Oblaki so posledica kondenzacije vodne pare. Imajo pomembno vlogo pri procesih prerazporeditve vlage na Zemlji.
Oblika v oblaku
Glede na sestavo so razdeljene v 3 skupine:
- Voda - v celoti sestavljena iz kapljic vode (nad -10 ℃). Pri nižjih temperaturah se kapljice prehladijo.
- Ledeni ali kristalni - v celoti sestavljeni iz ledenih kristalov (pod -15 ℃).
- Mešano - mešanica ledenih kristalov in kapljic vode (od -10 do -15 ℃).
Kapljice vode in kristali se imenujejo oblačni elementi. Velikost kapljic se močno razlikuje. Določajo se z metodo mikrofotografije (ustvarjanje fotografij z veliko povečavo).
Ko se oblak šele začne oblikovati, se premer kapljic v njem giblje med 5-50 mikronov (1 mikron = 0,001 mm). Na stopnji razvoja oblakov kapljice postanejo večje - od premera 50 do 200 mikronov. Počasi začnejo padati, medtem ko v meteorologiji govorijo o lepem dežju. V prihodnosti se kapljice lahko spremenijo v dežne kapljice s premerom od 500 do 5000 mikronov.
Zanimivo dejstvo: oblaki se zdijo lahki in zračni, vendar v resnici teža velikega oblaka znaša približno 1 tono.
Kristali imajo različne oblike in velikosti, odvisno od vlažnosti in temperature zraka. Večina se imenuje popolna in po obliki spominjajo na šestkotno prizmo. Če je višina takega kristala majhna v primerjavi s podlago, je to plošča. Nasproti kristali so ledeni stebri. Najdeni so tudi elementi zapletene oblike, v obliki igel.
Tako so kapljice vode majhne, vendar je njihova gostota v sestavi oblaka nekaj sto v 1 cm³. Kristali, nasprotno, so večji, vendar so manj gosti - do 100 na 10 cm³.
Druga pomembna značilnost je vsebnost vode - to je količina vode, ki jo vsebuje 1m³ oblaka. Povprečna vsebnost vode:
- oblaki z majhnimi kapljicami - do 1 g / m³;
- kumulus - 2 g / m³;
- kumulonimbus - 4-5 g / m³;
- kristalni - do 0,02 g / m³;
- mešano - 0,2-0,3 g / m³.
Kako nastajajo oblaki?
Oblikovanje oblakov je zapleten proces, katerega vse faze so tesno povezane. Oblaki se lahko tvorijo na kateri koli zemljepisni širini.
Oblikovanje oblakov
Oblak nastane zaradi prehoda vodne pare v tekoče ali trdno stanje - kondenzacija. Pojavi se iz dveh razlogov: znižanje temperature in povečanje absolutne vlažnosti. Najpogosteje sta hkrati prisotna oba dejavnika.
Znižanje temperature je razloženo s porastom zračnih mas, pa tudi z njihovim vodoravnim gibanjem (advekcija). Tako je topel zrak nad hladno površino zemlje. Zračne mase naraščajo iz več razlogov:
- konvekcija;
- topografija;
- cikloni;
- nastanek atmosferskih front.
Ko se zemeljska površina intenzivno segreva s sončno svetlobo, se toplota prenaša v zrak. Pojavi se konvekcija - segreti zrak se hitro dvigne in se na višini začne hladiti. Vsebuje vodno paro. Obstaja koncept rosne točke - to je temperatura, pri kateri vodna para doseže točko nasičenja in se začne kondenzirati.
Višina, s katero se začne postopek pretvorbe pare v kapljice rosišča, je spodnja meja oblaka, ki tvori ali stopnja kondenzacije. V tem primeru segreti zrak še naprej priteka s površine zemlje. Prestopi spodnjo mejo, na višji stopnji pa pride do kondenzacije. Tako se oblak povečuje v višino. Njegova zgornja meja je ponavadi izražena nerazločno, imenujemo jo raven proste konvekcije.
Zanimivo dejstvo: včasih se na poti zračnih tokov pojavijo vzpetine. Med njihovim premagovanjem zračne mase naraščajo.Takšni oblaki so orografskega izvora. Njihova višina je določena z višino ovire.
Ciklona je zračna masa v obliki atmosferskega vrtinca. Zračne mase se vrtijo proti sredini navpične osi ciklona. Zaradi tega pride do padcev tlaka - zračni tokovi se intenzivno dvigajo. Lahko dosežejo zgornje meje troposfere in tvorijo veliko število plastnih, deževnih, kumulusnih oblakov in njihovih sort. Takšni oblaki vedno prinesejo padavine.
