Le nuvole sono il risultato della condensazione del vapore acqueo. Giocano un ruolo importante nei processi di ridistribuzione dell'umidità sulla Terra.
Composizione nuvola
A seconda della composizione sono divisi in 3 gruppi:
- Acqua - completamente composta da gocce d'acqua (sopra -10 ℃). A temperature inferiori allo zero, le goccioline sono superrefrigerate.
- Ghiaccio o cristallino - completamente composto da cristalli di ghiaccio (inferiore a -15 ℃).
- Misto: una miscela di cristalli di ghiaccio e gocce d'acqua (da -10 a -15 ℃).
Gocce d'acqua e cristalli sono chiamati elementi nuvola. La dimensione delle gocce varia in modo significativo. Sono determinati utilizzando il metodo della microfotografia (creazione di foto con elevato ingrandimento).
Quando la nuvola sta appena iniziando a formarsi, il diametro delle goccioline al suo interno varia tra 5-50 micron (1 micron = 0,001 mm). Nella fase di sviluppo delle nuvole, le goccioline diventano più grandi - da 50 a 200 micron di diametro. Cominciano a cadere a poco a poco, mentre in meteorologia parlano di pioggia fine - pioviggine. In futuro, le gocce possono essere trasformate in gocce di pioggia con un diametro da 500 a 5000 micron.
Fatto interessante: le nuvole sembrano leggere e “ariose”, ma in realtà il peso di una grande nuvola è di circa 1 tonnellata.
I cristalli hanno forme e dimensioni diverse a seconda dell'umidità e della temperatura dell'aria. La maggior parte sono chiamati completi e assomigliano a un prisma esagonale in forma. Se l'altezza di un tale cristallo è piccola rispetto alla base, questa è una piastra. I cristalli opposti sono colonne di ghiaccio. Si trovano anche elementi di forma complessa, a forma di ago.
Pertanto, le goccioline d'acqua sono di piccole dimensioni, ma la loro densità nella composizione della nuvola è di diverse centinaia in 1 cm³. I cristalli, al contrario, sono più grandi, ma sono meno densi - fino a 100 in 10 cm³.
Un'altra caratteristica importante è il contenuto d'acqua: questa è la quantità di acqua contenuta in 1m³ di nuvola. Contenuto medio di acqua:
- nuvole con piccole gocce - fino a 1 g / m³;
- cumulo - 2 g / m³;
- cumulonembo - 4-5 g / m³;
- cristallino - fino a 0,02 g / m³;
- miscelato - 0,2-0,3 g / m³.
Come si formano le nuvole?
La formazione di nuvole è un processo complesso, tutte le cui fasi sono strettamente correlate. Le nuvole possono formarsi a qualsiasi latitudine.
Formazione di nuvole
La nuvola si verifica a causa della transizione del vapore acqueo in uno stato liquido o solido - condensa. Si verifica per due motivi: una diminuzione della temperatura e un aumento dell'umidità assoluta. Molto spesso, entrambi i fattori sono presenti contemporaneamente.
La diminuzione della temperatura è spiegata dall'aumento delle masse d'aria e dal loro movimento orizzontale (avanzamento). Quindi, l'aria calda è sopra la superficie fredda della terra. Le masse d'aria aumentano per diversi motivi:
- convezione;
- topografia;
- cicloni;
- formazione di fronti atmosferici.
Quando la superficie terrestre viene riscaldata intensamente dalla luce solare, il calore viene trasferito nell'aria. Si verifica la convezione: l'aria riscaldata si alza rapidamente e inizia a raffreddarsi ad un'altezza. Contiene vapore acqueo. Esiste un concetto di punto di rugiada: questa è la temperatura alla quale il vapore acqueo raggiunge un punto di saturazione e inizia a condensarsi.
