Типи тропосферних хмар

Хмари

Хмари нижнього ярусу (висота до 2 км):

- Шаруваті

- Шарувато-купчасті

- Високо-дощові

Хмари середнього ярусу (висота від 2 км):

- Високо-шаруваті

- Високо-купчасті

Хмари верхнього ярусу (вище за 6 км):

- Високо-шаруваті

- Пір'їсті

- Перисті

Хмари, які розвиваються у вертикальному напрямку (від нижнього до верхнього ярусу):

- Купчасті

- Купчасто-дощові

Під дією сонця і вітру вода випаровується зі ґрунту й різних водойм — озер, річок, морів. Піднімаючись догори, водяна пара поступово охолоджується і починає переходити з газоподібного стану до рідкого. Завдяки цьому утворюються хмарки і хмари, які зрештою проливаються на землю у формі опадів — дощу, снігу, граду. Таким чином відбувається обіг води у природі.

Розрізняють кілька видів хмар, які, залежно від висоти розташування, поділяють на хмари нижнього ярусу, хмари середнього ярусу і хмари верхнього ярусу, а також хмари вертикальної будови, які можуть міститися зразу на кількох ярусах. У міжнародній класифікації зазвичай використовують скорочення від латинських назв хмар, що дає змогу встановити їхні характеристики. Що цікаво, в науковій термінології немає терміна «хмарище» — на позначення дощової/грозової хмари — це така сама хмара, проте іншого розміру й кольору. Через великі розміри в такій хмарі дрібні крапельки швидше збираються у великі краплі і проливаються на землю дощем. А темними хмари здаються тому, що світло від сонця просто не пробивається крізь них. Якщо же пролетіти над хмарою в літаку, то вона буде такою самою білою, як будь-яка інша хмара.

Шаруваті хмари

Шаруваті хмари (латинська назва Stratus, St) розташовуються досить-таки низько. Це безперервне «простирадло», яка може затягувати все небо. Такі хмари формуються завдяки повільному висхідному вологому повітрю або несильному вітру. Шаруваті хмари тонкі, тому, незважаючи на похмурість, дощ із них падає рідко, в крайньому разі — невелика мряка. Шаруваті хмари — це той самий туман, тільки піднятий над Землею на певну висоту.

Шарувато-дощові хмари

Шарувато-дощові хмари (латинська назва Nimbostratus, Ns) мають темно-сірий колір і зазвичай закривають усе небо без просвітів. Вони утворюються, коли вологе повітря охолоджується, рухаючись догори вздовж похилої поверхні (наприклад, гори). На відміну від шаруватих хмар, шарувато-дощові мають неоднорідну структуру. В їхній нижній частині накопичуються краплі води (в зимовий час із домішкою сніжинок), які зрештою спадають на землю тривалими опадами. При цьому нижній край хмар стає безформним і розмитим.

Шарувато-купчасті хмари

Шарувато-купчасті хмари (латинська назва Stratocumulus, Sc) — це великі скупчення пластівців або «грудок», розділених прорізами чи злитими в один суцільний покрив. Їхня форма може бути будь-якою — хвилястою, чечевицеподібною, у формі башточок або великих куп. Іноді така хмара може навіть розтікатися небом, ніби талий сніжок. Утворюються шарувато-купчасті хмари зазвичай зі хмар інших видів і складаються з дуже дрібних крапельок води. Опади зазвичай із них не випадають. Слабкий дощ або нечастий сніг може зрідка випасти з непросвічуваних шарувато-купчастих хмар, у яких дрібні крапельки збираються в більші.

Високо-шаруваті хмари

Високо-шаруваті хмари (латинська назва Altostratus, As) мають сіруватий або синюватий колір і виникають у формі пелени чи волокнистого шару — ніби розтягнута небом солодка вата. Вони складаються з суміші дрібних водяних крапельок і сніжинок і зазвичай супроводжуються дощовою погодою. Сонце чи місяць просвічують крізь них як розмита світла пляма, часом оточена райдужними розводами.

