Cumulonimbus: rankkasade ja ukkonen horisontissa.

Nykyaikaiset sääennusteet luottavat monimutkaiset tietokoneen simulaattorit. Nämä simulaattorit käyttävät kaikkia fysiikan yhtälöitä, jotka kuvaavat ilmapiiriä, mukaan lukien ilman liikkuminen, auringon lämpö ja pilvien ja sateen muodostuminen.

Lisäparannukset ennusteita Tämä tarkoittaa sitä, että nykyaikaiset viiden päivän sääennusteet ovat yhtä taitavia kuin kolmen päivän ennusteet 20 vuotta sitten.

Mutta sinun ei tarvitse supertietokonetta ennustamaan, kuinka pään yläpuolella oleva sää todennäköisesti muuttuu muutaman tunnin aikana - tämä on ollut tiedossa eri kulttuureissa vuosituhansia. Pitämällä silmän yläpuolella taivaalla ja tietäen vähän siitä, miten pilvet muodostuvat, voit ennustaa, onko sade matkalla.

Ja lisäksi vähän ymmärrystä fysiikasta, joka on pilven muodostumisen takana, korostetaan ilmakehän monimutkaisuutta ja valaistaan, miksi sääennuste muutaman päivän jälkeen on niin haastava ongelma.

Joten tässä on kuusi pilviä, jotka pitävät silmällä ja miten he voivat auttaa sinua ymmärtämään sää.

1) Cumulus

Cumulus: vähän valkoisia pörröisiä pilviä. Brett Sayles / Pexels, CC BY

Pilvet muodostuvat, kun ilma jäähtyy kastepisteeseen, jolloin lämpötila, jossa ilma ei enää voi pitää koko vesihöyryä. Tässä lämpötilassa vesihöyry tiivistyy muodostamaan pisaroita nestemäistä vettä, jota havaitaan pilvinä. Jotta tämä prosessi tapahtuisi, vaadimme, että ilma pakotetaan nousemaan ilmakehässä tai kostea ilma joutuu kosketuksiin kylmän pinnan kanssa.

Aurinkoisena päivänä aurinko säteilee maata, joka puolestaan ​​lämmittää ilmaa sen yläpuolella. Tämä lämmitetty ilma nousee konvektiolla ja muodoilla kumpupilvi. Nämä “reilun sään” pilvet näyttävät puuvillavillalta. Jos katsot taivasta, joka on täynnä kumulaa, saatat huomata, että niillä on tasaiset pohjat, jotka kaikki sijaitsevat samalla tasolla. Tässä korkeudessa maanpinnan ilma on jäähtynyt kastepisteeseen. Cumulus-pilvet eivät yleensä sateita - olet hyvässä säässä.

2) Cumulonimbus

Vaikka pieni Cumulus ei sataa, jos huomaat Cumuluksen kasvavan ja ulottuen korkeammalle ilmakehään, se on merkki siitä, että voimakas sade on matkalla. Tämä on yleistä kesällä, aamulla Cumulus kehittyy syväksi cumulonimbus (ukkonen) pilvet iltapäivällä.

Cumulonimbus, jossa on tyypillinen alasi muoto.

Lähellä maata Cumulonimbus ovat hyvin määriteltyjä, mutta korkeammat ne alkavat näyttää heikkoilta reunoilla. Tämä siirtymä osoittaa, että pilvi ei enää ole vesipisaroita, vaan jääkiteitä. Kun tuulen iskut puhaltavat vesipisaroita pilven ulkopuolelle, ne haihtuvat nopeasti kuivumisympäristössä, jolloin vesi pilaantuu hyvin terävään reunaan. Toisaalta pilven ulkopuolella kulkevat jääkiteet eivät haihdu nopeasti, mikä antaa heikkoon ulkonäköön.

Cumulonimbus on usein tasainen. Cumulonimbuksen sisällä lämmin ilma nousee konvektiolla. Näin se jäähtyy vähitellen, kunnes se on samassa lämpötilassa kuin ympäröivä ilmakehä. Tällä tasolla ilma ei enää ole vilkasta, joten se ei voi nousta pidemmälle. Sen sijaan se leviää ja muodostaa tyypillisen alasin muodon.

