 | Cirr- |
| Alto- et al. | |
| Strat- et al. |
Chmury – obserwowane w atmosferze, skupiska kondensatów pary wodnej [1]. Ochładzanie zmniejsza zdolność powietrza do zatrzymywania pary wodnej. Ochładzanie do temperatury punktu rosy powoduje nasycenie pary wodnej (saturację), dalsze ochładzanie wywołuje przesycenie i kondensację. Kondensacja i parowanie (w przypadku chmur wodnych) oraz depozycja i sublimacja (w przypadku chmur lodowych) zachodzą w atmosferze na chmurowych lub lodowych jądrach (zarodkach) nukleacji.
Spis treści |
Chmury będące obiektami badania fizyki chmur to zbiorowiska unoszących się w powietrzu cząstek w postaci kropelek wody lub kryształków lodu albo ich mieszaniny.
Fizykę chmur można podzielić na trzy działy, w zależności od sposobu podejścia do obiektu badań. Są to: mikrofizyka chmur, makrofizyka chmur[2] i fizyka układów chmurowych. Do fizyki chmur włącza się też fizykę opadów, tj. cząstek (kropli wody lub bryłek lodu) tak dużych, że nie można zaniedbać ich, następującego pod wpływem siły ciężkości, ruchu względem powietrza. Mikrofizyka chmur jest fizyką pojedynczej cząstki chmurowej lub dyskretnego zbioru takich indywidualnych cząstek w ich wzajemnym oddziaływaniu. Makrofizyka chmur traktuje chmurę jako ośrodek ciągły (taki jak gaz lub ciecz, abstrahując od jej mikrostruktury kropelkowej lub kryształkowej), charakteryzowany przez zmienne zależne od punktu w przestrzeni i czasie. Realną interpretacją punktu w przestrzeni i czasie jest, tak jak w klasycznej teorii ośrodków ciągłych, pewna skończona objętość przestrzenna i skończony przedział czasu, których kształt i wielkość zależy od przyjętej skali opisu. W ujęciu makrofizycznym chmurę charakteryzuje, poza ogólnofizycznymi wielkościami, takimi jak temperatura, ciśnienie, prędkość ruchu itp., wielkość zwana wodnością określająca masę ciekłej wody zawartej w jednostce objętości powietrza. Pojęcie wodności można też odnosić tylko do określonej frakcji wody chmurowej lub opadowej. Przez wodę chmurową rozumiemy tę część zawartej w chmurze wody, dla której można zaniedbać jej ruch względem powietrza i traktować jako swego rodzaju składnik gazowy, w odróżnieniu od wody opadowej, która może się względem powietrza przemieszczać pod działaniem grawitacji. W odniesieniu do chmur lodowych lub mieszanych można by mówić o lodności, ale termin ten nie jest w polskim języku przyjęty. Poza szeroko rozumianymi fizycznymi własnościami chmury, makrofizyka chmur zajmuje się również morfologiczną strukturą różnych typów chmur oraz mechanizmami ich powstawania i ewolucji. Fizyka układów chmurowych zajmuje się zespołami indywidualnych chmur, tworzącymi się pod wpływem procesów meteorologicznych niezależnych od chmur lub jako wynik ich samoorganizacji. Zajmuje się takimi zjawiskami, jak widoczne na obrazach satelitarnych struktury falowe, pola komórek konwekcyjnych, ścieżki i grzędy chmur konwekcyjnych, mezoskalowe kompleksy konwekcyjne, układy chmur frontowych itp. Jest to więc dziedzina na pograniczu fizyki chmur i mezometeorologii lub ogólnie meteorologii dynamicznej. Obrazowo mówiąc, mikrofizyka chmur jest fizyką chmury widzianej przez mikroskop, makrofizyka – fizyką chmury oglądanej „nieuzbrojonym okiem” z powierzchni Ziemi lub pokładu samolotu, zaś fizyka układów chmurowych – fizyką chmur widzianych ze sztucznego satelity Ziemi lub na ekranie radaru.
