الغيوم هي نتيجة لتكثف بخار الماء. يلعبون دورًا مهمًا في عمليات إعادة توزيع الرطوبة على الأرض.

تكوين السحب

اعتمادا على التكوين ينقسم إلى 3 مجموعات:

1. الماء - يتكون بالكامل من قطرات من الماء (فوق -10 ℃). في درجات الحرارة تحت الصفر ، تكون القطرات فائقة البرودة.
2. جليد أو بلوري - يتكون بالكامل من بلورات جليدية (أقل من -15 ℃).
3. مختلط - خليط من بلورات الثلج وقطرات من الماء (من -10 إلى -15 ℃).

تسمى قطرات الماء والبلورات عناصر السحب. يختلف حجم القطرات بشكل كبير. يتم تحديدها باستخدام طريقة التصوير المجهري (إنشاء صور ذات نسبة تكبير عالية).

عندما تكون السحابة قد بدأت للتو في التكوين ، يتراوح قطر القطرات فيها بين 5-50 ميكرون (1 ميكرون = 0.001 مم). في مرحلة تطور السحابة ، تصبح القطيرات أكبر - من قطر يتراوح من 50 إلى 200 ميكرون. يبدأون في السقوط شيئًا فشيئًا ، بينما في الأرصاد الجوية يتحدثون عن المطر الناعم. في المستقبل ، يمكن تحويل القطرات إلى قطرات مطر بقطر 500 إلى 5000 ميكرون.

حقيقة مثيرة للاهتمام: تبدو السحب خفيفة و "جيدة التهوية" ، لكن في الواقع يبلغ وزن السحابة الكبيرة حوالي 1 طن.

تتميز البلورات بأشكال وأحجام مختلفة اعتمادًا على الرطوبة ودرجة حرارة الهواء. ويطلق على معظمها شكل موحد وشبه سداسي الشكل. إذا كان ارتفاع هذه البلورة صغيرًا مقارنة بالقاعدة ، فهذه لوحة. البلورات المقابلة هي أعمدة جليدية. توجد أيضًا عناصر ذات شكل معقد ، على شكل إبرة.

وبالتالي ، فإن قطرات الماء صغيرة الحجم ، لكن كثافتها في تكوين السحابة تبلغ عدة مئات في 1 سم مكعب. بلورات ، على العكس ، أكبر ، لكنها أقل كثافة - تصل إلى 100 في 10 سم مكعب.

خاصية أخرى مهمة هي محتوى الماء - هذه هي كمية المياه الموجودة في 1 م³ من السحابة. متوسط ​​محتوى الماء:

• السحب مع قطرات صغيرة - حتى 1 جم / م 3 ؛
• الركام - 2 جم / م 3 ؛
• سحب ركامية - 4-5 جم / م 3 ؛
• بلوري - يصل إلى 0.02 جم / م 3 ؛
• مختلط - 0.2-0.3 جم / م 3.

كيف تتكون الغيوم؟

تشكل السحابة عملية معقدة ، ترتبط جميع مراحلها ارتباطًا وثيقًا. يمكن أن تتكون الغيوم في أي خط عرض.

تشكيل السحابة

تحدث السحابة بسبب انتقال بخار الماء إلى حالة سائلة أو صلبة - التكثيف. يحدث لسببين: انخفاض في درجة الحرارة وزيادة في الرطوبة المطلقة. في معظم الأحيان ، يوجد كلا العاملين في نفس الوقت.

يتم تفسير انخفاض درجة الحرارة من خلال ارتفاع الكتل الهوائية ، وكذلك حركتها الأفقية (التأفق). وبالتالي ، فإن الهواء الدافئ فوق سطح الأرض البارد. ترتفع الكتل الهوائية لعدة أسباب:

• الحمل الحراري
• التضاريس
• الأعاصير.
• تشكيل الجبهات الجوية.

عندما يسخن سطح الأرض بشدة من أشعة الشمس ، تنتقل الحرارة إلى الهواء. يحدث الحمل الحراري - يرتفع الهواء الساخن بسرعة ، ويبدأ في البرودة على ارتفاع. يحتوي على بخار الماء. هناك مفهوم نقطة الندى - هذه هي درجة الحرارة التي يصل فيها بخار الماء إلى نقطة تشبع ويبدأ في التكثيف.

