Moln-Metlink / väder & klimat lärresurser

naturen av moln
typer av cloud
Cumulus
Cumulonimbus
Stratus
Stratocumulus
Altocumulus
Altostratus
Nimbostratus
Cirriform moln

molnens natur

en klassificering av moln introducerades av Luke Howard (1772-1864) som använde latinska ord för att beskriva deras egenskaper.

• Cirrus-en tuft eller filament (t. ex. 3868>
• Cumulus – en hög eller hög
• Stratus – ett lager
• Nimbus – regnlager

det finns nu tio grundläggande molntyper med namn baserade på kombinationer av dessa ord (ordet ‘alto’, som betyder högt men nu används för att beteckna moln på medellång nivå, används också).

C. S. Broomfield()

moln bildas när fuktig luft kyls i en sådan utsträckning att den blir mättad. Huvudmekanismen för kylluft är att tvinga den att stiga. När luften stiger expanderar den – eftersom trycket minskar med höjden i atmosfären – och detta får det att svalna. Så småningom kan det bli mättat och vattenångan kondenserar sedan till små vattendroppar, liknande i storlek som de som finns i dimma, och bildar moln. Om temperaturen sjunker under cirka minus 20 kcal C, kommer många av molndropparna att ha frusit så att molnet huvudsakligen består av iskristaller.

de viktigaste sätten på vilka luft stiger för att bilda moln

1. snabb lokal stigning när uppvärmd luft vid jordens yta stiger i form av termiska strömmar (konvektion).
2. långsam, utbredd massuppstigning där varm fuktig luft tvingas stiga över kall luft. Området mellan varm och kall luft kallas en ‘front’.
3. uppåtgående rörelse associerad med turbulenta virvlar som härrör från friktionseffekten av jordens yta.
4. luft tvingas stiga över en barriär av berg eller kullar.

den första av dessa tenderar att producera cumulus-typ moln, medan de nästa två vanligtvis producerar skiktade moln. Den sista kan producera antingen cumulus-typ moln eller skiktat moln beroende på atmosfärens tillstånd. Utbudet av sätt på vilka moln kan bildas och atmosfärens varierande natur ger upphov till det enorma utbudet av former, storlekar och texturer av moln.

typer av moln

de tio huvudtyperna av moln kan delas in i tre breda kategorier beroende på höjden på basen ovanför marken: höga moln, medelstora moln och låga moln.

höga moln består vanligtvis enbart av iskristaller och har en bas mellan 18 000 och 45 000 fot (5 500 och 14 000 meter).

• Cirrus – vita filament
• Cirrocumulus – små krusade element
• Cirrostratus – transparent ark, ofta med en halo

medelstora moln består vanligtvis av vattendroppar eller en blandning av vattendroppar och iskristaller och har en bas mellan 6500 och 18000 fot (2000 och 5500 meter).

• Altocumulus – skiktade, krusade element, i allmänhet vita med viss skuggning
• Altostratus – tunt lager, grå, låter solen se ut som genom slipat glas
• Nimbostratus – tjockt lager, låg bas, mörk. Regn eller snö som faller från det kan ibland vara tungt

låga moln består vanligtvis av vattendroppar – även om cumulonimbus moln inkluderar iskristaller – och har en bas under 6500 fot (2000 meter).

• Stratocumulus – lager, serie rundade rullar, vanligtvis vita med viss skuggning
• Stratus – lager, enhetlig bas, grå
• Cumulus – enskilda celler, vertikala rullar eller torn, platt bas
• Cumulonimbus – stora blomkålformade torn, ofta ‘städtoppar’, ibland ger åskväder eller duschar av regn eller snö

de flesta av de viktigaste molntyperna kan delas upp ytterligare på grundval av form, struktur och grad av öppenhet.

Cumulus

cumulusmoln sägs ofta se ut som klumpar av bomullsull. Med en hård bris marscherar de stadigt över himlen; deras rörelsehastighet ger en ledtråd till deras låga höjd. Cumulusmoln producerar ibland lätta regnskurar eller snö.

© Steve Jebson

© Steve Jebson

vanligtvis kommer basen av cumulusmoln att vara cirka 2000 fot (600 meter) över marken på vintern, och kanske 4000 fot (1200 meter) eller mer på en sommareftermiddag. Enskilda moln är ofta kortlivade och varar bara cirka 15 minuter. De tenderar att bildas när marken värms upp under dagen och blir mindre frekventa när solens värme avtar mot kvällen.

orsaken till små cumulusmoln är vanligtvis konvektion. Värme från solen värmer marken, vilket i sin tur värmer luften ovanför. Om ett’ paket ‘ med varm luft är mindre tät än den svalare luften runt den eller ovanför den, börjar ‘paketet’ av luft att stiga – detta är känt som en ‘termisk’. När den stiger expanderar den och svalnar, och om den kyls tillräckligt kondenseras vattenångan som små molndroppar. Ett cumulusmoln föds.

luften i molnet kommer att fortsätta att stiga tills den upphör att vara flytande. På vissa soliga dagar finns det otillräcklig fukt eller instabilitet för att fukt ska bildas.

i kuperade områden fungerar en hög, söderläge sluttning som en bra källa till termik, och därför av cumulus. Ibland kommer ett kraftverk eller en fabrik att producera ett eget moln.

när luften stiger i termik måste det finnas kompenserande neddragningar i närheten. Dessa skapar de tydliga områdena mellan cumulusmoln och gör det lättare för segelflygplan piloter att hitta de termik som de kan använda för att få höjd.