L'altezza alla quale inizia il processo di conversione del vapore in gocce di rugiada è il limite inferiore della nuvola che si forma o il livello di condensa. Allo stesso tempo, l'aria riscaldata continua a fluire dalla superficie della terra. Attraversa il limite inferiore e la condensa si verifica a un livello superiore. Quindi la nuvola diventa più grande in altezza. Il suo limite superiore è di solito espresso indistintamente, è chiamato il livello di convezione libera.
Fatto interessante: a volte le quote appaiono nel percorso delle correnti d'aria. Durante il loro superamento, le masse d'aria si alzano.Tali nuvole sono di origine orografica. La loro altezza è determinata dall'altezza dell'ostacolo.
Il ciclone è una massa d'aria sotto forma di un vortice atmosferico. Le masse d'aria ruotano verso il centro dell'asse verticale del ciclone. Per questo motivo, si verificano cadute di pressione - i flussi d'aria aumentano intensamente. Possono raggiungere i limiti superiori della troposfera e formare un gran numero di strati, pioggia, nubi cumuliformi e le loro varietà. Tali nuvole portano sempre precipitazioni.
L'influenza dei fronti atmosferici sulle nuvole
Il fronte atmosferico si forma a causa della convergenza delle masse di aria calda e fredda. In questo caso, le nuvole possono apparire sia sul fronte caldo che su quello freddo. La formazione di nuvole eccessivamente calde si verifica più intensamente.
Durante una collisione di masse d'aria, i flussi caldi si spostano verso l'alto - lungo una delicata linea di ritirata dei flussi freddi o lungo la superficie frontale. Mentre l'aria si muove quasi in orizzontale (con una leggera deviazione verso l'alto), si formano nuvole di planata ascendente. Tali nuvole sono notevoli per la loro piccola altezza e lunghezza significativa in direzione orizzontale - fino a centinaia di chilometri.
I cumuli si formano sopra un fronte atmosferico freddo. Quando le masse d'aria calda scivolano verso l'alto, il freddo si sposta proprio sotto di esse.
Come fanno le nuvole a librarsi nel cielo?
Le nuvole sono più leggere dell'aria. Si trovano a diverse altezze. Le nuvole si muovono attraverso il cielo a causa del movimento di masse d'aria, flussi di vento.
Fatto interessante: Il movimento delle nuvole in direzioni opposte è un fenomeno sorprendente ma comprensibile. Ciò è dovuto al fatto che le nuvole non sono continue e si muovono insieme alle correnti d'aria. Allo stesso tempo, la direzione e la velocità del vento cambiano con l'altezza.
Dove si trovano le nuvole?
Ogni gruppo di nuvole ha una zona di posizione specifica, che dipende dal periodo dell'anno. Quindi, in primavera ed estate (a latitudini temperate) le nuvole d'acqua occupano la parte inferiore della troposfera (lo strato inferiore dell'atmosfera, il cui limite superiore si trova ad un'altitudine di 6-20 km). Le nuvole miste occupano lo strato intermedio della troposfera, mentre le nuvole cristalline occupano quella superiore. Con l'inizio dell'autunno-inverno, possono verificarsi nuvole di ghiaccio nella bassa troposfera.
C'è anche una classificazione delle nuvole, secondo la quale sono divise in famiglie e generi. Ogni famiglia ha il suo livello:
- Nuvole di sviluppo verticale (convezione).
- Il livello inferiore è fino a 2 km.
- Il livello intermedio va dai 2 ai 6 km.
- Il livello superiore va dai 6 ai 13 km.
Tipi di nuvole
Esistono 10 generi o tipi di nuvole principali che si differenziano per aspetto, forma e altri parametri.
Cumuli
Differisce in densità, tinta bianca brillante. Sviluppato in direzione verticale. La parte superiore ha una forma rotonda. Si formano, di regola, in masse d'aria neutra o fredda. Spessore - 1-2 o 3-5 km.