الارتفاع الذي تبدأ عنده عملية تحويل البخار إلى قطرات الندى هو الحد السفلي للسحابة التي تتكون أو مستوى التكثيف. في الوقت نفسه ، يستمر الهواء الساخن في التدفق من سطح الأرض. يعبر الحد السفلي ، ويحدث التكثيف على مستوى أعلى. حتى تصبح السحابة أكبر في الارتفاع. عادة ما يتم التعبير عن حده العلوي بشكل غير واضح ، ويسمى مستوى الحمل الحر.

حقيقة مثيرة للاهتمام: تظهر في بعض الأحيان ارتفاعات في مسار التيارات الهوائية. أثناء التغلب عليها ، ترتفع الكتل الهوائية.هذه الغيوم هي من أصل orographic. يتم تحديد ارتفاعهم من خلال ارتفاع العقبة.

الإعصار هو كتلة هوائية على شكل دوامة جوية. تدور الكتل الهوائية باتجاه مركز المحور الرأسي للإعصار. وبسبب هذا ، تحدث قطرات الضغط - ترتفع تدفقات الهواء بشكل مكثف. يمكن أن تصل إلى الحدود العليا من طبقة التروبوسفير وتشكل عددًا كبيرًا من السحب والمطر والغيوم المتراصة وأصنافها. مثل هذه الغيوم تجلب هطول الأمطار دائمًا.

تأثير الجبهات الجوية على السحب

تشكلت الغلاف الجوي نتيجة التقارب بين كتل الهواء الدافئ والبارد. في هذه الحالة ، يمكن أن تظهر الغيوم على جبهة دافئة وباردة. يحدث تشكيل سحابة دافئة بشكل أكثر كثافة.

أثناء اصطدام الكتل الهوائية ، تتحرك التيارات الدافئة لأعلى - على طول خط لطيف من تراجع التيارات الباردة أو على طول السطح الأمامي. عندما يتحرك الهواء بشكل أفقي تقريبًا (مع انحراف طفيف إلى أعلى) ، تتشكل غيوم من الانزلاق الصاعد. هذه الغيوم ملحوظة لارتفاعها الصغير وطولها الكبير في الاتجاه الأفقي - حتى مئات الكيلومترات.

تشكل السحب الركامية فوق جبهة باردة في الغلاف الجوي. عندما تنزلق كتل الهواء الدافئ لأعلى ، تتحرك البرد تحتها مباشرة.

كيف ترتفع السحب عبر السماء؟

الغيوم أخف من الهواء. تقع على ارتفاعات مختلفة. تتحرك الغيوم عبر السماء بسبب حركة الكتل الهوائية وتدفق الرياح.

حقيقة مثيرة للاهتمام: إن حركة السحب في اتجاهين متعاكسين ظاهرة مدهشة ولكنها مفهومة. هذا يرجع إلى حقيقة أن الغيوم ليست مستمرة وتتحرك مع التيارات الهوائية. في نفس الوقت ، يتغير اتجاه الرياح وسرعتها مع الارتفاع.

أين توجد السحب؟

كل مجموعة من الغيوم لها منطقة موقع محددة ، والتي تعتمد على الوقت من السنة. لذلك ، في الربيع والصيف (في خطوط العرض المعتدلة) تحتل السحب المائية الجزء السفلي من طبقة التروبوسفير (الطبقة السفلية من الغلاف الجوي ، التي تقع حدودها العليا على ارتفاع 6-20 كم). تحتل السحب المختلطة الطبقة الوسطى من طبقة التروبوسفير ، بينما تحتل السحب البلورية الطبقة العليا. مع بداية فصل الخريف والشتاء ، يمكن أن تحدث غيوم جليدية في طبقة التروبوسفير السفلى.

هناك أيضًا تصنيف للسحب ، حيث يتم تقسيمها إلى عائلات وأجناس. لكل عائلة طبقاتها الخاصة:

1. غيوم التطور الرأسي (الحمل الحراري).
2. الطبقة الدنيا تصل إلى 2 كم.
3. الطبقة الوسطى من 2 إلى 6 كم.
4. الطبقة العليا من 6 إلى 13 كم.

أنواع الغيوم

هناك 10 أجناس رئيسية أو أنواع من الغيوم تختلف في المظهر والشكل ومعلمات أخرى.

السحب الركامية

تختلف في الكثافة ، لون أبيض ساطع. وضعت في الاتجاه العمودي. الجزء العلوي له شكل دائري. يتم تشكيلها ، كقاعدة عامة ، في كتل الهواء المحايدة أو الباردة. سمك - 1-2 أو 3-5 كم.