Високо-купчасті хмари

Високо-купчасті хмари (латинська назва Altocumulus, Ac) — це шмаття чи нерівні ряди білого або сірого кольору. Через негусті сіруваті тіні знизу верхні частини таких хмар видаються особливо яскравими й білими. Високо-купчасті хмари зазвичай відкидають тінь на землю, але при цьому не створюють похмурої погоди.

Перисті хмари

Перисті хмари (латинська назва Cirrus, Ci) формуються у високих шарах тропосфери. Вони складаються зі кристалів льоду, які падають повітрям донизу, тому схожі з землі на тонкі димчасті нитки чи витягнуті шматки білого кольору. Якщо ці хмари потрапляють до вітряної зони, то набувають форми, що нагадує кігті. Наявність перистих хмар на небі — звична ознака того, що впродовж подальших 12 годин піде дощ.

Перисто-шаруваті хмари

Перисто-шаруваті хмари (латинська назва Cirrostratus, Cs) — це біляста напівпрозора волокниста пелена, яка може вкривати все небо. Такі хмари добре просвічуються сонцем або місяцем, при цьому часто утворюється незвичайне атмосферне явище, яке називається гало чи ореол — промені світла, які проходять крізь хмару, заломлюються кристалами льоду й утворюють на небі форму кола, півкола, стовпів світла та інших доволі чітких фігур.

Оптичний атмосферний ефект гало

Характерна особливість високо-шаруватих хмар (латинська назва Cirrocumulus, Cc) — відсутність тіней із їхнього нижнього боку, часом краї таких хмар мають веселкове забарвлення. Високо-купчасті хмари складаються з дрібних хвиль, пластівців або ряботіння. «Мовби трактором небо зорали», такі хмари збираються у смуги, так би мовити, «смушкове небо», чи розкидані окремими тонкими пластівцями. У таких хмарах також можна спостерігати ефект гало і райдужні вінці навколо сонця чи місяця. Опади з таких хмар не випадають, але дуже часто їхня поява свідчить про те, що впродовж найближчих дня-двох варто чекати на дощ або на сніг.

Перисто-купчасті хмари

Коли йдеться про хмари, передусім уява малює невеликі пухнасті яскраво-білі «ватяні купки», що пливуть блакитним небом. Це і є купчасті хмари (латинська назва Cumulus, Cu). У сонячний день промені гріють землю, а від неї нагрівається повітря, яке підіймається вгору, захоплюючи за собою водяну пару (у спеку це особливо помітно). Підносячись високо над землею, пара починає збиратися у крапельки — конденсується. Якщо поглянути на купчасті хмари знизу, можна побачити, що вони мають пласке дно, розташоване приблизно на одному рівні — саме на цій висоті підняте повітря охолоджується до утворення крапельок. Дощ із купчастих хмар не йде, тому їх часто називають «хмарами славної погоди».

Купчасті хмари

Невеликі купчасті хмари не ллють дощу, проте якщо вони, збільшуючись, починають вивищуватись, утворюються грозові чи купчасто-дощові хмари (латинська назва Cumulonimbus, Cb). Найчастіше таке перетворення відбувається влітку, коли невинні ранкові хмарки до обіду перетворюються на величезну бузкову хмару і починається гроза.

Купчасто-дощові хмари

Як і звичайні купчасті, купчасто-дощові хмари (латинська назва Cumulonimbus, Cb), які плавають низько, мають чіткі контури, що нагадують силуети замків, звірів і всього іншого, що тільки може підказати уява. Однак із висотою ці хмари починають розпливатися, стають радше димчастими скраю — це відбувається тому, що крапельки води у хмарі перетворюються на кристали льоду. І якщо крапельки води, видувані з хмари вітром, украй швидко випаровуються (саме тому водяні хмари мають чіткі краї), то крижані кристали випаровуються неохоче (саме тому краї хмари мають брудний вигляд). У висоту купчасто-дощові хмари можуть сягати 14 км і часто мають пласку верхівку, оскільки, поступово охолоджуючись, певної миті сягають температури навколишнього середовища й уже не можуть підніматися вище, а тільки ширшають, утворюючи характерну форму ковадла. Незважаючи на величезні розміри, такі хмари рідко існують довше за 3-4 години, швидко проливаючись зливами з грозами, а часом навіть із градом.

