Як виникають хмари, їх види та особливості

Зміст

Що таке хмара
Хмари низького ярусу
Stratus (шаруваті)
Nimbostratus (шарувато-дощові)
Stratocumulus (шарувато-купчасті)
Хмари середнього ярусу
Altostratus (високошаруваті)
Altocumulus (висококупчасті) TODO
Хмари високого ярусу
Cirrus (Пір’ясті)
Cirrostratus (Пір’ясто-шаруваті)
Cirrocumulus (Пір’ясто-купчасті)
Хмари вертикального розвитку
Cumulus Clouds (Купчасті)
Towering Cumulus (Купчасті значного вертикального розвитку)
Cumulonimbus (Купчасто-дощові)
Інші хмари
Lenticular (Лінзоподібні)
Cap (Шапко подібні)
Rotor (Роторні)
Mammatus (Мамматус)
Fractus (Рвані хмари)
Contrails (Конденсаційні сліди)

Упевнений, чимало людей не розуміють, що воно таке – хмара. От дійсно, висить собі в небі, час від часу обливає усіх дощем чи снігом.

Отож, як утворюються хмари, на які види вони діляться та чому не завжди є безпечними для польотів розкажу далі.

Що таке хмара

Хмара — це видиме скупчення крихітних крапель води або кристалів льоду в атмосфері Землі. Ці краплі настільки малі (діаметром близько 0,01-0,02 мм), що можуть тривалий час утримуватися в повітрі.

Формування хмар відбувається через складну взаємодію кількох атмосферних процесів:

Випаровування — це процес, коли вода з поверхні Землі (океанів, морів, річок, озер, ґрунту) перетворюється на пару під впливом сонячного тепла.
Конвекція — нагріте повітря, що містить водяну пару, стає легшим і підіймається вгору в атмосферу.
Охолодження — з підняттям повітря на більші висоти, воно розширюється та охолоджується (приблизно на 1°C на кожні 100 метрів підйому).
Конденсація — при досягненні точки роси (температури, при якій повітря стає насиченим водяною парою), пара починає конденсуватися навколо конденсаційних ядер (мікроскопічних частинок пилу, солі, диму), утворюючи крихітні водяні краплі або кристали льоду.
Формування хмари — коли достатня кількість крапель або кристалів зберуться разом, вони стають видимими як хмара.
Випадіння опадів — коли водяні краплі або кристали льоду в хмарі стають достатньо важкими, вони падають на землю у вигляді дощу, снігу, граду або іншого виду опадів.

Цей безперервний цикл води (гідрологічний цикл) є фундаментальним для функціонування екосистеми Землі.

Процес формування хмари. На відео відтворюється перебіг усіх процесів, що супроводжують формування хмари — випаровування, конвекція, конденсація та випадіння дощу.

Хмари групуються за сімействами відповідно до їх форми, поведінки та висоти.

Вид	Висота	Хмари
Хмари низького ярусу	від поверхні до 1800 м	Шаруваті (Stratus), Шарувато-купчасті (Stratocumulus), Шарувато-дощові (Nimbostratus)
Хмари середнього ярусу	від 1800 м до 7 км	Високошаруваті (Altostratus), Висококупчасті (Altocumulus)
Хмари верхнього ярусу	від 6000 м до ~15 км	Пір’ясті (Cirrus), Пір’ясто-шаруваті (Cirrostratus), Пір’ясто-купчасті (Cirrocumulus)
Хмари вертикального розвитку	від 1800 м до ~15 км	Купчасті (Cumulus), Купчасті значного вертикального розвитку (Towering cumulus), Купчасто-дощові (Cumulonimbus)
Інші хмари	–	Роторні (Rotor), Рвані хмари (Fractus), Мамматус (Mammatus), Лінзоподібні (Lenticular), Конденсаційні сліди (Contrails), Шапкоподібні (Pileus/Cap)

Поділ хмар залежно від висоти поширення

Хмари низького ярусу

На фото переважно видно купчасто-шаруваті хмари (Stratocumulus). Вони мають нерівномірну, хвилясту структуру та складаються зі світлих і темних ділянок, створюючи ефект «клаптикової» хмарності. Деякі області хмар виглядають щільнішими й темнішими, що може вказувати на підвищений вміст вологи. Між хмарами проступають ділянки блакитного неба, що свідчить про їхню нерівномірну густину та часткове розсіювання.

Хмари нижнього ярусу, простягаються до 1800 м.

Stratus (шаруваті)

Шаруваті хмари формують схожий на туман шар хмар, який здатен простягатись на великі площі на невеликій висоті (50 – 500 м). Часто зливаються з туманами.

Можуть провокувати похмурий сірий день або безперервний дощ. Часто залишатися на одному місці тривалий час.

Nimbostratus (шарувато-дощові)

Темно сірі шаруваті хмари. Їх поява свідчить про наближення тривалих проливних дощів або снігу на великій території.

Stratocumulus (шарувато-купчасті)

Хмари сірого кольору, які можуть нагадувати купчасті дощові хмари. У більшості випадків не утворюють опадів, або провокують легкий дощ чи сніг.