Nuvole a strati
La struttura ricorda la nebbia a causa dell'omogeneità, ma occupa un'altezza di 100-400 m. Molto spesso il cielo è completamente coperto, a volte si osservano lacune. Lo spessore medio è di decine, centinaia di metri.
Nuvole di Stratocumulus
Differiscono nell'ombra grigia e consistono principalmente di acqua. Possono essere presentati sotto forma di una massa continua o di onde separate dai raggi del sole. Spessore - 200-800 m.
Altostratus
Esternamente assomigliano a un velo di grigio, a volte con una tinta bluastra. Può avere una struttura omogenea o leggermente espressa. La composizione è dominata da cristalli, gocce refrigerate.
Nuvole di Altocumulus
Caratteristico per la stagione calda. Può avere una tinta bianca, grigia, blu. Prendono la forma di piatti, fiocchi strappati, tra i quali brillano i raggi del sole. In altezza, si estendono per diverse centinaia di metri. A volte si trasformano in potenti cumuli.
Nuvole spindrift
Numerosi cirri (fili, brandelli, creste), allungati.Hanno una struttura fibrosa e la possibile presenza di una lucentezza setosa. Si trovano ad alta quota e sono composti da cristalli.
Dominano grandi cristalli, che cadono notevolmente. Pertanto, i cirri sono caratterizzati da una significativa estensione verticale e una direzione irregolare dei filamenti.
Cirrocumulus nuvole
Hanno una forma sferica allungata, trovata ad un'altitudine di 6 km. Una caratteristica è l'assenza di ombre. È anche possibile macchiare i bordi sotto forma di un arcobaleno. Costituito da cristalli.
Nuvole Cirrostratus
Presentato sotto forma di una tonalità bianca con una struttura omogenea. Ben traslucido dal sole e dalla luce della luna. Può essere nebbioso o fibroso.
Fatto interessante: Con la partecipazione delle nuvole cirrostratus, si verifica spesso un fenomeno chiamato alone o alone. Questo è un fenomeno atmosferico di natura ottica, che è un bagliore attorno a una fonte di luce. Sorge a causa del fatto che i raggi di luce che passano attraverso la nuvola sono rifratti dai cristalli. L'alone più spesso assume la forma di un cerchio, un semicerchio, un pilastro di luce, ecc.
Nuvole di pioggia
Uno strato solido di grigio scuro. Lo spessore raggiunge diversi chilometri. Durante il periodo di precipitazione sembra omogeneo. Nelle pause diventano eterogenei.
Nubi cumulonembi
Si distinguono per densità, sviluppo verticale, forti piogge con tuoni, grandine. Formata da grandi nubi cumuliformi. Possono essere raccolti in una lunga fila - una fila di squallidi.
Come distinguere cumuli, Altocumulus e Cirrocumulus nel cielo?
Il cumulo ha una forma pronunciata, di grandi dimensioni. Il suo spessore di solito corrisponde o supera la larghezza. Le nuvole di Altocumulus sono piccole e sparse nel cielo (il più delle volte compaiono in primavera e in estate). Le nuvole di cirrocumulo sono sottili, assomigliano a un'onda o ondulazione a causa di numerose curve.
Rari tipi di nuvole
Se il cumulo, il cirro e altre nuvole sono comuni, allora vedere le varietà descritte di seguito nel cielo può essere considerato buona fortuna.
Morning Gloria
Onde atmosferiche a bassa quota, che si osservano più spesso nella parte settentrionale dell'Australia (Carpentaria Bay). Gli esperti non possono ancora determinare la causa esatta della formazione di tali nuvole. Si estendono per centinaia di chilometri di lunghezza, situati ad un'altitudine di 100-200 m.
Collare Storm
Un altro nome è cloud lordo. È anche il nome comune per una certa varietà di cumulonembi che ricordano un lungo albero in forma. Spesso un collare di temporale si forma sul bordo di fronti atmosferici ad un'altitudine compresa tra 100 e 2000 m. Porta con sé sbarramenti, docce, temporali e cadute di pressione vicino alla superficie della terra. La gloria mattutina è considerata la varietà più rara di collari di temporale.
