristali, ohlađene kapi.
Altocumulus oblaci
Karakteristično za toplu sezonu. Može imati bijelu, sivu, plavu nijansu. Oni su u obliku ploča, razrezanih pahuljica, između kojih zrače sunčeve zrake. U visinu se protežu nekoliko stotina metara. Ponekad se pretvore u moćan kumulus.
Paperjasti oblaci
Mnogobrojni elementi cirusa (niti, komadi, grebeni), izduženi.Imaju vlaknastu strukturu i moguće prisustvo svilenog sjaja. Smješteni su na velikoj nadmorskoj visini i sastavljeni su od kristala.
Dominiraju krupni kristali koji vidljivo propadaju. Stoga se cirrusni oblaci odlikuju značajnim vertikalnim opsegom i neravnim smjerom niti.
Cirrocumulus oblaci
Imaju sferični izduženi oblik, nalaze se na nadmorskoj visini od 6 km. Karakteristična značajka je odsutnost sjena. Također je moguće obojiti rubove u obliku duge. Nastao od kristala.
Cirrostratus oblaci
Predstavljen je u obliku bijele nijanse s homogenom strukturom. Dobro proziran od sunca i mjesečine. Može biti maglovit ili vlaknast.
Zanimljiva činjenica: Uz sudjelovanje oblaka cirrostratusa često se pojavljuje fenomen nazvan halo ili halo. To je atmosferski fenomen optičke prirode, koji je sjaj oko izvora svjetlosti. Nastaje zbog činjenice da zrake svjetlosti koje prolaze kroz oblak prelaze kristali. Halo češće ima oblik kruga, polukruga, stupa svjetlosti itd.
Kišni oblaci
Čvrsti sloj tamno sive boje. Debljina doseže nekoliko kilometara. Tijekom razdoblja oborina čini se homogenim. U pauzama postaju heterogene.
Kumulonimbusni oblaci
Odlikuje ih gustoća, vertikalni razvoj, obilne kiše s grmljavinom, tučom. Nastao od velikih kumulusnih oblaka. Mogu se sakupljati u dugom nizu - liniji čučnjeva.
Kako razlikovati kumulus, Altocumulus i Cirrocumulus na nebu?
Oblak kumulusa ima izražen oblik, velike veličine. Njegova debljina obično odgovara širini ili je premašuje. Oblaci s altocumulusom su mali i raspršeni po nebu (najčešće se pojavljuju u proljeće i ljeto). Cirrocumulus oblaci su tanki, nalikuju valu ili valovima zbog brojnih zavoja.
Rijetka vrsta oblaka
Ako su kumulusi, cirusi i drugi oblaci uobičajeni, tada se gledanje sorti dolje opisanih na nebu može smatrati sretnom.
Jutarnja Glorija
Atmosferski valovi niskog stupnja, koji se najčešće primjećuju u sjevernom dijelu Australije (Carpentaria bay). Stručnjaci još uvijek ne mogu utvrditi točan uzrok stvaranja takvih oblaka. Oni se protežu stotinama kilometara u duljini, nalaze se na nadmorskoj visini od 100-200 m.
Olujni ovratnik
Drugo ime je bruto oblak. Uobičajen je naziv za određenu raznolikost kumulonimbusnih oblaka koji u obliku nalikuju dugačkoj osovini. Često se na granici atmosferskih frontova na nadmorskoj visini od 100 do 2000 m formira grmljavinska ogrlica. Sa sobom donosi barake, pljuskove, grmljavinske oluje i pad tlaka u blizini površine zemlje. Jutarnja glorija smatra se najrjeđom raznovrsnom grmljavinom.
Fallstreak efekt
Kada se u neprekidnom sloju oblaka Altocumulus ili Cirrocumulus pojavi jaz, to je efekt Fallstreak-a. Velike rupe pojavljuju se kao posljedica pada ledenih kristala. Nastaju u gornjim slojevima ili čak u ispušnim plinovima letećeg aviona.
Podložno nekoliko uvjetima (temperatura zraka, vlaga, prehlađena kapljica vode), kristali tijekom pada upijaju vodu i povećavaju se u veličini. Voda u oblaku isparava i nastaje jaz.
Oblaci leće
Lentakularni (lentikularni) oblaci ne kreću se nebom bez obzira na jačinu vjetra. Nastaju između dva zračna sloja ili na vrhu grebena zračnih valova. Stabilnost nastaje zbog činjenice da se procesi kondenzacije i isparavanja odvijaju u valovima. Često se nalazi u blizini planinskih lanaca na nadmorskoj visini od 2-15 km.
Oblaci Calvina Helmholtza
Oni nalikuju morskim valovima i formiraju se kada se dva sloja zraka kreću različitim brzinama. U ovom se slučaju gornji sloj kreće brže, donji - sporije.Češći je kod jakih vjetrova i mijenjanja gustoće zraka.
Oblak gljiva
Oblak u obliku gljive nastaje ne samo kao rezultat nuklearnih ili termonuklearnih eksplozija. Naknadno se može formirati u običnoj eksploziji, pod uvjetom da nema različitih smetnji (na primjer, vjetra). To uključuje i eksplozije uzrokovane padom meteorita, erupcijom vulkana.
Srebrni oblaci
Ova rijetka pojava ima nekoliko imena. Među njima su noćni užareni oblaci. Činjenica je da se oni mogu razmatrati samo pod uvjetom dubokog sumraka ili tijekom pomračenja Sunca. Ti se oblaci nalaze prilično visoko - u prosjeku, na nadmorskoj visini od 82 km. Njihova studija provedena je ne samo sa Zemlje, već i uz pomoć raketnih sondi.
