Chmury? piękne, tajemnicze, czasem przyprawiające otrwogę. Niniejszy wpis potraktujcie jako zachętę do tego, aby jak najczęściej spoglądać w niebo. Nie będzie to wywód pełen terminów metrologicznych, gdyż metrologia jest dziedziną nauki, a w zasadzie działem fizyki stosowanej i aby móc poruszać się w niej swobodnie, należy posiąść wiedzę zarówno matematyczną jak i fizyczną. Dlatego dziś przybliżymy Wam kilka ciekawostek o tym, co możemy podziwiać niemal codziennie na niebie. Czy jesteście ciekawi w jaki sposób możemy nieprofesjonalnym okiem patrząc przewidzieć pogodę na kolejne kilka godzin i jak określić temperaturę siedząc na łące bez przyrządów pomiarowych?
Chmury dzielą się także pod względem wysokości występowania na chmury niskie, średnie i wysokie. Kształty chmury przyjmują pierzaste, warstwowe i kłębiaste. Można sobie je wyobrazić nawet bez specjalistycznej wiedzy. Chmury w różny sposób też powstają i dlatego dzielimy je na: frontowe, konwekcyjne i falowe.
Znajomość nazw chmur może nie jest nieodzowna, ale większość z nas spotkała się z nimi na lekcjach geografii w podstawówce, dlatego małe przypomnienie:
- Nimbostratus (warstwowo-deszczowa),
- Altocumulus (średnia kłębiasta),
- Altostratus (średnia warstwowa), Chmury niskie
- Stratus (warstwowa),
- Stratocumulus (kłębiasto-warstwowa),
- Cumulus (kłębiasta),
- Cumulonimbus (kłębiasto-deszczowa), Chmury wysokie
- Cirrus (pierzasta),
- Cirrocumulus (pierzasto-kłębiasta),
- Cirrostratus (pierzasto-warstwowa).
Pierwszej klasyfikacji chmur dokonał brytyjski meteorolog, chemik i farmaceuta Luke Howard w 1802 roku. Chociaż z czasem zaszły w tej klasyfikacji pewne zmiany, to nadal stosuje się nazewnictwo łacińskie.
A…co to są chmury? Są to kropelki wody, które utrzymują się w powietrzu, które powstają na skutek kondensacji albo resublimacji pary wodnej.
To jeszcze jedna powtórka ze szkoły…
Woda krąży nieustannie w przyrodzie, jest to obieg zamknięty, dzięki temu zostaje zachowana równowaga w ilości wody, która wyparowuje i wodami opadowymi. Parowanie, to straty równoważone przez zyski, czyli opady. Woda, na przykład z jeziora paruje, rośliny także oddają wodę (transpiracja) do atmosfery. Kolejnym ważnym terminem w tych procesach jest sublimacja i resublimacja. Sublimacja to proces termodynamiczny polegający na przechodzeniu materii ze stanu stałego w gazowy bez przechodzenia w stan ciekły. Przeciwieństwem jest resublimacja, czyli przemiana substancji gazowej (pary) w fazę stałą z pominięciem fazy ciekłej.
Patrząc w niebo mamy zaburzone postrzeganie odległości. Coś, co wydaje się bliżej, jest dalej i na odwrót. Na przykład chmury widoczne dookoła księżyca, które nazywamy barankami, wznoszą się na wysokości 3-4 kilometrów. Księżyc w nocy zaś jest w odległości 384000 kilometrów, a to znaczy, ze jest dalej 100000 razy niż chmury baranki! Wszystkie zjawiska pogodowe jak deszcze, wichury, burze, śnieg rozgrywają się w najniższej warstwie atmosfery do 10 kilometrów wysokości. Cała atmosfera to dla porównania 1000 kilometrów, co obliczyły sztuczne satelity.
