Сучасні прогнози погоди ґрунтуються на складних комп’ютерних симуляціях . Ці симуляції використовують фізичні рівняння, що описують атмосферу, включаючи рух повітря, сонячне тепло, формування хмар та дощу. Поступове поліпшення прогнозів з часом означає, що сьогоднішні п’ятиденні прогнози настільки ж точні, як 20 років тому були точні триденні.
Але вам не потрібен суперкомп’ютер для передбачення того, як зміниться погода у вас над головою протягом найближчих кількох годин – подібні прикмети відомі в різних культурах вже багато тисяч років . Спостерігаючи за небом і володіючи деякими знаннями щодо формування хмар, можна передбачити, чи буде дощ.
Більше того, невелике розуміння фізики формування хмар підкреслює складність атмосфери і проливає світло на причини того, чому прогноз погоди на термін, більший, ніж кілька днів, виявляється таким складним завданням.
Ось шість видів хмар, які можна побачити, і як вони можуть допомогти вам зрозуміти погоду.
1) Купові хмари
Хмари з’являються, коли повітря охолоджується до точки роси , температури, при якій повітря вже не справляється з водяною парою, що міститься в ньому. При цій температурі водяна пара конденсується і формує крапельки рідкої води, які ми бачимо, як хмара. Щоб це сталося, повітря необхідно змусити піднятися в атмосфері, або вологе повітря має увійти в контакт з холодною поверхнею.
У сонячний день промені гріють землю, яка гріє повітря, розташоване прямо над нею. Нагріте повітря завдяки конвекції піднімається вгору та формує купчасті хмари. Ці хмари гарної погоди схожі на вату. Якщо подивитися на небо, заповнене куповими хмарами, можна побачити, що вони мають плоске дно, розташоване на одному рівні для всіх хмар. На цій висоті повітря, яке піднялося з рівня землі, охолоджується до точки роси. З купових хмар дощ зазвичай не йде – отже, погода буде гарною.
2) Купово-дощові хмари
Невеликі купові хмари дощем не проливаються, але якщо вони збільшуються і виростають по висоті, це ознака того, що незабаром буде сильний дощ. Це часто трапляється влітку, коли ранкові купові хмари вдень перетворюються на купчасті дощі .
Недалеко від землі купово-дощові хмари чітко оформлені, але з висотою вони починають ставати димчастішими по краях. Такий перехід вказує на те, що хмара складається вже не з крапель води, а кристалів льоду. Коли пориви вітру видмухують краплі води межі хмари, ті швидко випаровуються у сухому оточенні, у водяних хмар дуже різко окреслені краю. Крижані кристали, що виносяться за межі хмари, не випаровуються так швидко, через що краї такої хмари виглядають більш димчастими.
Купово-дощові хмари часто мають плоску верхівку. Усередині такої хмари відбувається конвекція повітря, і вона поступово охолоджується, поки не досягне температури навколишньої атмосфери. У цей момент він втрачає плавучість і не може підніматися вище. Натомість він поширюється в сторони, утворюючи характерну форму ковадла.
3) Перисті хмари
Перисті хмари формуються в дуже високих шарах атмосфери. Вони димчасті, оскільки повністю складаються із кристалів льоду, що падають в атмосфері. Якщо перисті хмари переносять вітри, що рухаються з різними швидкостями, вони набувають характерної загнутої форми. І лише на дуже великих висотах або на високих широтах пір’ясті хмари видають дощ, що досягає землі.
Але якщо ви помітили, що перисті хмари починають покривати велику площу неба, стають нижчими і товстішими, то це вірна ознака наближення теплого фронту. У теплому фронті зустрічаються теплі та холодні повітряні маси. Легше тепле повітря піднімається над холодним, що призводить до формування хмар. Опускання хмар говорить про наближення фронту, і про те, що в наступні 12 годин піде дощ.
4) Шаруваті хмари
Шаруваті хмари – низько розташоване, безперервне хмарне простирадло, що покриває небо. Шарусті хмари формуються повільно висхідним повітрям або несильним вітром, що покриває вологим повітрям холодну землю або поверхню моря. Шаруваті хмари тонкі, тому, незважаючи на похмуру картину, дощ із них навряд чи піде, максимум невелика мряка. Шарові хмари ідентичні туману, тому якщо ви коли-небудь йшли гірською місцевістю в туманний день, ви знаходилися всередині хмари.
5) Лентикулярні хмари
Два останні типи хмар не допоможуть вам прогнозувати погоду, але дадуть первинне уявлення про надзвичайно складні рухи атмосфери. Гладкі та лінзоподібні лентикулярні хмари формуються, коли повітря видується вгору та через гірську гряду.
Переваливши через гору повітря спускається до колишнього рівня. У цей час він розігрівається та хмара випаровується. Але він може проскочити і далі, внаслідок чого повітря знову підніметься вгору і сформує ще одну хмару лентикулярну. Це може призвести до появи ланцюжка хмар, що сягають далеко за межі гірської гряди. Взаємодія вітру з горами та іншими особливостями поверхні – одна з множини деталей, які необхідно враховувати в комп’ютерних симуляціях для отримання точних прогнозів погоди.
6) Кельвіна – Гельмгольця
І, нарешті, мої кохані. Хмари Кельвіна – Гельмгольца нагадують океанську хвилю, що ламається. Коли повітряні маси різних висотах рухаються по горизонталі з різними швидкостями, їх стан стає нестабільним. Кордон між повітряними масами починає покриватися брижами і формує великі хвилі.
Такі хмари трапляються досить рідко – особисто я бачив їх єдиний раз над Ютландією, західною Данією – оскільки ми можемо спостерігати цей процес в атмосфері, лише якщо в нижній повітряній масі є хмара. Тоді воно може описати хвилі, що ламаються, і виявити заплутані рухи, що відбуваються у нас над головою, які зазвичай не видно.
Останні коментарі