غيوم طبقات

يذكرنا الهيكل بالضباب بسبب التجانس ، ولكن يحتل ارتفاعًا يتراوح بين 100 و 400 متر ، وغالبًا ما تكون السماء مغطاة بالكامل ، وفي بعض الأحيان يتم ملاحظة الفجوات. يبلغ متوسط ​​سمك العشرات ، مئات الأمتار.

سحب سحب ركامية

وهي تختلف في الظل الرمادي وتتكون بشكل رئيسي من الماء. يمكن تقديمها في شكل كتلة أو موجات مستمرة تفصلها أشعة الشمس. سمك - 200-800 م.

Altostratus

تشبه ظاهريًا حجابًا رماديًا ، وأحيانًا مع لون مزرق. قد يكون له بنية متجانسة أو معبرة قليلاً. يهيمن على البلورات ، قطرات مبردة.

سحب غيوم متوسطة

مميزة للموسم الدافئ. قد يكون لونه أبيض ورمادي وأزرق. يأخذون شكل لوحات ، رقائق ممزقة ، تتألق أشعة الشمس من خلالها. في الارتفاع ، يمتد مئات الأمتار. في بعض الأحيان يتحولون إلى تراكم قوي.

غيوم متفرقة

العديد من عناصر التليف (الخيوط ، الشظايا ، التلال) ، ممدودة.لديهم بنية ليفية ووجود محتمل لمعان حريري. تقع على ارتفاعات عالية وتتكون من بلورات.

تهيمن البلورات الكبيرة ، والتي تسقط بشكل ملحوظ. لذلك ، تتميز الغيوم الرقيقة بمدى رأسي كبير واتجاه غير متساوٍ للشعيرات.

السحب Cirrocumulus

لها شكل مستطيل كروي ، يوجد على ارتفاع 6 كم. السمة المميزة هي غياب الظلال. من الممكن أيضًا صبغ الحواف على شكل قوس قزح. يتكون من بلورات.

غيوم Cirrostratus

مقدمة على شكل ظل أبيض بهيكل متجانس. شفافة من الشمس وضوء القمر. قد يكون ضبابيًا أو ليفيًا.

حقيقة مثيرة للاهتمام: بمشاركة سحابة cirrostratus ، غالبًا ما تحدث ظاهرة تسمى هالة أو هالة. هذه ظاهرة جوية ذات طبيعة بصرية ، وتتوهج حول مصدر ضوء. ينشأ بسبب حقيقة أن أشعة الضوء التي تمر عبر السحابة تنكسر بواسطة البلورات. غالبًا ما تأخذ الهالة شكل دائرة ، نصف دائرة ، عمود ضوء ، إلخ.

غيوم ممطرة

طبقة صلبة من الرمادي الداكن. يصل سمك عدة كيلومترات. خلال فترة هطول الأمطار يبدو متجانسا. في فترات الراحة تصبح غير متجانسة.

السحب الركامية

تتميز بالكثافة والتطور الرأسي والأمطار الغزيرة مع الرعد والبرد. تتكون من السحب الركامية الكبيرة. يمكن جمعها في خط طويل - خط من الضربات.

كيفية التمييز بين السحب الركامية ، سحب ركامية وسحب ركامية في السماء؟

سحابة الركام لها شكل واضح ، حجم كبير. عادة ما يتوافق سمكها أو يتجاوز عرضها. سحب غيوم متوسطة هي صغيرة ومتناثرة عبر السماء (غالبًا ما تظهر في الربيع والصيف). غيوم Cirrocumulus رقيقة ، تشبه موجة أو تموج بسبب العديد من الانحناءات.

أنواع نادرة من الغيوم

إذا كانت الركام والسحب والغيوم الأخرى شائعة ، فإن رؤية الأصناف الموضحة أدناه في السماء يمكن اعتبارها حظًا جيدًا.

صباح غلوريا

موجات جوية منخفضة ، والتي غالبًا ما تتم ملاحظتها في الجزء الشمالي من أستراليا (خليج كاربينتاريا). لا يزال الخبراء لا يستطيعون تحديد السبب الدقيق لتكوين مثل هذه السحب. تمتد لمئات الكيلومترات ، وتقع على ارتفاع 100-200 م.

طوق العاصفة

اسم آخر هو سحابة الإجمالي. وهو أيضًا الاسم الشائع لمجموعة متنوعة من السحب الركامية تشبه رمح طويل في الشكل. غالبًا ما يتكون طوق العواصف الرعدية على حدود الجبهات الجوية على ارتفاع 100 إلى 2000 م ، ويجلب أمطارًا ودشات وعواصف رعدية وقطرات ضغط بالقرب من سطح الأرض. تعتبر غلوريا الصباح أندر مجموعة متنوعة من أطواق العواصف الرعدية.