Wiatr, jest niezwykle istotny w pogodzie. W zasadzie bez niego nie miałoby miejsca żadne zdarzenie pogodowe. Powietrza potrzebujemy nie tylko do oddychania, atmosfera to płaszcz Ziemi, który chroni nas przed zbytnią energią słoneczną.
Zachody Słońca to jedne z najpiękniejszych widoków, prawda? Wielu z Was na pewno wie, że istnieje zależność pomiędzy kolorem zachodu słońca, a pogodą następnego dnia. Gdy zachodzące Słońce jest czerwone, lekko zamglone, na horyzoncie nie ma chmur, to piękna pogoda nastepnego poranka będzie równie piękny lub nawet piękniejszy! Natomiast kiedy Słońce jest żółte, bardzo jaskrawe, horyzont też przybiera żółtawy odcień, to może być to zjawisko oznaką pory deszczowej.
Nie ma brzydkiej pogody!
W meteorologi nie ma pojęcia ładna i brzydka pogoda, ale po prostu słoneczna i deszczowa. Czy patrząc w ten sposób nie jest bardziej optymistycznie? Przecież deszcz jest pożyteczny, ożywczy, a ciepły letni deszcz to sama przyjemność. Któż go nie lubi??
Od czego zaczynają się chmury?
Chmury mogą powstawać na naszych oczach, na zupełnie bezchmurnym niebie, a od sposobu, w jaki się rozwijają, możemy wyciągać wnioski. Chmury rzadko stoją w miejscu. Działają na nie dwie siły: siły wewnętrzne, które pozwalają chmurom zmieniać się i tworzyć i druga siła, którą jest wiatr. Wiatr prowadzi chmury i zmienia. Chmury, które po utworzeniu się nie rozwijają się dalej do góry, ścielą płasko, to chmury pięknej pogody. Kiedy chmury ciągle się rozpraszają, to też oznaka słonecznego dnia.
Jeśli zauważycie chmury w kształcie wieży, to warto na dłużej zawiesić na nich baczne oko. Jeśli wkrótce rozproszą się, to super, pogoda wciąż rysuje się spokojnie, a jeśli nie? Podobnie z ostrymi krawędziami, jeśli chmury takie mają, to w porządku, a jeśli je tracą, może być deszcz.
Chmury w kształcie wieży, nawet te bardzo potężne, nie muszą zwiastować burzy, jeśli na swojej drodze w rozwoju pionowym napotkają przeszkodę i nie osiągną określonej wysokości, to nie dojdzie do opadów.
Jeśli któregoś dnia chmury na niebie wydadzą Wam się wyjątkowo urodziwe, nie będziecie mogli oderwać od nich oczu od ich regularnych kształtów, to? istnieje duża szansa, na mniej przyjemną pogodę w kolejnych dniach.
A jak to się dzieje, że chmury ?wiszą w powietrzu?? To dzięki zjawisku mikro turbulencji, które powstrzymuje osiadanie grawitacyjne i chociaż chmury są bardzo ciężkie, to składają się z pojedynczych kropelek utrzymywanych przez opór powietrza.
Ciekawostka?
Jeden metr sześcienny chmury to tylko kilka gramów wody. Czy to mało? Biorąc pod uwagę, jak bardzo rozbudowane mogą być chmury, to wcale nie jest niewiele. Chmury burzowe mogą mieć nawet ponad 10 kilometrów średnicy i objętość kilkuset miliardów sześciennych, co może dawać wagę kilku miliardów ton!
Chmury nie zawsze są białe, prawda? Jeśli stają się coraz ciemniejsze, świadczy to, że w chmurze zgromadziło się już bardzo dużo wody, która z kolei zatrzymuje promieniowanie słoneczne, a to wpływa na zmianę koloru. Chmury przeważnie są białe, ze względu na zjawisko optyczne polegające na przechodzeniu światła przez chmurę, złożoną z pojedynczych kropli wody, które równomiernie rozpraszają wszystkie kolory widma światła.
