Clouds-Metlink / Weather & Climate Teaching Resources

the nature of clouds
Types of cloud
Cumulus
Cumulonimbus
Stratus
Stratocumulus
Altocumulus
Altostratus
Nimbostratus
chmury Cirriform

natura chmur

klasyfikacja chmur została wprowadzona przez Luke ‘ a Howarda (1772-1864), który użył łacińskich słów do opisania ich cech.

Cirrus-Kępka lub żarnik (np.
Cumulus-sterta lub stos
Stratus – warstwa
Nimbus – łożysko deszczu

istnieje obecnie dziesięć podstawowych typów chmur o nazwach opartych na kombinacjach tych słów (słowo ‘alto’, oznaczające wysoki, ale obecnie używane do oznaczania chmur średniego poziomu, jest również używane).

C. S. Broomfield (©Crown Copyright)

chmury tworzą się, gdy wilgotne powietrze jest chłodzone do takiego stopnia, że staje się nasycone. Głównym mechanizmem chłodzenia powietrza jest zmuszenie go do podniesienia się. Wraz ze wzrostem powietrza rozszerza się – ponieważ ciśnienie zmniejsza się wraz z wysokością w atmosferze – a to powoduje, że stygnie. W końcu może stać się nasycony, a para wodna skrapla się w małe kropelki wody, podobne wielkości do tych znalezionych we mgle, i tworzy chmurę. Jeśli temperatura spadnie poniżej około minus 20 °c, wiele kropel chmur zamarznie, tak że chmura składa się głównie z kryształków lodu.

główne sposoby, w jakie powietrze wznosi się, tworząc chmurę

szybki lokalny wzrost, gdy ogrzane powietrze na powierzchni ziemi wzrasta w postaci prądów cieplnych (konwekcji).
powolne, rozległe, masowe wznoszenie się, gdzie ciepłe wilgotne powietrze jest zmuszone wznieść się ponad zimne powietrze. Region pomiędzy ciepłym i zimnym powietrzem nazywany jest “frontem”.
ruch w górę związany z burzliwymi wirami wynikającymi z efektu tarcia powierzchni Ziemi.
powietrze zmuszone wznieść się ponad barierę gór lub wzgórz.

pierwszy z nich ma tendencję do tworzenia chmur typu cumulus, podczas gdy następne dwa zwykle wytwarzają chmury warstwowe. Ostatni może wytworzyć chmurę typu cumulus lub warstwową chmurę w zależności od stanu atmosfery. Różnorodność sposobów formowania się chmur i zmienny charakter atmosfery powodują ogromną różnorodność kształtów, rozmiarów i faktur chmur.

rodzaje chmur
cumulus
Cumulonimbus
Stratus
Altocumulus
Nimbostratus
chmury Cirriform

rodzaje chmur

dziesięć głównych typów chmur można podzielić na trzy szerokie kategorie w zależności od wysokości ich podstawy nad ziemią: chmury wysokie, średnie i niskie.

wysokie chmury zwykle składają się wyłącznie z kryształków lodu i mają podstawę między 18,000 a 45,000 stóp (5,500 i 14,000 metrów).

Cirrus – białe włókna
Cirrocumulus – małe elementy pofałdowane
Cirrostratus – przezroczysty arkusz, często z halo

średnie chmury zwykle składają się z kropel wody lub mieszaniny kropel wody i kryształków lodu i mają podstawę między 6500 a 18 000 stóp (2000 stóp).i 5500 m).

Altocumulus – elementy warstwowe, pofałdowane, na ogół białe z pewnym cieniowaniem
Altostratus – cienka warstwa, szara, pozwala na pojawienie się słońca jakby przez szlifowane szkło
Nimbostratus – Gruba warstwa, niska podstawa, ciemny. Opady deszczu lub śniegu mogą być czasami ciężkie

niskie chmury zwykle składają się z kropel wody – chociaż chmury cumulonimbus zawierają kryształy lodu – i mają podstawę poniżej 6500 stóp (2000 metrów).