تأثير Fallstreak

عندما تظهر فجوة في طبقة مستمرة من سحب ركامية أو سحب ركامية ، هذا هو تأثير Fallstreak. تظهر ثقوب كبيرة نتيجة لسقوط بلورات الثلج. يتم تشكيلها في الطبقات العليا أو حتى في غازات العادم للطائرة الطائرة.

تخضع لعدة ظروف (درجة حرارة الهواء والرطوبة وقطرات الماء فائقة البرودة) والبلورات أثناء السقوط تمتص الماء وتزيد في الحجم. يتبخر الماء في السحابة وتتشكل فجوة.

غيوم عدسية

لا تتحرك السحب العدسية (العدسية) عبر السماء بغض النظر عن قوة الرياح. تنشأ بين طبقتين من الهواء أو على قمة موجات الهواء. يرجع الاستقرار إلى حقيقة أن عمليات التكثيف والتبخر تحدث باستمرار في تدفقات الموجة. غالبًا ما تقع بالقرب من سلاسل الجبال على ارتفاع 2-15 كم.

غيوم كالفن هيلمهولتز

إنها تشبه موجات البحر وتتشكل عندما تتحرك طبقتان هوائيتان بسرعات مختلفة. في هذه الحالة ، تتحرك الطبقة العليا بشكل أسرع ، والأقل - ببطء أكثر.أكثر شيوعًا في الرياح القوية وتغيير كثافة الهواء.

سحابة فطر

يتم تشكيل سحابة على شكل فطر ليس فقط نتيجة للانفجارات النووية أو الحرارية. يمكن أن يتشكل لاحقًا في انفجار عادي ، بشرط عدم وجود تداخل مختلف (على سبيل المثال ، الرياح). وهذا يشمل أيضًا الانفجارات التي يسببها سقوط نيزك وثوران بركاني.

غيوم فضية

هذه الظاهرة النادرة لها أسماء عديدة. من بينها السحب المتوهجة ليلاً. والحقيقة هي أنه لا يمكن اعتبارها إلا في حالة الشفق العميق أو أثناء كسوف الشمس. تقع هذه السحب عالية جدًا - في المتوسط ​​، على ارتفاع 82 كم. تم إجراء دراستهم ليس فقط من الأرض ، ولكن أيضًا بمساعدة مجسات الصواريخ.

حقيقة مثيرة للاهتمام: قدم الفلكي الروسي - فيتولد سيراسكي مساهمة كبيرة في دراسة السحب الفضية. ثبت أن هذه الظاهرة ليست مميزة للأرض فقط ، ولكن أيضًا للكواكب الأخرى ، على سبيل المثال ، المريخ. في عام 2007 ، تم إطلاق القمر الصناعي NASA AIM ، ومن بين مهامه دراسة السحب الفضية.

قنديل البحر الغيوم

حصلت الغيوم على هذا الاسم بسبب التشابه في الشكل مع قنديل البحر. وهي تتشكل في الأماكن التي يصطدم فيها الهواء الرطب (من تيار الخليج) والهواء الجاف (الجوي). الجزء السفلي ، الذي يشبه اللوامس ، يتشكل بسبب السقوط ، ولكن على الفور قطرات التبخر.

غيوم غائمة

غيوم ذات بنية جرابية مميزة. يبلغ حجم كل زنزانة حوالي 500 متر. تعتبر نادرة جدًا (تم العثور عليها بضع مرات لمدة 10 سنوات) ويتم تشكيلها فيما يتعلق بالأعاصير المدارية.

أم غيوم اللؤلؤ

تشكلت على ارتفاع حوالي 20 إلى 30 كم. نادر جدًا ، ولكن لا يمكن الخلط بينها وبين أنواع الغيوم الأخرى بسبب لونها المحدد. يتم تشكيلها في فترة الشتاء والربيع وتكون مرئية فقط قبل شروق الشمس أو بعد غروب الشمس.

لماذا الغيوم بيضاء؟

الغيوم بيضاء بسبب المحتوى العالي من عناصر السحابة فيها - قطرات وبلورات. إنها تعكس أشعة الشمس. كلما كان حجم هذه العناصر أصغر ، كلما كانت السحابة أكثر بياضًا.