Хмари середнього ярусу

На фото переважно видно купчасто-шаруваті хмари (Altocumulus). Вони вирізняються дрібними, білими або сіруватими грудочками, що часто утворюють хвилясті скупчення, нагадуючи «баранячі спинки» або «риб’ячу луску». Такі хмари зазвичай передвіщають зміну погоди.

Хмари середнього ярусу, простягаються від 1800 м до 7 км.
Складаються з кристалів льоду або переохолодженої води
Можуть провокувати турбулентність і сильне обледеніння.

Altostratus (високошаруваті)

Плоскі щільні хмари, які покривають широку територію. Можуть провокувати дощ або сніг.

Altocumulus (висококупчасті) TODO

Хмари теплих сезонів. Зазвичай покривають великі площі хмаринками-пластівцями з невеликими просвітами. Іноді досягають стадії потужних купчастих хмар.

Хмари високого ярусу

Перисті хмари (Cirrus) — На фото переважно видно перисті хмари (Cirrus). Вони вирізняються тонкою, легкою «перистою» структурою та виглядають, ніби їхні краї розтріпані вітром.

Хмари високого ярусу, простягаються від 6000 м до ~15 км
Складаються в основному з кристалів льоду.
Зазвичай проліт через такі хмари провокує обледеніння, опади не передбачаються.

Cirrus (Пір’ясті)

Тонкі високі хмари, які нагадують пір’я. Складаються з кристалів льоду.

Cirrostratus (Пір’ясто-шаруваті)

Пір’ясті хмари, які покривають великі площі. Можуть провокувати обледеніння.

Cirrocumulus (Пір’ясто-купчасті)

Пір’ясті хмари, що схожі на купчасті. Можуть провокувати обледеніння.

Хмари вертикального розвитку

Купчасто-дощові хмари (Cumulonimbus) — На фото зображені купчасто-дощові хмари (Cumulonimbus). Вони характеризуються значною вертикальною потужністю та темними, щільними шарами, що часто супроводжуються сильними опадами, грозами чи зливами. Хмари становлять велику небезпеку для польотів та здатні покривати великий простір як у вертикальній – так у горизонтальних площинах

Нестабільні хмари.
Часто створюють ілюзію “купчастих хмар гарної погоди”.
Свідчать про проходження холодних фронтів.

Cumulus Clouds (Купчасті)

Купчасті хмари (Cumulus) — На фото видно типові купчасті хмари (Cumulus). Вони мають характерну «пухку» форму з більш яскравим верхом та темнішим низом.

Формуються внаслідок конвекції при нагріванні земної поверхні. Схожі на шматочки бавовни, що плавають. Хмари мають вертикальний розвиток, можуть перетворитися на гігантську купчасто-дощову хмару, яка є грозовою.

Towering Cumulus (Купчасті значного вертикального розвитку)

Потужні купчасті хмари, які є наслідком розвитку купчастих. Можуть спричинити сильну турбулентність. Часто формуються заздалегідь і зрештою призводять до грози. В більшості випадків утворюються влітку.

Cumulonimbus (Купчасто-дощові)

Великі хвилясті купчасті хмари, які також називають грозовими. Провокують блискавку, грім, дощ, смерчі, сильний вітер чи торнадо. Становлять велику небезпеку для польотів як через, так і в зонах, наближених до них. Зазвичай облітаються.

Інші хмари

Ці хмари мають характерну лінзоподібну форму, що вказує на те, що вони є лентикулярними хмарами (лат. Altocumulus lenticularis або Lenticular clouds).

Lenticular (Лінзоподібні)

Стаціонарні хмари, часто є видимою ознакою гірських хвиль у повітрі.

Лінзоподібні хмари є видимою ознакою гірських хвиль у повітрі. Утворюються переважно в тропосфері, як правило, паралельно напрямку вітру. За зовнішнім виглядом їх часто можна порівняти з лінзою або блюдцем.

Cap (Шапко подібні)

Невелика лінзоподібна хмара, яка з’являється над купчастою або купчасто-дощовою хмарою.

Формується над гірською вершиною внаслідок охолодження і конденсації вологого повітря, що підіймається угору. Хмара, зазвичай, залишається практично нерухомою.

Rotor (Роторні)

Турбулентні хмари, які утворюються на низькій висоті під гребенями гірських хвиль.

Mammatus (Мамматус)

Хмари з висячими мішкоподібними виступами, що нагадують «грудки» або «вим’я».
Зазвичай з’являються на нижній частині потужних хмар, зокрема Cumulonimbus.

Fractus (Рвані хмари)

Фрагментовані, розірвані хмари, які утворюються поблизу великих дощових хмар (наприклад, Nimbostratus або Cumulus). Зазвичай мають нечітку форму, швидко змінюються, переміщуються або «розриваються» під впливом вітру.

Contrails (Конденсаційні сліди)

Вузькі лінійні хмари, що утворюються за реактивними літаками. Складаються з кристалів льоду, які формуються, коли гарячі вихлопні гази стикаються з холодним повітрям на великій висоті.