Podział chmur


Chmury różnią się kształtem, wielkością, a nawet kolorem, co jest wynikiem różnych procesów, w których powstają. Naukowcy próbowali opisać i sklasyfikować tę zadziwiającą różnorodność chmur na długo, zanim poznali ich genezę. Jednym z pierwszych był francuski przyrodnik i pionier teorii ewolucji Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). W 1802 roku zaproponował on podział chmur na trzy piętra i pięć typów. Lamarck uważa, że chmu­ry nie powstają przypadkowo, lecz tylko w pew­nych określonych warunkach, chociaż nie potrafił wyjaśnić w jakich. Również w roku 1802 angiel­ski chemik Lukę Howard zaproponował podział chmur na trzy główne typy w oparciu o ich wygląd zewnętrzny. Były to cirrusy - chmury pierzaste, cu­mulusy - chmury kłębiaste oraz stratusy - chmury warstwowe. Te podstawowe terminy obowiązują do dziś. W 1896 roku wydano pierwszy między­narodowy atlas chmur. Obecnie Międzynarodowa Organizacja Meteorologiczna, a ściślej Między­narodowa Komisja Chmur, wyróżnia 10 głównych typów chmur, w zależności od wyglądu i wysoko­ści, na jakiej występują.

Rodzinę chmur wysokich tworzą cirrus (Ci), cir-rostratus (Cs) i cirrocumulus (Cc). W szerokościach umiarkowanych chmury piętra górnego występu­ją na wysokości od 5 do 13 km. Są to chmury jed­norodne, zbudowane z kryształków lodowych, nie dające opadów odczuwalnych na powierzchni zie­mi. Cirrusy przypominają wyciągnięte włókna weł­ny lub pierza. Cirrocumulusy to znane wszystkim „baranki" - warstwy lub ławice chmur złożone z kłębuszków lub kędziorków. Cirrostratusy two­rzą delikatną białawą zasłonę, osłabiającą inten­sywny błękit nieba.

Chmury piętra średniego w szerokościach umiarkowanych występują na wysokości od 2 do 7 km. Należą do nich altocumulusy (Ac) i altostra-tusy (As). Altocumulusy to chmury jednorodne, zbudowane w całości z kropelek wody lub krysz­tałków lodu. Na niebie tworzą płaskie, szarawe ła­wice, złożone z pojedynczych lub połączonych w szeregi płatów i brył. Altostratus to gęstsza i grubsza niż cirrostratus, niebieskawa powłoka, przez którą Słońce lub Księżyc przeświecają jak przez matowe szkło. Mogą rozbudowywać się wysoko w pionie, stają się wtedy chmurami mie­szanymi, które przeważnie dają opad drobny.

Piętro dolne reprezentują stratocumulusy (Sc) i stratusy (St). Są to szare warstwy chmur nisko rozpostarte nad ziemią, z tym, że w stratocumulu-sie można wyróżnić ciemniejsze bryły i płaty, pod­czas gdy stratus jest bardziej jednorodny. Są to chmury w całości zbudowane z kropelek wody, które wyjątkowo dają opady mżawki i drobnego deszczu. Przy temperaturze poniżej zera ze strato-cumulusa może padać śnieg, a ze stratusa igiełki lodowe lub krupa śnieżna.

W piętrze dolnym może też występować nim-bostratus (Ns). Z reguły jest jednak tak rozbudo­wany w pionie, że sięga do piętra średniego, a na­wet górnego. Nimbostratus pokrywa niebo ciemnoszarą warstwą. Chmura ta składa się z kro­pelek wody i kryształków lodu i daje opady ciągłe.

Cumulonimbus (Cb) i cumulus (Cu) to chmury konwekcyjne, które mają zwykle podstawy w pię­trze dolnym, jednak ich wierzchołki sięgają często do piętra średniego, a w przypadku cumulonim-busa nawet do piętra wysokiego. Cumulusy to poje­dyncze białe chmury w kształcie kłębów, o pozio­mych, nieco ciemniejszych podstawach. Rozwijają się w pionie przy silnych prądach wstępujących. Jednorodne, złożone z kropelek wody, zazwyczaj nie dają opadów. Cumulonimbus to kolejne sta­dium rozwoju cumulusów przy utrzymujących się silnych prądach wstępujących. Są to potężne, gęste masy wodno-lodowych chmur, często w kształcie gór, czy wież o spłaszczonych wierzchołkach, przy­bierających nieraz kształt kowadła. Chmury te po­wodują przelotne opady, często intensywne ulewy z wyładowaniami atmosferycznymi, latem towa­rzyszy im nieraz grad, zimą krupa lub obfity śnieg.