Chmury można podzielić na różne sposoby:
Cirrus — chmury pierzaste
Cirrostratus — chmura pierzasto-warstwowa
Cirrocumulus — chmury pierzasto-kłębiaste, tzw. „baranki”, jeden z rodzajów chmur lodowych
Altostratus — chmura średnia warstwowa, o mieszanym składzie
Altocumulus — chmury średnie kłębiaste
Altocumulus lenticularis — chmura średnia kłębiasta soczewkowata (lub o kształcie wrzecionowatym), składająca się z przechłodzonej wody
Stratocumulus — chmura kłębiasto-warstwowa — chmura piętra niskiego, zbudowana z kropelek wody
Stratus, łac. 'rozciągnięty' — chmura warstwowa, w przypadku dużej grubości dająca gęstą, szarą okrywę, może obniżyć się do podłoża atmosfery jako mgła
Nimbostratus — chmura deszczowa bądź śniegowa — dość ciemna, gęsta chmura o składzie mieszanym, o rozciągłości nieraz dziesiątków kilometrów
Cumulus - chmura kłębiasta - chmura piętra niskiego z płaską podstawą, wypiętrzająca się w górę w wyniku ruchów konwekcyjnych
Cumulus - chmura kłębiasta
Cumulonimbus — chmura kłębiasto-deszczowa, która może przekształcić się w gatunek chmury burzowej, a wtedy posiada w górnej części kowadło (łac. incus), zbudowane z kryształków loduZnanych jest wiele rozmaitych odmian podstawowych rodzajów chmur. Odmiany te zostały skatalogowane w publikacji "Międzynarodowy atlas chmur" opublikowanej przez Światową Organizację Meteorologiczną. Pierwsza klasyfikacja chmur opublikowana została przez Lukea Howarda w 1803.
| Nazwa międzynarodowa | Skrót nazwy | Polska nazwa rodzaju chmury | Piętro występowania w troposferze | Oznaczenie graficzne | Przykład | Główny budulec chmury | Opady oraz zjawiska towarzyszące chmurze |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Altocumulus | Ac | średnia kłębiasta | średnie | |  | krople wody | |
| Altostratus | As | średnia warstwowa | średnie | |  | krople wody i kryształki lodu | przy większej grubości chmur — opad drobnego deszczu lub śniegu |
| Cirrus | Ci | pierzasta | wysokie | |  | kryształki lodu | |
| Cirrocumulus | Cc | pierzasto-kłębiasta, pierzasta kłębiasta | wysokie | |  | kryształki lodu | |
| Cirrostratus | Cs | pierzasto-warstwowa, pierzasta warstwowa | wysokie | |  | kryształki lodu | |
| Cumulus | Cu | kłębiasta | niskie | lub |  | krople wody | te najwyżej rozbudowane pionowo dają małe lub umiarkowane opady deszczu |
| Cumulonimbus | Cb | kłębiasto-deszczowa, kłębiasta deszczowa | niskie, średnie, wysokie[3] | |  | krople wody (w dolnej części chmury) i kryształki lodu (w górnej części chmury) | zwykle intensywne, czasami gwałtowne opady deszczu, śniegu, gradu; u gatunku capillatus opadom towarzyszą wyładowania elektryczne (burze) |
| Nimbostratus | Ns | warstwowo-deszczowa, warstwowa deszczowa | niskie | |  | krople wody i kryształki lodu | ciągły opad deszczu lub śniegu |
| Stratus | St | warstwowa | niskie | |  | krople wody | często mżawka lub śnieg ziarnisty |
| Stratocumulus | Sc | kłębiasto-warstwowa, kłębiasta warstwowa | niskie | |  | krople wody | niekiedy niewielkie opady deszczu lub virga |
W Układzie Słonecznym każda planeta, która posiada własną atmosferę, posiada specyficzne chmury.
Chmury na Wenus są całe zbudowane z kropelek kwasu siarkowego, a przy tym są tak gęste, że odbijają większość padającego na nie promieniowania słonecznego. Uniemożliwiają one również ucieczkę promieniowania z powierzchni planety, czego konsekwencją jest olbrzymi efekt cieplarniany.
Mars posiada wysokie cienkie chmury zbudowane z lodu.
Jowisz i Saturn w najwyższej części atmosfery posiadają chmury zbudowane z amoniaku, w części środkowej atmosfery chmury składają się głównie z wodorosiarczku amonu, a w najniższej istnieją chmury wodne.
Uran i Neptun posiadają atmosfery zdominowane przez chmury metanu.
Księżyc Saturna Tytan posiada chmury zbudowane z azotu, metanu i prostych związków organicznych.