Stratocumulus – warstwowe, seria zaokrąglonych rolek, zazwyczaj białe z pewnym cieniowaniem
Stratus – warstwowe, jednolita podstawa, szary
Cumulus – pojedyncze komórki, pionowe rolki lub wieże, płaska podstawa
Cumulonimbus – duże wieże w kształcie kalafiora, często “kowadełka”, czasami dające burze lub ulewy deszczu lub śniegu

większość głównych typów chmur można podzielić dalej na podstawie kształtu, struktury i stopnia przezroczystości.

cumulus

chmury Cumulus często wyglądają jak grudki waty. Przy sztywnym wietrze stale maszerują po niebie; ich prędkość ruchu wskazuje na ich niską wysokość. Chmury Cumulus czasami wytwarzają lekkie opady deszczu lub śniegu.

zazwyczaj podstawa chmur cumulus będzie około 2000 stóp (600 metrów) nad ziemią w zimie i być może 4000 stóp (1200 metrów) lub więcej w letnie popołudnie. Pojedyncze chmury są często krótkotrwałe, trwają tylko około 15 minut. Mają tendencję do tworzenia się, gdy ziemia nagrzewa się w ciągu dnia i stają się rzadsze, gdy ciepło słońca słabnie pod wieczór.

przyczyną małych chmur cumulusowych jest zwykle konwekcja. Ciepło ze słońca ogrzewa ziemię, co z kolei ogrzewa powietrze powyżej. Jeśli “paczka” ciepłego powietrza jest mniej gęsta niż chłodniejsze powietrze wokół niego lub nad nim, “paczka” powietrza zaczyna rosnąć – jest to znane jako “termiczne”. Gdy się podnosi, rozszerza się i ochładza, a jeśli wystarczająco ochłodzi, para wodna kondensuje się jako małe kropelki chmur. Rodzi się chmura cumulus.

powietrze w chmurze będzie rosło, dopóki nie przestanie być wyporne. W niektóre Słoneczne dni nie ma wystarczającej wilgotności lub niestabilności, aby wilgoć mogła się uformować.

w regionach pagórkowatych, wysokie, skierowane na południe zbocze działa jako dobre źródło termików, a zatem cumulusa. Czasami elektrownia lub fabryka wytwarzają własną chmurę.

gdy powietrze podnosi się w termice, w pobliżu musi być kompensacja downdraughts. Tworzą one wyraźne obszary między chmurami cumulus i ułatwiają pilotom szybowców znalezienie termików, których mogą użyć do uzyskania wysokości.

Cumulonimbus

tak jak cumulus jest chmurą szczytową, tak cumulonimbus jest chmurą szczytową (nimbus oznacza deszcz).

pod wieloma względami odmianę tę można uznać za większą, lepiej zorganizowaną wersję cumulusa. Cumulonimbus może mieć szerokość 10 km i rozciągać się 10 km nad ziemią. W porównaniu z chmurą cumulus, która ma zwykle kilkaset metrów średnicy i osiąga wysokość zaledwie kilku kilometrów. Zamiast kuli waty, cumulonimbus będzie przypominał ogromny kalafior z kiełkujących wież i wybrzuszonych wież.

ale jest jedna istotna różnica strukturalna w tym, że najwyższe poziomy cumulonimbus zamieniły się w lód i stały się włókniste w wyglądzie, podczas gdy chmury cumulus składają się w całości z kropel wody. Ta lodowata część na górze może spłaszczyć się w kształt Kowadła, gdy chmura jest w pełni rozwinięta. Gdy osiągnie ten etap, podstawa jest zwykle ciemna i będą ulewy deszczu lub, czasami, gradu. W zimie, Prysznice mogą być ze śniegiem lub śniegu. Ulewy są często dość ciężkie i mogą im towarzyszyć błyskawice i grzmoty.

czasami cumulonimbus będzie “osadzony” lub w połowie ukryty wśród innych chmur. W innych przypadkach będą one dobrze oddzielone, a “kowadło”może być dobrze widoczne wiele mil. Chmury Cumulonimbus można zobaczyć o każdej porze dnia, ale najczęściej występują w głębi lądu w godzinach popołudniowych wiosną i latem i często występują w tropikach. Rozwijają się tam, gdzie konwekcja jest najsilniejsza i najbardziej zorganizowana.