Effetto anticaduta
Quando appare un gap in uno strato continuo di nuvole Altocumulus o Cirrocumulus, questo è l'effetto Fallstreak. Grandi buchi appaiono a causa della caduta di cristalli di ghiaccio. Si formano nelle file superiori o addirittura nei gas di scarico di un aereo in volo.
A seconda delle condizioni (temperatura dell'aria, umidità, gocce d'acqua super raffreddate), i cristalli durante la caduta assorbono l'acqua e aumentano di dimensioni. L'acqua nella nuvola evapora e si forma un gap.
Nuvole lenticolari
Le nuvole lenticolari (lenticolari) non si muovono nel cielo indipendentemente dalla forza del vento. Sorgono tra due strati d'aria o sulla cresta delle onde d'aria. La stabilità è dovuta al fatto che i processi di condensazione ed evaporazione si verificano continuamente nei flussi d'onda. Spesso situato vicino a catene montuose ad un'altitudine di 2-15 km.
Nuvole di Calvin Helmholtz
Assomigliano alle onde del mare e si formano quando due strati d'aria si muovono a velocità diverse. In questo caso, lo strato superiore si muove più velocemente, quello inferiore - più lentamente.Più comune nei venti forti e nel cambiamento della densità dell'aria.
Nuvola di funghi
Una nuvola a forma di fungo si forma non solo a seguito di esplosioni nucleari o termonucleari. Può formarsi successivamente in un'esplosione normale, a condizione che non vi siano interferenze diverse (ad esempio il vento). Ciò include anche esplosioni causate da una caduta di meteoriti, eruzione vulcanica.
Nuvole argentee
Questo raro fenomeno ha diversi nomi. Tra loro ci sono nuvole luminose notturne. Il fatto è che possono essere considerati solo nelle condizioni di un crepuscolo profondo o durante un'eclissi solare. Queste nuvole si trovano abbastanza in alto - in media, a un'altitudine di 82 km. Il loro studio è stato condotto non solo dalla Terra, ma anche con l'aiuto di sonde a razzo.
Fatto interessante: un grande contributo allo studio delle nuvole d'argento è stato dato dall'astronomo russo Vitold Cerasky. È dimostrato che questo fenomeno è caratteristico non solo della Terra, ma anche di altri pianeti, ad esempio Marte. Nel 2007 è stato lanciato il satellite AIM della NASA, tra i cui compiti è lo studio delle nuvole d'argento.
Nuvole meduse
Le nuvole hanno preso questo nome a causa della somiglianza nella forma con le meduse. Si formano nei luoghi in cui si scontrano aria umida (dalla Corrente del Golfo) e secca (atmosferica). La parte inferiore, simile ai tentacoli, è formata da gocce che cadono, ma evaporano all'istante.
Nuvole nuvolose
Nuvole con una caratteristica struttura marsupiale. Ogni cella ha una dimensione di circa 500 metri. Sono considerati molto rari (trovati un paio di volte per 10 anni) e si formano in connessione con cicloni tropicali.
Nuvole madreperlacee
Formata ad un'altitudine di circa 20-30 km. Molto raro, ma non possono essere confusi con altri tipi di nuvole a causa del loro colore specifico. Si formano nel periodo invernale-primaverile e sono visibili solo prima dell'alba o dopo il tramonto.
Perché le nuvole sono bianche?
Le nuvole sono bianche a causa dell'elevato contenuto di elementi nuvola in esse: gocce e cristalli. Riflettono i raggi del sole. Minore è la dimensione di questi elementi, più bianca appare la nuvola.
Qual è la differenza tra un cloud e un cloud?