Opady


Woda z chmur dociera do ziemi w różnych posta­ciach, najczęściej jako deszcz i śnieg. Drobniutkie kropelki wody tworzące chmurę znajdują się w nie­ustannym ruchu, unoszą się i opadają. W miarę jak opadają, łączą się z innymi kropelkami, aż w końcu osiągają takie rozmiary, że są zbyt ciężkie, by uno­sić się w powietrzu, i spadają na ziemię. Proces ten nazywany jest koalescencją. Jeżeli krople osiągną średnicę 1 mm, prawdopodobnie dotrą do po­wierzchni ziemi, jeżeli będą mniejsze, rozpadną się z powodu oporu, jaki stawia powietrze, i cały  proces rozpocznie się od nowa. Według innej teo­rii, ogłoszonej w latach 30., zarówno deszcz, jak i śnieg powstają z przechłodzonych kropelek wody, które zamarzają w chmurach w kryształki lodu. Kryształki te spadają na powierzchnię ziemi w postaci deszczu lub śniegu, w zależności od tego, czy po drodze stopiły się, czy nie.

Grad powstaje na skutek przemieszczania się kryształków lodu w górę i w dół chmury. Kryształki obrastają wówczas kolejnymi warstwami lodu, aż w końcu stają się tak ciężkie, że spadają na ziemię w postaci lodowych bryłek, zwykle o średnicy od 5 do 50 mm. Śnieg pojawia się, gdy para wodna kondensuje w chmurze w temperaturze od -4 do -15°C. Gdy temperatura jest bliska 0°C, kryształki miękną i łatwo się zlepiają, tworząc duże płaty. Przy niższych temperaturach w narożach sześcio­kątnych kryształków dochodzi do intensywnej sub-limacji i powstają przepiękne, koronkowe blaszki.


Chmury a pogoda


Zachmurzenie ocenia się ilościowo, bez wykorzy­stywania specjalnych przyrządów. Skala oceny ilo­ściowej obejmuje jedenaście stopni: „0" oznacza niebo bez chmur, a „10" pełne pokrycie. Pod wzglę­dem jakości na posterunkach meteorologicznych określa się rodzaje chmur. Gatunki i odmiany tylko na wyspecjalizowanych stacjach.

Satelity krążące dookoła Ziemi rejestrują pro­mieniowanie emitowane przez powierzchnię lądów, oceanów i chmur. Informacje te są przetwarzane na bardzo czytelne mapy obszarów chłodniejszych - miejsca jaśniejsze - i cieplejszych - fragmenty ciemniejsze. Na mapach tych wyraźnie widać też układy chmur. Satelity geostacjonarne wykonują zdjęcia tych samych obszarów kuli ziemskiej w krótkich odstępach czasu, dzięki czemu można śledzić zmiany układu chmur, a tym samym pręd­kość i kierunek przemieszczania się mas powie­trza, które to informacje są niezbędne dla nowo­czesnego prognozowania pogody.

Nie oznacza to jednak, że bez skomplikowanych urządzeń jesteśmy całkowicie bezradni. Wielu ludzi potrafi przepowiadać pogodę na najbliższe dni, nie zdając się na telewizyjne czy radiowe komunika­ty. Pogoda jest zresztą tak lokalnym zjawiskiem, że komunikaty te są często zbyt ogólne. Rolnicy i rybacy często potrafią przewidzieć pogodę na podstawie prostych obserwacji chmur. Na przy­kład czerwone chmury na zachodniej stronie nieba o zmierzchu są zapowiedzią pięknej pogody naza­jutrz. Chmury o miedzianym zabarwieniu ze srebr­nymi krawędziami przynoszą burze latem i grado­bicie zimą. Intensywnie czerwone plamy na niebie o świcie zapowiadają burzowy dzień. Chmura wysokie, zwłaszcza cirrusy i cirrostratusy, poja­wiające się na zachodniej stronie nieba i stopnio­wo zagęszczające się, są na ogół zwiastunem fron­tu ciepłego, przynoszącego pogorszenie pogody. Pojawienie się na horyzoncie ciężkich, aż grana­towych cumulonimbusów zapowiada deszcz, śnieg lub grad.