żywotność cumulonimbus jest zwykle krótsza niż jedna godzina.

są jednak wyjątki. “Burza Hampstead” z 14 sierpnia 1975 roku była przykładem chmury cumulonimbus, która zdołała się regenerować na jednym małym obszarze Londynu. Około 170 mm deszczu spadło w ciągu trzech godzin, powodując poważne powodzie.

Stratus


© Jim Glavin	© A. Bushell

Stratus jest chmurą warstwową niskiego poziomu (nie mylić z altostratus i cirrostratus, które są znacznie wyższe). Z wyglądu jest to zwykle pozbawiona cech szarej warstwy. Czasami, gdy arkusz stratus wpływa na obszar, podstawa chmur będzie aż do ziemi i spowoduje mgłę. Jednak zwykle podstawa znajduje się między Ziemią a 300 metrów (1000 stóp), co oznacza, że szczyty wzgórz mogą być zasłonięte przez chmury. Czasami stratus wytwarza mżawkę lub lekki śnieg, szczególnie na wzgórzach.

być może najważniejszym wskaźnikiem jego niskiej wysokości jest Jego Widoczny szybki ruch po niebie przy każdym wietrze silniejszym niż płaski spokój. Na przykład Chmura stratus na wysokości 150 metrów (500 stóp) poruszająca się z prędkością 20 mil na godzinę wydaje się poruszać znacznie szybciej niż altostratus z podstawą na wysokości 10 000 stóp (3000 metrów) poruszająca się z prędkością 60 mil na godzinę.

przybliżoną orientację wysokości stratus można uzyskać mierząc wilgotność względną i odejmując ją od 100. Otrzymana Liczba daje pewne wyobrażenie o wysokości niskiego obłoku w setkach stóp. Na przykład 94% wilgotności względnej wskazywałoby, że stratus znajduje się około 600 stóp (180 metrów) nad ziemią.

Stratus powstaje w wyniku kondensacji w wilgotnym powietrzu na niskim poziomie w wyniku chłodzenia. Chłodzenie może być spowodowane na wiele sposobów:

podnoszenie powietrza nad ziemią z powodu wzgórz lub “bumping” nad szorstkim gruntem;
ciepłe powietrze poruszające się nad zimnym morzem. Jeśli Chmura przesunie się nad ziemią, z łatwością pokryje każdą stosunkowo wysoką ziemię. W niektórych przypadkach podstawa chmury spada na powierzchnię morza, powodując mgłę. To może dryfować nad wybrzeżem i nazywa się mgłą morską, choć nosi nazwę haar na północy i wschodzie Szkocji i fret na wschodzie Anglii;
temperatura spada nad lądem w nocy. Powietrze mogło być doprowadzone w głąb lądu w ciągu dnia na morskiej bryzie. Musi być trochę wiatru, w przeciwnym razie chłodzenie może prowadzić do mgły radiacyjnej.

Stratocumulus

chmury Stratocumulus zwykle tworzą się między 1000 a 6500 stóp (300 i 2000 metrów).

Stratocumulus często daje arkusz prawie całkowitego zachmurzenia, z Być może jednym lub dwoma przerwami. Elementy chmury są zaokrąglone i prawie się łączą. Czasami arkusz składa się z serii mniej lub bardziej równoległych rolek, które często, ale nie zawsze, leżą “po drugiej stronie wiatru”. Stratocumulus czasami wytwarza lekkie opady deszczu lub śniegu.

Stratocumulus jest tworzony przez słabe prądy konwekcyjne, być może wywołane przez turbulentne strumienie powietrza w górze. Konwekcja wpływa na płytką strefę, ponieważ suche, stabilne powietrze nad warstwą chmur zapobiega dalszemu rozwojowi w górę.

czasami istnieją ogromne arkusze stratocumulus obejmujące tysiące kilometrów kwadratowych wokół boków systemu wysokiego ciśnienia, zwłaszcza nad oceanami. Pogoda poniżej takich arkuszy wydaje się być sucha, ale może być raczej nudna, jeśli chmura ma grubość dwóch lub trzech tysięcy stóp.