Nella terminologia, manca il concetto di "nuvola". Questa è la stessa nuvola, ma più grande e di colore più scuro. A differenza di una nuvola bianca, una nuvola contiene una grande quantità di umidità a causa dell'elevata densità delle goccioline d'acqua e porta precipitazioni.
Perché le nuvole sono bianche e le nuvole grigie?
Le nuvole acquisiscono colori grigi e persino neri se osservate da terra, perché sono caratterizzate da un'alta densità. Si proiettano un'ombra l'una sull'altra e trasmettono debolmente la luce solare.
Fatto interessante: se voli proprio sopra la nuvola grigia, sembrerà bianco - i raggi del sole cadono dall'alto.
Che cos'è una scia di condensazione da un aereo?
Una scia di condensazione è una nuvola artificiale o artificiale. Si verifica a causa della condensa dell'umidità atmosferica miscelata con il vapore acqueo dei gas di scarico rilasciati dai motori dell'aeromobile. Nel tempo, la traccia scompare: i suoi componenti evaporano.
Come determinare il tempo dalle nuvole?
Le nuvole non forniscono informazioni complete sulle condizioni meteorologiche più vicine, ma alcune di esse possono tuttavia prevedere alcuni fenomeni meteorologici:
- Cumulo - di solito bel tempo senza precipitazioni.
- Cumulonembo (più denso) - situato in basso sopra il suolo, può far presagire la pioggia.
- Cirro - scendendo gradualmente più in basso rispetto alla superficie della terra, può indicare precipitazioni nelle prossime 12 ore.
- A strati: raramente porta precipitazioni a causa del piccolo spessore.
Dense nuvole scure presagiscono le precipitazioni. In questo caso, il nero indica l'assenza di forti venti, il marrone indica la possibilità di forti venti e il grigio può indicare una pioggia prolungata.
Processi di sedimentazione
Le precipitazioni si formano principalmente nella troposfera, poiché esiste la maggior parte del vapore acqueo.Vicino alla superficie terrestre, la nebbia si forma a causa dell'accumulo di prodotti di condensazione.
La precipitazione si forma solo in quelle nuvole, che sono composte da grandi particelle di nuvole (0,1-7 mm). Diventano pesanti, non possono essere trattenuti nella nuvola e cadono sotto forma di precipitazioni. Le precipitazioni sono precipitate dalle nuvole o depositate sulla superficie dall'aria.
Precipitazione:
- copertina: monotona, lunga;
- pioviggine - non intenso, monotono;
- i rovesci di pioggia sono caratterizzati da forti fluttuazioni.
Precipitazioni in superficie:
- rugiada;
- brina;
- ghiaccio (formato su qualsiasi superficie a causa del congelamento delle particelle di precipitazione);
- nevischio (formato solo sulla superficie della terra).
Precipitazioni non classificate:
- aghi di ghiaccio;
- Zolation (un evento raro sotto forma di grandi bolle d'acqua che si verificano durante un temporale).
Metodi di esposizione al cloud
La scienza moderna ha scoperto alcuni modi per influenzare le nuvole. In particolare, la dispersione di nuvole super raffreddate, la nebbia, l'effetto sulle nuvole che trasportano la grandine. In questo caso, la microstruttura delle nuvole, così come il loro stato di fase, viene modificato artificialmente.
Ad esempio, per disperdere una nuvola super raffreddata, gli agenti refrigeranti o le particelle di ioduro di sostanze che formano il ghiaccio vengono introdotte in esso da un aeroplano. Queste sostanze contribuiscono alla formazione di un gran numero di cristalli: la densità delle goccioline d'acqua diminuisce e la nuvola si disperde. Per influenzare la nebbia, vengono utilizzate installazioni a terra di natura simile.
Le precipitazioni artificiali sono anche possibili, ad esempio, durante gli incendi boschivi. Per fare questo, usando un aereo, i reagenti vengono introdotti nella nuvola - ioduro d'argento o speciali composizioni pirotecniche.