Грибоподібна пірокумулятивна хмара над активним вулканом

Різновид купчасто-дощових хмар — так звані пірокумулятивні хмари, які утворюються через вибухи, виверження вулканів, падіння метеоритів або великі пожежі. Вони мають виражену грибоподібну форму і можуть сягати у висоту 20 км. Такі хмари, зокрема спричинені ядерними вибухами, проливаються сильними зливами, ліквідуючи значну частину наземних пожеж, але водночас призводять до сильного радіоактивного зараження. За наявності сильного вітру велика така хмара може подолати значну відстань від епіцентру вибуху, як це сталося, наприклад, під час аварії на Чорнобильській АЕС — тоді утворена від розігрітого реактора хмара рознесла радіонукліди на чималу частину Європи.

Певні різновиди хмар можна побачити вкрай рідко. І тільки окремі щасливчики можуть похвалитися таким великим успіхом.

Хмара «грозовий комір»

Наприклад, до унікальних явищ належить утворення валової хмари чи «грозового коміра» — це загальна назва для певного різновиду купчасто-дощових хмар, що за формою скидаються на довгий вал. Зазвичай такі хмари утворюються на висоті від 100 м і приносять із собою шквали і зливи.

Хмара «ранкова ґлорія»

У північній частині Австралії можна побачити різновид «грозового коміра» — на висоті 100-200 м від землі утворюється хмара «ранкова ґлорія», яка простягається на сотні кілометрів у довжину. Пояснити точно природу цього явища науковці поки що не можуть.

Ефект Fallstreak після минулого торнадо

Над гірськими вершинами на висоті від 2 до 15 км іноді можна побачити рідкісні лентикулярні (лінзоподібні) хмари, які не переміщаються небом, а висять на одному місці, навіть за сильного вітру. Це пов'язано з тим, що випаровувану воду підхоплює вітер і вона тут-таки конденсується знову, причому процес триває безперервно.

Лентикулярна (лінзоподібна) хмара

Хмари Кельвіна-Гельмгольца

Схожі на казкові морські хвилі хмари Кельвіна-Гельмгольца формуються, коли два повітряні шари рухаються з різною швидкістю, причому верхній шар переміщається набагато швидше, ніж нижній.

Хмари-медузи

Хмари, що схожі на завислих у небі медуз, утворюються в зонах зіткнення вологого і сухого повітря в атмосфері. Нижня частина таких хмар, схожа на щупальця медуз, утворюється через випадання крапель дощу, які миттю випаровуються, не долітаючи до землі.

Двоопуклі хмари

Одні з найрідкісніших — двоопуклі хмари, які утворюються через тропічні циклони лишень зо два рази за десять років. Кожен із завислих «мішків» із водою може сягати розмірів до 500 м.

З давніх-давен людина намагалася вплинути на погоду. Шамани викликали дощ, використовуючи спеціальні ритуали (напевно, часом це справді вдавалось, за що шамани завжди мали загальну повагу). Сучасна наука знайшла дієвіший спосіб упливу на хмари. З літака над хмарою розсіюють спеціальні холодореагенти, які сприяють формуванню великої кількості кристалів льоду. Таким чином щільність водяних крапель знижується, і хмару просто розсіює вітер. Для боротьби з туманом використовують аналогічні наземні установки. А за допомогою іншого реагенту — йодистого срібла — можна, навпаки, спричинити дощ, наприклад, над лісовою пожежею чи над фермерським полем.

Ця стаття з крутого проєкту «Розумний плакат Планета Земля»! Хочеш дізнатися про нього докладніше? Тоді тисни сюди!

А ще у нас є захоплюючі плакати «Сонячна система» і «Глибини океану».