Vpliv atmosferskih front na oblake
Atmosferska fronta nastane kot posledica zbliževanja mas toplega in hladnega zraka. V tem primeru se lahko oblaki pojavijo tako čez toplo kot hladno fronto. Preko toplega oblaka nastaja intenzivneje.
Med trkom zračnih mas se topli tokovi premikajo navzgor - vzdolž nežne črte umika hladnih potokov ali vzdolž čelne površine. Ko se zrak premika skoraj vodoravno (z rahlim odstopanjem navzgor), nastajajo oblaki vzpona drsenja. Takšni oblaki so značilni po svoji majhni višini in veliki dolžini v vodoravni smeri - do sto kilometrov.
Kumulusni oblaki se tvorijo nad hladno atmosfersko fronto. Ko se tople zračne mase drsijo navzgor, se hladni premakne tik pod njimi.
Kako oblaki visijo po nebu?
Oblaki so lažji od zraka. Nahajajo se na različnih višinah. Oblaki se premikajo po nebu zaradi gibanja zračnih mas, vetra.
Zanimivo dejstvo: Gibanje oblakov v nasprotnih smereh je neverjeten, a razumljiv pojav. To je posledica dejstva, da oblaki niso neprekinjeni in se premikajo skupaj z zračnimi tokovi. V tem primeru se smer in hitrost vetra spreminjata z višino.
Kje najdemo oblake?
Vsaka skupina oblakov ima določeno lokacijsko območje, odvisno od časa v letu. Torej spomladi in poleti (v zmernih širinah) vodni oblaki zasedajo spodnji del troposfere (spodnja atmosfera, katere zgornja meja se nahaja na nadmorski višini 6-20 km). Mešani oblaki zasedajo srednji sloj troposfere, kristalni oblaki pa zgornji. Z nastopom jeseni-zime se v spodnji troposferi lahko pojavijo ledeni oblaki.
Obstaja tudi klasifikacija oblakov, po kateri jih delimo na družine in rodove. Vsaka družina ima svoj nivo:
- Oblaki vertikalnega razvoja (konvekcije).
- Spodnja stopnja je do 2 km.
- Srednja stopnja je od 2 do 6 km.
- Zgornja stopnja je od 6 do 13 km.
Vrste oblakov
Obstaja 10 glavnih rodov ali vrst oblakov, ki se razlikujejo po videzu, obliki in drugih parametrih.
Kumulusni oblaki
Razlikuje se po gostoti, svetlo belega odtenka. Razvit v navpični smeri. Zgornji del ima okroglo obliko. Praviloma nastajajo v nevtralnih ali hladnih zračnih masah. Debelina - 1-2 ali 3-5 km.
Slojni oblaki
Zgradba zaradi homogenosti spominja na meglo, vendar zaseda višino 100–400 m. Najpogosteje popolnoma zategnejo nebo, včasih opazijo solze. Povprečna debelina je desetine, sto metrov.
Stratocumulus oblaki
Razlikujejo se po sivi senci in so sestavljeni predvsem iz vode. Lahko so predstavljeni v obliki neprekinjene mase ali valov, ločenih s sončnimi žarki. Debelina - 200-800 m.
Altostratus
Navzven spominjajo na tančico sive barve, včasih z modrikastim odtenkom. Lahko imajo homogeno ali rahlo izraženo strukturo. V sestavi prevladujejo kristali, ohlajene kapljice.
Altocumulus oblaki
Značilno za toplo sezono. Lahko ima bel, siv, modri odtenek. Imajo obliko krožnikov, raztrganih kosmičev, med katerimi sijejo sončni žarki. V višino segajo nekaj sto metrov. Včasih se spremenijo v močan kumulus.
Spindrift oblaki
Številni elementi cirusov (niti, drobci, grebeni), podolgovate.Imajo vlaknato strukturo in možno prisotnost svilnatega sijaja. Nahajajo se na veliki nadmorski višini in so sestavljeni iz kristalov.
Prevladujejo veliki kristali, ki opazno propadajo. Zato je za cirusne oblake značilna pomembna navpična mera in neenakomerna smer nitk.
Cirrocumulus oblaki
Imajo sferično podolgovato obliko, ki jih najdemo na nadmorski višini 6 km. Značilna lastnost je odsotnost senc. Možno je obarvati tudi robove v obliki mavrice. Nastane iz kristalov.
Cirrostratus oblaki
Predstavljen v obliki belega odtenka s homogeno strukturo. Dobro prosojen od sonca in mesečine. Lahko je megleno ali vlaknasto.
Zanimivo dejstvo: S sodelovanjem oblakov cirrostratusa se pogosto pojavlja pojav, imenovan halo ali halo. To je atmosferski pojav optične narave, ki je sijaj okoli svetlobnega vira. Nastane zaradi dejstva, da žarki svetlobe, ki prehajajo skozi oblak, lomijo kristale. Halo pogosteje ima obliko kroga, polkroga, stebra svetlobe itd.