Zanimljiva činjenica: veliki doprinos proučavanju srebrnih oblaka dao je ruski astronom - Vitold Cerasky. Dokazano je da je ovaj fenomen karakterističan ne samo za Zemlju, već i za druge planete, na primjer, Mars. 2007. godine lansiran je NASA AIM satelit, među čijim je zadacima proučavanje srebrnih oblaka.
Oblaci meduze
Oblaci su to ime dobili zbog sličnosti u obliku sa meduza. Nastaju na mjestima gdje se sudaraju vlažni (iz Zaljevskog toka) i suhi (atmosferski) zrak. Donji dio, koji podsjeća na pipke, nastaje uslijed kapljanja, ali kapljica koje odmah isparavaju.
Oblačni oblaci
Oblaci s karakterističnom marsupijalnom strukturom. Svaka ćelija ima veličinu od oko 500 metara. Smatraju se vrlo rijetkim (nalaze se nekoliko puta tijekom 10 godina) i nastaju u vezi s tropskim ciklonama.
Matični biserni oblaci
Nastaje na nadmorskoj visini od oko 20 do 30 km. Vrlo rijetko, ali ne mogu se brkati s drugim vrstama oblaka zbog svoje specifične boje. Nastaju u zimsko-proljetnom razdoblju i vidljive su samo prije izlaska sunca ili nakon zalaska sunca.
Zašto su oblaci bijeli?
Oblaci su bijeli zbog visokog sadržaja elemenata oblaka u njima - kapi i kristala. Oni odražavaju sunčeve zrake. Što je veličina ovih elemenata manja, to svjetliji oblak izgleda.
Koja je razlika između oblaka i oblaka?
U terminologiji nedostaje pojam "oblak". Ovo je isti oblak, ali većeg i tamnije boje. Za razliku od bijelog oblaka, oblak sadrži veliku količinu vlage zbog velike gustoće kapljica vode i donosi oborine.
Zašto su oblaci bijeli, a oblaci sivi?
Oblaci poprimaju sivu, pa čak i crnu boju kada se gledaju od tla, jer ih karakterizira visoka gustoća. Oni bacaju sjenu jedni na druge, a također slabo prenose sunčevu svjetlost.
Zanimljiva činjenica: ako letite točno iznad sivog oblaka, izgledat će bijelo - sunčeve zrake padaju odozgo.
Što je kondenzacijski trag iz aviona?
Kondenzacijski trag je umjetni ili umjetni oblak. Nastaje kao posljedica kondenzacije atmosferske vlage pomiješane s vodenom parom iz ispušnih plinova koje ispuštaju motori aviona. S vremenom trag nestaje - njegove komponente isparavaju.
Kako odrediti vrijeme iz oblaka?
Oblaci ne pružaju potpune informacije o najbližim vremenskim uvjetima, ali neki od njih ipak mogu predvidjeti određene meteorološke pojave:
- Kumulus - u pravilu, lijepo vrijeme bez oborina.
- Kumulonimbus (gušći) - nalazi se nisko iznad zemlje, može prenijeti kišu.
- Cirrus - postupno se spuštajući niže na površinu zemlje, može ukazivati na oborine u sljedećih 12 sati.
- Slojeviti - rijetko donose oborine zbog male debljine.
Gusti tamni oblaci su padavine. U ovom slučaju, crna označava odsutnost jakog vjetra, smeđe znači mogućnost jakih vjetrova, a siva može značiti dugotrajnu kišu.
Procesi sedimentacije
Oborine nastaju uglavnom u troposferi, budući da ima najviše vodene pare.Magla se formira u blizini zemljine površine kao rezultat akumulacije produkata kondenzacije.
Oborine nastaju samo u onim oblacima koji su sastavljeni od velikih čestica oblaka (0,1-7 mm). Postaju teški, ne mogu se držati u oblaku i ispadaju u obliku oborina. Talog se taloži iz oblaka ili se taloži na površini iz zraka.
Taloženje:
- poklopac - monoton, dugačak;
- lepršanje - neintenzivno, monotono;
- kišne pljuskove karakteriziraju oštre fluktuacije.
Padavine na površini:
- rosa;
- mraz;
- led (nastaje na bilo kojoj površini zbog zamrzavanja čestica oborina);
- susnježica (nastaje samo na površini zemlje).
Nerazvrstane oborine:
- ledene igle;
- Solacija (rijetka pojava u obliku velikih vodenih mjehurića koji se javljaju tijekom grmljavinske oluje).
Metode izloženosti oblaku
Moderna znanost otkrila je neke načine utjecaja na oblake. Konkretno, disperzija prehlađenih oblaka, magla, učinak na oblake koji nose tuču. U ovom se slučaju umjetno mijenja mikrostruktura oblaka, kao i njihovo fazno stanje.
Na primjer, za raspršivanje prehlađenog oblaka, rashladna sredstva ili čestice jodida ledenih tvari u njega se unose iz aviona. Te tvari doprinose stvaranju velikog broja kristala - gustoća kapljica vode opada i oblak se raspršuje. Da bi utjecali na maglu, koriste se prizemne instalacije slične prirode.
Moguće su i umjetne oborine, na primjer, tijekom šumskih požara. Da biste to učinili, pomoću zrakoplova, u oblak se uvode reagensi - srebrni jodid ili posebni pirotehnički sastavi.