ما الفرق بين السحابة والسحابة؟

في المصطلحات ، مفهوم "السحابة" مفقود. هذه هي نفس السحابة ، ولكنها أكبر وأكثر قتامة في اللون. على عكس السحابة البيضاء ، تحتوي السحابة على كمية كبيرة من الرطوبة بسبب الكثافة العالية لقطرات الماء وتجلب هطول الأمطار.

لماذا الغيوم بيضاء والغيوم رمادية؟

تكتسب السحب ألوانًا رمادية وحتى سوداء عند رؤيتها من الأرض ، لأنها تتميز بكثافة عالية. يلقيون بظلالهم على بعضهم البعض ، وينقلون أيضًا أشعة الشمس الضعيفة.

حقيقة مثيرة للاهتمام: إذا كنت تطير فوق السحابة الرمادية ، فستبدو بيضاء - تسقط أشعة الشمس من الأعلى.

ما هو درب التكثيف من طائرة؟

درب التكثيف هو سحابة من صنع الإنسان أو سحابة اصطناعية. ينشأ نتيجة لتكثيف الرطوبة الجوية الممزوجة ببخار الماء من غازات العادم التي تطلقها محركات الطائرة. بمرور الوقت ، يختفي التتبع - تتبخر مكوناته.

كيفية تحديد الطقس من الغيوم؟

لا تقدم الغيوم معلومات كاملة عن أقرب الظروف الجوية ، ولكن بعضها يمكن مع ذلك التنبؤ بظواهر أرصاد جوية معينة:

1. ركام - عادة ما يكون الطقس جيدًا دون هطول.
2. الكمونيمبوس (المكثف) - الموجود على ارتفاع منخفض فوق سطح الأرض ، يمكن أن ينذر بالمطر.
3. Cirrus - قد ينزل تدريجيًا لأسفل إلى سطح الأرض ، وقد يشير إلى هطول الأمطار في الـ 12 ساعة القادمة.
4. الطبقات - نادرا ما تجلب هطول الأمطار بسبب سمكها الصغير.

تنذر الغيوم المظلمة الكثيفة بهطول الأمطار. في هذه الحالة ، يشير اللون الأسود إلى عدم وجود رياح قوية ، ويعني اللون البني إمكانية وجود رياح قوية ، وقد يشير اللون الرمادي إلى المطر لفترات طويلة.

عمليات الترسيب

يتكون هطول الأمطار بشكل رئيسي في طبقة التروبوسفير ، حيث يوجد معظم بخار الماء.يتكون الضباب بالقرب من سطح الأرض نتيجة لتراكم منتجات التكثيف.

يتشكل الترسيب فقط في تلك السحب ، التي تتكون من جزيئات سحابة كبيرة (0.1-7 مم). تصبح ثقيلة ، لا يمكن الاحتفاظ بها في السحابة وتسقط في شكل هطول الأمطار. تترسب الأمطار من الغيوم أو تترسب على السطح من الهواء.

ترسب:

• غطاء - رتيب ، طويل ؛
• رذاذ - غير مكثف ، رتيب ؛
• تتميز زخات المطر بتقلبات حادة.

هطول على السطح:

• ندى؛
• صقيع
• الجليد (يتشكل على أي سطح بسبب تجميد جزيئات هطول الأمطار) ؛
• مطر (يتشكل فقط على سطح الأرض).

هطول الأمطار غير المصنفة:

• إبر الجليد
• Solation (حدث نادر في شكل فقاعات مائية كبيرة تحدث أثناء العاصفة الرعدية).

طرق التعرض للسحابة

اكتشف العلم الحديث بعض الطرق للتأثير على الغيوم. على وجه الخصوص ، تشتت السحب فائقة البرودة والضباب وتأثير ذلك على السحب التي تحمل البرد. في هذه الحالة ، يتم تغيير البنية المجهرية للسحب ، وكذلك حالة طورها ، بشكل مصطنع.

على سبيل المثال ، لتفريق سحابة فائقة البرودة ، يتم إدخال عوامل التبريد أو جزيئات اليوديد من المواد المكونة للجليد إليها من طائرة. تساهم هذه المواد في تكوين عدد كبير من البلورات - تنخفض كثافة قطرات الماء وتنتشر السحابة. للتأثير على الضباب ، يتم استخدام تركيبات أرضية ذات طبيعة مماثلة.

كما يمكن هطول الأمطار الاصطناعية ، على سبيل المثال ، أثناء حرائق الغابات. للقيام بذلك ، باستخدام طائرة ، يتم إدخال الكواشف إلى سحابة اليود الفضي ، أو تركيبات نارية خاصة.