Cumulonimbus

precis som cumulus är rågad moln, så cumulonimbus är en rågad regnmoln (nimbus betyder regn).

© N. Elkins

på många sätt kan den regnbärande sorten betraktas som en större, bättre organiserad version av cumulus. En cumulonimbus kan vara 10 km över och sträcka sig 10 km över marken. Detta jämförs med ett cumulusmoln som vanligtvis är några hundra meter över och når en höjd av bara några kilometer. I stället för en boll av bomullsull, kommer en cumulonimbus att likna en stor blomkål av spridande torn och utbuktande torn.

men det finns en viktig strukturell skillnad i att de översta nivåerna av cumulonimbus har vänt sig till IS och blivit fibrösa i utseende, medan cumulusmoln består helt av vattendroppar. Denna isiga sektion på toppen kan platta ut i en ‘städ’ form när molnet är fullt utvecklad. När den når detta stadium är basen vanligtvis mörk, och det kommer regnskurar eller ibland hagel. På vintern kan duschar vara av snö eller snö. Duschar är ofta ganska tunga och kan åtföljas av blixt och åska.

ibland kommer cumulonimbus att vara ‘inbäddad’ eller halvt dold bland andra moln. Vid andra tillfällen kommer de att vara väl åtskilda och’ städet ‘ kan mycket väl vara synlig många miles away. Cumulonimbus moln kan ses när som helst på dagen, men är vanligast inåt landet under eftermiddagen på våren och sommaren och förekommer ofta i tropikerna. De utvecklas där konvektion är som starkast och mest organiserad.

livslängden för en cumulonimbus är vanligtvis mindre än en timme.

det finns dock undantag. De ‘Hampstead storm’ den 14 augusti 1975 var ett exempel på ett cumulonimbus moln som lyckades fortsätta regenerera sig över ett litet område i London. Cirka 170 mm regn föll på tre timmar och orsakade allvarliga översvämningar.

Stratus

© Jim Glavin	Sackios A. Bushell

Stratus är ett moln på låg nivå (inte att förväxla med altostratus och cirrostratus, som är mycket högre). I utseende är det vanligtvis ett slätt grått lager. Ibland, när ett ark av stratus påverkar ett område, molnbasen kommer att vara ända ner till marken och kommer att orsaka dimma. Den vanliga basen ligger dock mellan marken och 1000 fot (300 meter), vilket innebär att bergstoppar kan döljas av moln. Ibland kommer stratus att producera regn eller lätt snö, särskilt över kullar.

den kanske viktigaste indikationen på dess låga höjd är dess uppenbara snabba rörelse över himlen i någon vind som är starkare än en platt lugn. Till exempel verkar ett stratus-moln på 500 fot (150 meter) som rör sig vid 20 miles per timme att röra sig mycket snabbare än altostratus med sin bas på 10 000 fot (3000 meter) som rör sig vid 60 miles per timme.

en ungefärlig guide till stratus höjd kan erhållas genom att mäta den relativa fuktigheten och subtrahera den från 100. Det resulterande numret ger en uppfattning om höjden på det låga molnet i hundratals fot. Till exempel skulle 94% relativ luftfuktighet indikera att stratus är cirka 600 fot (180 meter) över marken.

Stratus bildas som ett resultat av kondensation i fuktig luft vid låga nivåer på grund av kylning. Kylningen kan orsakas på ett antal sätt:

1. lyft av luft över land på grund av kullar eller’ stöta ‘ över grov mark;
2. varm luft som rör sig över ett kallt hav. Om molnet rör sig över landet kommer det lätt att täcka någon relativt hög mark. I vissa fall faller molnens bas till havsytan och orsakar dimma. Detta kan glida in över kusten och kallas havsdimma, även om det går under namnet haar i norra och östra Skottland och fret i östra England;
3. temperaturen faller över land på natten. Luften kan ha förts inåt landet under dagen på en havsbris. Det måste finnas lite vind, annars kan kylningen leda till strålningsdimma.

Stratocumulus

© Jim Galvin

Stratocumulusmoln bildar vanligtvis mellan 1000 och 6500 fot (300 och 2000 meter).