Z chmur powstają opady różnego typu, na przykład grad, postrach rolników. Grad to krople deszczu, które powstają na dużej wysokości, ponad 10 kilometrów, gdzie temperatura może wynosić poniżej pięćdziesięciu stopni Celsjusza zamrażając cząsteczki wody. Wtedy lodowe kule zaczynają atakować nas z nieba.
Śnieg, oczekujemy go na Święta Bożego Narodzenia, ale gdy zalega do późnej wiosny jest naszą prawdziwą zmorą. Gęsty śnieg i mróz są już coraz rzadszymi zjawiskami, a fakt, że śnieg pojawia się ?za późno?, to kwestia zmiany klimatu, który wciąż się ociepla. Żeby mógł spaść z chmury śnieg, potrzeba wielu malutkich kropelek wody i trochę drobnego pyłu. Wtedy może uformować się płatek śniegu lub kropla deszczu, wszystko za sprawą takiej drobiny pyłku, dookoła którego w minusowej temperaturze zaczyna się krystalizować płatek. Każdy płatek ma sześć ramion, ale wygląd płatka jest zawsze inny, zawsze, nie ma dwóch identycznych! To prawdziwy fenomen. Kiedy płatek w chmurze robi się zbyt ciężki, zaczyna opadać po drodze płacząc się z innymi płatkami. Jeśli na drodze spotka ciepły front, to obserwujemy zjawisko mokrego śniegu, po prostu plucha.
Ciekawostka?
Największy wpisany do księgi Rekordów Guinnessa płatek śniegu miał 38 cm szerokości i 10 cm grubości. Spadł na ziemie w 1887 roku w USA, no tak, w tym kraju wszystko jest największe? Duże płatki spadają też często na Syberii.
Czy wiesz, że? śnieg pada nie tylko na Ziemi? Tak tak, zaobserwowano to zjawisko także na Marsie, chociaż nie wygląda to tak, jak na naszej planecie. Śnieg na czerwonej planecie nie spada na powierzchnię planety, bo po drodze sublimuje.
Śnieg pada nie tylko zimą. Zimą ma po temu lepsze warunki, bo zimne powietrze nie topi płatków powstałych w chmurach, zaś latem na skutek ciepłego powierza topią się one i otrzymujemy po prostu deszcz, nie mając świadomości, że krople niedawno jeszcze były płatkami śniegu.
Chmury są piękne, majestatyczne, lecz czasami mogą przyprawić o trwogę!
Posłuchaj przyrody?
Przyroda mówi nam o pogodzie bardzo wiele. Ptaki latające nisko nad ziemią mogą sugerować zbliżający się deszcz. Kiedy mrówki pędzą do mrowisk całymi stadami, to oznaka zbliżającej się burzy. Jeśli rozpalimy ognisko i dym unosi się ku ziemi, to też zwiastun deszczu. Pies śpiący na grzbiecie, to pogoda bez opadów, a zwinięty w kłębek wręcz odwrotnie. Migocące na niebie gwiazdy o barwie czerwonej lub niebieskiej dają nam znać, ze pogoda załamie się, a le gdy leciutko migocą, to pogoda utrzyma się stabilna. Im chmury są wyżej na niebie, tym lepiej!
A jak określić temperaturę w tym momencie? Wystarczy policzyć ile razy w ciągu czternastu sekund cyka świerszcz, do wyniku dodać czterdzieści. Oczywiście nie otrzymamy wyniku w stopniach Celsjusza, ale w stopniach Fahrenheita. Dla przypomnienia: Jeden stopień Fahrenheita to temperatura blisko – 17 stopnia Celsjusza. Czyli np. 45 cyknięć świerszcza plus 40 = 85 F czyli całkiem przyjemne 29 C.
Źródło: Jak przewidywać pogodę? Metreologia dla każdego, J. Kachelmann, S. Schópfer, Wyd. KDC, Warszawa 2004.
Fot. własne