Altocumulus

chmury Altocumulus zwykle tworzą się między 6500 a 17 000 stóp (2000 i 5000 metrów) i są określane jako chmury średniego poziomu.

w większości przypadków istnieje niewielka różnica między właściwościami stratocumulus i altocumulus, ponieważ oba składają się z kropel wody i są zwykle ograniczone w zakresie pionowym. Decydujący czynnik między stratocumulus i altocumulus zwykle sprowadza się do wysokości, ponieważ oba typy są tworzone w ten sam sposób.

Altocumulus zapewnia również rodzaj zdrapanego wzoru, ale ponieważ znajduje się na większej wysokości, elementy chmur wyglądają na mniejsze. Jedną z znacznie różniących się form jest altocumulus castellanus, który jest jak energiczny cumulus średniego poziomu, czasami z deszczem spadającym z ich podstawy, znany jako spływający virga. Tego typu chmura jest czasem wskazówką, że nastąpi burza.

Altostratus

chmury Altostratus mają zwykle bazę między 8000 a 17 000 stóp (2500 i 5000 metrów).

Altostratus pojawia się jako jednolity arkusz całkowicie lub częściowo pokrywający niebo. Czasami jest wystarczająco cienki, aby po prostu odsłonić słońce lub księżyc. Słońce pojawia się jakby przez zmielone szkło, ale cienie nie są widoczne na ziemi. Czasami, jeśli podstawa jest poniżej 10 000 stóp (3000 metrów) może powodować lekki deszcz lub śnieg.

Nimbostratus

chmury Nimbostratus znajdują się między 1500 a 10 000 stóp (450 a 3000 metrów).

Nimbostratus tworzy grubą, rozproszoną warstwę ciemnoszarego obłoku pokrywającego całe lub większość nieba, który zawsze zasłania słońce lub księżyc. Towarzyszą mu umiarkowane lub obfite opady deszczu lub śniegu, czasami bryły lodu. Chociaż klasyfikowana jest jako chmura średnia, jej podstawa często schodzi do niskich poziomów chmur. Nimbostratus może być częściowo lub nawet całkowicie zasłonięty przez stratus tworzący się pod spodem w czasie opadów.

chmury Cirriform

chmury z rodziny cirrus) znajdują się na dużych wysokościach, zwykle powyżej 20 000 stóp (6 000 metrów). Składają się z kryształków lodu. Grupa składa się z trzech rodzajów chmur: cirrus, cirrostratus i cirrocumulus.

Sam Cirrus jest bardzo powszechny na Wyspach Brytyjskich i na całym świecie. Jest cienki, kruchy i biały, a jego nazwa, pochodząca od łacińskiego słowa “kępka włosów”, daje dobry opis chmury. Inna nazwa chmury, “Mares tails”, również wyczarowuje dokładny obraz. Cirrus może być zahaczany lub prosty w zależności od przepływu powietrza w górze. Czasami pojawia się jako bardzo gęsty plaster, który pozostał po “kowadle” chmurze cumulonimbus, który zniknął. W innych przypadkach cirrus może być dość rozległy, gdy jest powiązany ze strumieniem odrzutowym-chmura może być wtedy widoczna po niebie, pomimo dużej wysokości. Ślady kondensacji samolotów są formą stworzonego przez człowieka cirrusa. Czasami można je zobaczyć w filmach “historycznych”, ku uciesze miłośników filmu, którzy lubią dostrzegać techniczne nieścisłości.

Cirrostratus jest dość jednolitą warstwą cienkiej chmury, przez którą widać słońce lub księżyc. Czasami, jeśli chmura jest cienka, jasny pierścień światła (zwany halo) otacza słońce lub księżyc. Warstwa cirrostratus jest często oznaką pogorszenia pogody.

Cirrocumulus jest często obecny w małych ilościach wraz z cirrus, ale rzadko dominuje na niebie. Przy tych okazjach, gdy jest to powszechne, tworzy się piękne widowisko, zwłaszcza o zachodzie słońca. Poszczególne chmury wydają się bardzo małe-często małe rzędy mniej więcej kulistych gruszkowatych elementów chmur. Czasami występują w pofałdowanych wzorach jak małe zmarszczki.

ten arkusz informacyjny jest oparty na serii artykułów napisanych przez Dick File, które pojawiły się w The Guardian. Strona odtworzona za zgodą biura Met