Stratocumulus ger ofta ett ark med nästan totalt Molntäcke, med kanske en eller två pauser. Molnelementen är rundade och går nästan ihop. Ibland består arket av en serie mer eller mindre parallella rullar, som ofta, men inte alltid, ligger ‘över vinden’. Stratocumulus producerar ibland lätta fall av regn eller snö.

Stratocumulus bildas av svaga konvektionsströmmar, kanske utlöses av turbulenta luftflöden högt. Konvektionen påverkar en grund zon eftersom torr, stabil luft ovanför molnarket förhindrar ytterligare uppåtgående utveckling.

ibland finns det enorma ark av stratocumulus som täcker tusentals kvadratkilometer runt flankerna i ett högtryckssystem, särskilt över oceanerna. Vädret under sådana lakan tenderar att vara torrt, men det kan vara ganska tråkigt om molnet är två eller tre tusen fot tjockt.

Altocumulus

© Steve Jebson

altocumulusmoln bildar vanligtvis mellan 6 500 och 17 000 fot (2 000 och 5 000 meter) och kallas medium nivå moln.

i de flesta fall är det liten skillnad mellan egenskaperna hos stratocumulus och altocumulus, eftersom båda består av vattendroppar och normalt är begränsade i vertikal utsträckning. Den avgörande faktorn mellan stratocumulus och altocumulus kommer normalt ner till höjden eftersom båda typerna bildas på samma sätt.

Altocumulus ger också ett slags dappled mönster, men eftersom det är i större höjd ser molnelementen mindre ut. En signifikant annan form är altocumulus castellanus , som är som en kraftig medelhög cumulus, ibland med regn som faller från basen, känd som efterföljande virga. Denna typ av moln är ibland en indikation på att åskväder kommer att följa.

Altostratus

altostratus moln har normalt en bas mellan 8 000 och 17 000 fot (2 500 och 5 000 meter). Altostratus visas som ett enhetligt ark antingen helt eller delvis som täcker himlen. Ibland är det tillräckligt tunt för att bara avslöja solen eller månen. Solen verkar som genom slipat glas men skuggor syns inte på marken. Ibland, om basen är under 10 000 fot (3 000 meter) kan det ge lätt regn eller snö.

© C. S. Broomfield

Nimbostratus

nimbostratus moln finns mellan 1500 och 10 000 fot (450 och 3000 meter). Nimbostratus bildar ett tjockt, diffust lager av mörkgrått moln som täcker hela eller större delen av himlen, vilket alltid döljer solen eller månen. Det åtföljs av måttligt eller kraftigt regn eller snö, ibland ispellets. Även om det klassas som ett medium moln, sjunker basen ofta till låga molnnivåer. Nimbostratus kan delvis eller till och med helt döljas av stratus som bildas under Nederbörd.

© C. S. Broomfield

Cirriform moln

alla XVIII R. K. Pilsbury

Cirriform moln (dvs. moln från cirrus-familjen) finns i hög höjd, vanligtvis över 20 000 fot (6 000 meter). De består av iskristaller. Tre typer av moln utgör gruppen: cirrus, cirrostratus och cirrocumulus.

Cirrus själv är mycket vanligt på de brittiska öarna och i större delen av världen. Det är tunt, vitt och vitt i utseende, och dess namn, som kommer från det latinska ordet för ‘hårtofs’, ger en bra beskrivning av molnet. Ett annat namn för molnet, ‘mares tails’, framkallar också en korrekt bild. Cirrus kan vara ansluten eller rak beroende på luftflödet väders. Ibland kommer det som en mycket tät lapp som är kvar från ‘städet’ moln av en cumulonimbus som har försvunnit. Vid andra tillfällen kan cirrus vara ganska omfattande när den är förknippad med en jetström – molnet kan sedan ses flytta över himlen, trots sin stora höjd. Kondensspår för flygplan är en form av konstgjord cirrus. De kan ibland ses i ‘historiska’ filmer, till glädje för filmfantaster som tycker om att upptäcka tekniska felaktigheter.

Cirrostratus är ett ganska enhetligt ark av tunt moln genom vilket solen eller månen kan ses. Ibland, om molnet är tunt, omger en ljus ring av ljus (kallad en halo) solen eller månen. Ett lager av cirrostratus är ofta en indikation på en försämring av vädret.

Cirrocumulus förekommer ofta i små mängder tillsammans med cirrus, men dominerar sällan himlen. Vid de tillfällen då det är utbrett skapas ett vackert spektakel, särskilt vid solnedgången. De enskilda molnen verkar mycket små-ofta små rader av ungefär sfäriska päronliknande molnelement. Ibland förekommer de i böljande mönster som små krusningar.

detta informationsblad är baserat på en serie artiklar skrivna av Dick File som dök upp i The Guardian. Webbsida återges med tillstånd av Met Office