Dežni oblaki
Trden sloj temno sive barve. Debelina doseže nekaj kilometrov. V obdobju padavin se zdi homogeno. V prelomih postanejo heterogeni.
Kumulonimbusni oblaki
Odlikuje jih gostota, navpični razvoj, močne padavine z grmenjem, točo. Nastane iz velikih kumulusnih oblakov. Zberemo jih lahko v dolgi vrsti - črti veveric.
Kako razlikovati kumulus, Altocumulus in Cirrocumulus oblake na nebu?
Kumulusni oblak ima izrazito obliko, velike velikosti. Njegova debelina običajno ustreza širini ali jo presega. Altocumulus oblaki so majhni in raztreseni po nebu (najpogosteje se pojavijo spomladi in poleti). Oblaki cirrocumulusa so tanki, spominjajo na val ali valovanje zaradi številnih ovinkov.
Redki tipi oblakov
Če so kumulusi, cirusi in drugi oblaki pogosti, potem lahko videti spodaj opisane sorte na nebu velja za veliko srečo.
Jutranja Glorija
Nizko ležeči atmosferski valovi, ki jih najpogosteje opazimo na severnem delu Avstralije (Carpentaria Bay). Strokovnjaki še vedno ne morejo določiti točnega vzroka nastanka takšnih oblakov. Raztezajo se v dolžini sto kilometrov, ki se nahajajo na nadmorski višini 100-200 m.
Nevihtna ovratnica
Drugo ime je bruto oblak. To je tudi splošno ime za nekatere vrste oblakov kumulonimbus, ki v obliki spominjajo na dolgo gred. Pogosto se na meji atmosferskih front na nadmorski višini od 100 do 2000 m oblikuje nevihtni ovratnik, ki s seboj prinaša barake, prhe, nevihte in padec tlaka blizu površine zemlje. Jutranja glorija velja za najredkejšo vrsto grmenskih ovratnikov.
Učinek pada
Ko se v neprekinjeni plasti oblakov Altocumulus ali Cirrocumulus pojavi vrzel, je to učinek Fallstreak. Velike luknje se pojavijo kot posledica padajočih kristalov ledu. Nastanejo v zgornjih nivojih ali celo v izpušnih plinih letečega letala.
Ob upoštevanju več pogojev (temperatura zraka, vlaga, prehlajena kapljica vode) kristali med padcem absorbirajo vodo in se povečajo v velikosti. Voda v oblaku izhlapi in nastane vrzel.
Lentikularni oblaki
Lentikularni (lečastni) oblaki se ne premikajo po nebu ne glede na moč vetra. Nastanejo med dvema zračnima plastema ali na grebenu zračnih valov. Stabilnost je posledica dejstva, da se procesi kondenzacije in izhlapevanja nenehno odvijajo v valnih tokovih. Pogosto se nahaja v bližini gorskih verig na nadmorski višini 2-15 km.
Oblaki Calvina Helmholtza
So podobni morskim valovom in tvorijo se, ko se dva zračna sloja premikata z različnimi hitrostmi. V tem primeru se zgornji sloj premika hitreje, spodnji - počasneje.Pogostejše pri močnem vetru in spreminjanju gostote zraka.
Gobji oblak
Gob v obliki gob nastane ne le kot posledica jedrskih ali termonuklearnih eksplozij. Pozneje se lahko tvori v običajni eksploziji, pod pogojem, da ni drugačnih motenj (na primer vetra). Sem spadajo tudi eksplozije, ki jih povzroči padec meteorita, vulkanski izbruh.
Srebrni oblaki
Ta redek pojav ima več imen. Med njimi so nočni žareči oblaki. Dejstvo je, da jih je mogoče obravnavati le pod pogojem globokega somraka ali med sončnim mrkom. Ti oblaki se nahajajo precej visoko - v povprečju na nadmorski višini 82 km. Njihova študija je bila izvedena ne le z Zemlje, ampak tudi s pomočjo raketnih sond.
Zanimivo dejstvo: velik prispevek k preučevanju srebrnih oblakov je prispeval ruski astronom - Vitold Cerasky. Dokazano je, da je ta pojav značilen ne le za Zemljo, ampak tudi za druge planete, na primer Mars. Leta 2007 je bil izstreljen satelit NASA AIM, med njegovimi nalogami je preučevanje srebrnih oblakov.
Oblaki meduze
Oblaki so to ime dobili zaradi podobnosti v obliki z meduzami. Nastanejo na mestih, kjer se trčita mokri (iz zalivskega toka) in suh (atmosferski) zrak. Spodnji del, ki spominja na pičke, nastane zaradi kapljanja, a kapljice v trenutku izhlapevanja.