3) Cirrus

Cirrus-pilvet voivat merkitä lämpimän edessä ja sateessa. Kuva: Simon A. Eugster

Cirrus muodostavat erittäin korkean ilmakehän. Ne ovat epäselviä, koostuvat kokonaan jääkiteistä, jotka putoavat ilmakehän läpi. Jos Cirrusia kuljetetaan vaakasuoraan eri nopeuksilla liikkuvilla tuulilla, ne ottavat tyypillisen koukun muodon. Vain erittäin korkeissa tai leveysasteissa Cirrus tuottaa sadetta maanpinnan tasolla.

Mutta jos huomaat, että Cirrus alkaa peitellä enemmän taivasta, ja se tulee matalammaksi ja paksemmaksi, tämä on hyvä osoitus siitä, että lämmin etuosa lähestyy. Lämpimässä edessä lämmin ja kylmä ilmamassa täyttyvät. Kevyempi lämmin ilma pakotetaan nousemaan kylmän ilman massan yli, mikä johtaa pilven muodostumiseen. Laskeutuvat pilvet osoittavat, että etuosa on lähellä, jolloin sade on seuraavan 12-tunnin aikana.

4) Stratus

Stratus: synkkä. Hannah Christensen, Tekijä toimitti

stratus on matala, jatkuvaa pilviä, joka peittää taivaan. Stratus muodostaa hellävaraisesti nousevaa ilmaa tai leuto tuuli, joka tuo kosteaa ilmaa kylmälle maalle tai meren pinnalle. Stratus-pilvi on ohut, joten kun olosuhteet voivat tuntua synkältä, sade on epätodennäköistä, ja enimmillään se on kevyt tiheys. Stratus on sama kuin sumu, joten jos olet koskaan kävellyt vuoristossa sumuisena päivänä, olet kävellyt pilvissä.

5) Lenticular

Kaksi viimeistä pilvityyppiä eivät auta sinua ennustamaan tulevaa säätä, mutta he antavat oivalluksen ilmakehän poikkeuksellisen monimutkaisista liikkeistä. Tasainen, linssin muotoinen linssimäinen pilvet muodostuvat, kun ilmaa puhalletaan ja vuoristoalueiden yli.

Lenticular pilvet muodostavat vuorille.

Kun vuori on mennyt, ilma imeytyy takaisin edelliseen tasoonsa. Kun se uppoaa, se lämpenee ja pilvi haihtuu. Mutta se voi ylittyä, jolloin ilma-massan bobit nousevat ylöspäin, jolloin muodostuu toinen linssimäinen pilvi. Tämä voi johtaa pilvien jonoon, joka ulottuu jonkin verran vuorijonon ulkopuolelle. Tuulen vuorovaikutus vuoristojen ja muiden pinnan ominaisuuksien kanssa on yksi niistä monista yksityiskohdista, jotka on esitettävä tietokoneen simulaattoreissa tarkkojen ennusteiden saamiseksi säästä.

6) Kelvin-Helmholtz

Ja lopuksi henkilökohtainen suosikkini. Kelvin-Helmholtz pilvi muistuttaa murtavaa valtameriaalloa. Kun ilmamassat eri korkeuksilla liikkuvat vaakasuunnassa eri nopeuksilla, tilanne muuttuu epävakaaksi. Ilmamassojen välinen raja alkaa rypistyä ja muodostaa lopulta suurempia aaltoja.

Kelvin-Helmholtzin pilvet muistuttavat valtavia aaltoja meressä.

Kelvin-Helmholtzin pilvet ovat harvinaisia ​​- ainoa kerta, kun huomasin yhden oli yli Jyllannin, Länsi-Tanskan, koska näemme tämän prosessin vain ilmakehässä, jos matalampi ilmamäärä sisältää pilven. Pilvi voi sitten jäljittää rikkoutuvat aallot, paljastaen muuten näkymättömien liikkeiden pään pään yläpuolella.

kirjailijasta

Hannah Christensen, vieraileva tutkija, ilmakehän Oceanic ja Planetary Physics, Oxfordin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon