Czy będzie deszcz dzisiaj? Co te 6 chmur mówi o pogodzie

Nowoczesne prognozy pogody opierają się na złożonych symulatorach komputerowych. Symulatory te wykorzystują wszystkie równania fizyki opisujące atmosferę, w tym ruch powietrza, ciepło słońca i powstawanie chmur i deszczu.

Rosnąca poprawa prognoz w czasie oznacza, że ​​współczesne pięciodniowe prognozy pogody są tak sprawne, jak trzyletnie prognozy sprzed 20 lat.

Ale nie potrzebujesz superkomputera, aby przewidzieć, jak pogoda nad głową prawdopodobnie zmieni się w ciągu najbliższych kilku godzin - wiadomo to w różnych kulturach od tysiącleci. Obserwując niebo nad tobą i wiedząc, jak tworzą się chmury, możesz przewidzieć, czy pada deszcz.

Niewielkie zrozumienie fizyki związanej z powstawaniem chmur podkreśla złożoność atmosfery i rzuca światło na to, dlaczego przewidywanie pogody po kilku dniach jest tak trudnym problemem.

Oto sześć chmur, na które można zwracać uwagę i jak mogą pomóc w zrozumieniu pogody.

1) Cumulus

Chmury tworzą się, gdy powietrze schładza się do punktu rosy, temperatury, w której powietrze nie może dłużej utrzymywać całej swojej pary wodnej. W tej temperaturze para wodna skrapla się, tworząc krople ciekłej wody, które obserwujemy jako chmurę. Aby ten proces miał miejsce, potrzebujemy powietrza, które będzie musiało wzrosnąć w atmosferze lub aby wilgotne powietrze zetknęło się z zimną powierzchnią.

W słoneczny dzień promieniowanie słoneczne ogrzewa ziemię, która z kolei ogrzewa powietrze tuż nad nią. To ogrzane powietrze unosi się przez konwekcję i tworzy Cumulus. Te „pogodne” chmury wyglądają jak wata. Jeśli spojrzysz na niebo wypełnione cumulusem, możesz zauważyć, że mają płaskie podstawy, które leżą na tym samym poziomie. Na tej wysokości powietrze z poziomu ziemi ostygło do punktu rosy. Chmury cumulusowe zazwyczaj nie padają - masz dobrą pogodę.

2) Cumulonimbus

Podczas gdy małe Cumulusy nie padają, jeśli zauważysz, że Cumulus powiększa się i rozszerza w górę, to znak, że intensywny deszcz jest w drodze. Jest to powszechne w lecie, z porannymi Cumulusami rozwijającymi się w głębokie chmury Cumulonimbus (burza z piorunami) po południu.

Blisko ziemi, Cumulonimbus są dobrze zdefiniowane, ale wyżej zaczynają wyglądać krucho na krawędziach. Przejście to wskazuje, że chmura nie jest już wykonana z kropelek wody, ale kryształków lodu. Kiedy podmuchy wiatru uderzają kropelki wody poza obłok, szybko odparowują w suchszym środowisku, nadając chmurom wody bardzo ostrą krawędź. Z drugiej strony, kryształy lodu przenoszone na zewnątrz chmury szybko nie wyparowują, dając delikatny wygląd.

Cumulonimbusy są często płaskie. W Cumulonimbusie ciepłe powietrze unosi się przez konwekcję. W ten sposób stopniowo schładza się, aż osiągnie taką samą temperaturę jak otaczająca atmosfera. Na tym poziomie powietrze nie płynie już dłużej, więc nie może się dalej unosić. Zamiast tego rozprzestrzenia się, tworząc charakterystyczny kształt kowadła.

3) Cirrus

Cirrus tworzy bardzo wysoko w atmosferze. Są delikatne, składają się wyłącznie z kryształków lodu spadających w atmosferze. Jeśli Cirrus są przenoszone poziomo przez wiatry poruszające się z różnymi prędkościami, przyjmują charakterystyczny haczykowaty kształt. Tylko na bardzo dużych wysokościach lub szerokościach geograficznych Cirrus wytwarza deszcz na poziomie gruntu.

Ale jeśli zauważysz, że Cirrus zaczyna pokrywać więcej nieba i staje się coraz niższy i grubszy, jest to dobra wskazówka, że ​​zbliża się ciepły front. W ciepłym froncie spotyka się ciepła i zimna masa powietrza. Lżejsze ciepłe powietrze zmuszone jest wznieść się nad zimną masą powietrza, co prowadzi do powstawania chmur. Obniżające się chmury wskazują, że front zbliża się, dając okres deszczu w ciągu następnych 12 godzin.

4) Stratus

Stratus to niska ciągła warstwa chmur pokrywająca niebo. Stratus tworzy się delikatnie podnosząc powietrze lub łagodny wiatr przynoszący wilgotne powietrze nad zimną lądem lub powierzchnią morza. Chmura Stratus jest cienka, więc podczas gdy warunki mogą być ponure, deszcz jest mało prawdopodobny, a co najwyżej będzie lekka mżawka. Stratus jest identyczny z mgłą, więc jeśli kiedykolwiek chodziłeś po górach w mglisty dzień, chodziłeś po chmurach.

5) Soczewkowy

Nasze ostatnie dwa typy chmur nie pomogą przewidzieć nadchodzącej pogody, ale dają wgląd w niezwykle skomplikowane ruchy atmosfery. Gładkie, soczewkowate chmury tworzą soczewkowate powietrze, które unosi się nad górami.

Po minięciu góry powietrze opada z powrotem do poprzedniego poziomu. Gdy tonie, ogrzewa się i chmura odparowuje. Ale może się przeregulować, w takim przypadku masa powietrza odskakuje do tyłu, umożliwiając utworzenie innej chmury soczewkowej. Może to prowadzić do szeregu chmur, rozciągających się daleko poza pasmo górskie. Interakcja wiatru z górami i innymi cechami powierzchni jest jednym z wielu szczegółów, które muszą być reprezentowane przez symulatory komputerowe, aby uzyskać dokładne prognozy pogody.

6) Kelvin-Helmholtz

I wreszcie mój ulubiony. Chmura Kelvina-Helmholtza przypomina załamującą się falę oceanu. Gdy masy powietrza na różnych wysokościach poruszają się poziomo z różnymi prędkościami, sytuacja staje się niestabilna. Granica między masami powietrza zaczyna pulsować, ostatecznie tworząc większe fale.

Chmury Kelvina-Helmholtza są rzadkością - jedyny raz zauważyłem, że jeden był nad Jutlandą, w zachodniej Danii - ponieważ widzimy, że ten proces zachodzi w atmosferze, jeśli niższa masa powietrza zawiera chmurę. Chmura może następnie wyśledzić fale łamania, ujawniając zawiłość skądinąd niewidocznych ruchów nad naszymi głowami.

Czytaj więcej: „Bestia ze Wschodu” i dziwacznie ciepłe arktyczne temperatury nie są przypadkowe

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Hannah Christensen. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.