Oblačni oblaki
Oblaki z značilno marsupialno zgradbo. Vsaka celica ima velikost približno 500 metrov. Veljajo za zelo redke (najdemo jih nekajkrat v 10 letih) in nastanejo v povezavi s tropskimi cikloni.
Mati bisernih oblakov
Nastane na nadmorski višini približno 20 do 30 km. Zelo redki, vendar jih zaradi svoje posebne barve ne moremo zamenjati z drugimi vrstami oblakov. Nastanejo v zimsko-pomladnem obdobju in so vidne le pred sončnim vzhodom ali po sončnem zahodu.
Zakaj so oblaki beli?
Oblaki so beli zaradi visoke vsebnosti elementov v oblaku - kapljic in kristalov. Odsevajo sončne žarke. Manjša kot je velikost teh elementov, bolj je videti oblak.
Kakšna je razlika med oblakom in oblakom?
V terminologiji manjka koncept "oblak". To je isti oblak, vendar večji in temnejše barve. V nasprotju z belim oblakom oblak vsebuje veliko vlage zaradi visoke gostote vodnih kapljic in prinaša padavine.
Zakaj so oblaki beli in oblaki sivi?
Oblaki dobijo sive in enakomerne črne barve, če jih gledamo s tal, saj jih odlikuje velika gostota. Med seboj mečejo senco in tudi šibko prenašajo sončno svetlobo.
Zanimivo dejstvo: če letete tik nad sivim oblakom, bo videti belo - sončni žarki padajo od zgoraj.
Kaj je kondenzacijska sled z letala?
Kondenzacijska sled je umetni ali umetni oblak. Nastane kot posledica kondenzacije atmosferske vlage, pomešane z vodno paro iz izpušnih plinov, ki jih sproščajo motorji letala. Sčasoma sled izgine - njegove komponente izhlapijo.
Kako določiti vreme iz oblakov?
Oblaki ne ponujajo popolnih informacij o najbližjih vremenskih razmerah, vendar nekateri od njih kljub temu lahko napovedujejo nekatere meteorološke pojave:
- Kumulus - praviloma lepo vreme brez padavin.
- Kumulonimbus (gostejši) - nahaja se nizko nad tlemi in lahko napoveduje dež.
- Cirrus - ki se postopoma spušča nižje na površje zemlje, lahko kaže na padavine v naslednjih 12 urah.
- Slojevito - redko prinesejo padavine zaradi majhne debeline.
Gosti temni oblaki napovedujejo padavine. V tem primeru črna barva označuje odsotnost močnega vetra, rjavkasta pomeni možnost močnega vetra, siva pa lahko kaže na daljši dež.
Postopki sedimentacije
Padavine nastajajo predvsem v troposferi, saj je največ vodne pare.V bližini zemeljske površine se megla oblikuje kot posledica kopičenja produktov kondenzacije.
Padavine nastajajo le v tistih oblakih, ki so sestavljeni iz velikih oblačnih delcev (0,1-7 mm). Postanejo težki, ne morejo biti v oblaku in izpadajo v obliki padavin. Padavine se oborijo iz oblakov ali se na površini odlagajo.
Padavine:
- prevleka - monotona, dolga;
- pihanje - neintenzivno, monotono;
- za dežne prhe so značilna močna nihanja.
Padavine na površini:
- rosa;
- mraz;
- led (nastane na kateri koli površini zaradi zmrzovanja padavinskih delcev);
- mezgo (nastaja le na površini zemlje).
Nerazvrščene padavine:
- ledene igle;
- Solacija (redek pojav v obliki velikih vodnih mehurčkov, ki se pojavijo med nevihto).
Načini izpostavljenosti oblaku
Sodobna znanost je odkrila nekaj načinov, kako vplivati na oblake. Zlasti razpršenost prehlajenih oblakov, megla, vpliv na oblake, ki prenašajo točo. V tem primeru se mikrostruktura oblakov, pa tudi njihovo fazno stanje, umetno spremeni.
Tako na primer za razprševanje oblaka, ki se ohladi, hladilna sredstva ali jodidni delci snovi, ki tvorijo led, v njega vnesemo iz letala. Te snovi prispevajo k nastanku velikega števila kristalov - gostota vodnih kapljic se zmanjšuje in oblak se razprši. Za vpliv na meglo se uporabljajo podobne narave zemeljske napeljave.
Možne so tudi umetne padavine, na primer med gozdnimi požari. Če želite to narediti, se z letalom v oblak vnesejo reagenti - srebrov jodid ali posebne pirotehnične sestavke.