[ Pobierz całość w formacie PDF ]
PORADNIK OBSERWACJI CHMUR
Opracował:
Mirosław Bogusz
Wrocław, styczeń 2002
2
Spis treści
§ 1. Wstęp
str
§ 2. Zachmurzenie
4
§ 3.a. Rodzaj chmur
4
§ 3.b. Charakterystyka dziesięciu rodzajów chmur
5
§ 3.c. Charakterystyka gatunków chmur
8
§ 3.d. Charakterystyka odmian chmur
8
§ 3.e. Zjawiska szczególne i chmury towarzyszące
8
§ 3.f. Chmury orograficzne i chmury szczególne
9
§ 4. Wysokość podstawy chmur
10
§ 5. Kierunek i prędkość ruchu chmur
13
Informacje dodatkowe
§ 6. Budowa fizyczna, powstawanie oraz wygląd chmur
15
§ 7. Słowniczek
19
§ 8. Bibliografia
20
3
4
§ 1. Wstęp
Przy obserwacjach chmur musimy się ograniczyć głównie do badań wizualnych, bowiem instrumental-
na strona jest tu dość uboga. Jeżeli do tego dodamy dużą czasową zmienność wielkości obserwowanych chmur
oraz duże bogactwo ich form, to jest rzeczą oczywistą, że wyniki odpowiednich obserwacji należy uważać za
przybliżone i ważne jedynie dla chwili, w której zostały wykonane. Obserwacje te, przeprowadzane z reguły co
kilka godzin, nie są wobec tego wystarczające do dokładnego odtworzenia sobie przebiegu wymienionych czte-
rech wielkości jako funkcji czasu.
Aby obserwacje dały jak najlepsze wyniki musimy spełnić kilka warunków:
Obserwator powinien znajdować się na morzu bądź na lądzie w obszarach równinnych
Powietrze powinno być przeźroczyste; widzialność nie może być osłabiona przez takie zjawiska jak
mgła, zmętnienie, pył itp.;
Słońce musi znajdować się dostatecznie wysoko, aby jasność i zabarwienie chmur było normalne;
Chmury powinny znajdować się tak wysoko nad horyzontem, aby można było nie uwzględniać
wpływu perspektywy.
§ 2. Zachmurzenie
Obserwacja zachmurzenia, czyli stopnia pokrycia nieba chmurami, polega na ilościowym określeniu
części nieba pokrytej chmurami. Do tego celu używa się skal liczbowych od 0 do 8 (skala 9-stopniowa), lub od
0 do 10 (skala 11-stopniowa), przy czym w obu przypadkach 0 oznacza niebo bezchmurne, 8 lub 10 – całkowite
pokrycie. Liczby pomiędzy 0 i 8 lub 0 i 10 służą do oznaczania odpowiednich stanów pośrednich zachmurzenia.
Instrumentalne metody pomiaru rozpatrywanej wielkości są dwojakiego rodzaju. Celem jednych jest
jedynie ułatwienie obserwatorowi oszacowania zachmurzenia przez podzielenie całkowitego obszaru obserwacji
na pewną ilość części, dla których ocena jest łatwiejsza. Przyrządy tego typu są mało rozpowszechnione i wobec
tego rzadko stosowane w służbie obserwacyjnej. Drugie są metodami fotograficznymi, w których aktualny stan
zachmurzenia zostaje w pewnych odstępach czasu, np. co godzinę, automatycznie rejestrowany przez aparat
fotograficzny. Otrzymane w ten sposób wyniki poza zachmurzeniem mogą być łatwo zużytkowane do oblicza-
nia prędkości ruchu chmur. Na powyższej zasadzie oparty jest przyrząd
Gorgiego
, składający się zasadniczo z
kuli szklanej i średnicy ok. 35 cm wewnątrz srebrzonej (zwierciadło kuliste wypukłe) oraz aparatu fotograficz-
nego. Ten ostatni umieszcza się nad kulą w odległości ok. 50 cm w położeniu pionowym obiektywem do dołu.
Obraz nieba, otrzymany w kuli jako zwierciadle kulistym, jest co jakiś czas automatycznie fotografowany.
Wreszcie informacje co do przebiegu zachmurzenia w pewnych kierunkach otrzymamy przy pomocy heliogra-
fu, przyrządu zapisującego czasowy przebieg promieniowania słonecznego, lub w nocy przy użyciu aparatu
fotograficznego, skierowanego na gwiazdę polarną. Przerwy w krzywej kolejnych położeń obrazu gwiazdy na
błonie fotograficznej wskazują na istnienie zachmurzenia, częstość przerw oraz ich długość – na charakter i
wartość liczbową tego zachmurzenia.
§ 3.a. Rodzaj chmur
Drugą ważną częścią obserwacji chmur jest możliwie dokładne określenie ich rodzaju. Rodzaj chmur
wiąże się bowiem ściśle ze stanem termo-hydrodynamicznym atmosfery. Nie wchodząc tu w żadne rozważania,
mające na celu wytłumaczenie powstawania określonych form chmur w danych warunkach w atmosferze, zaj-
miemy się ich klasyfikacją w zależności od ich wyglądu zewnętrznego. Ograniczymy się tym samym do mate-
riału ważnego dla służby obserwacyjnej.
Bogactwo form chmur spowodowało, że ich klasyfikacja przez długi czas była niejednolita. Wspomnia-
na niejednolitość w sposobie ich klasyfikowania została usunięta dopiero na gruncie współpracy i postanowień
Międzynarodowej Organizacji Meteorologicznej, w wyniku których przyjęto jedynie 10 głównych rodzajów
chmur w służbie obserwacyjnej. Opierając się na Międzynarodowym Atlasie Chmur i Wyglądów Nieba (
Atlas
der Wolken und
Himmelsansichten
) przeprowadzimy ich ogólną klasyfikację oraz podamy krótką charakterysty-
kę ich wyglądu.
Na wszystkich prawie wysokościach chmury mogą występować w trzech postaciach:
jako pojedyncze kłęby, które w czasie tworzenia się wykazują przede wszystkim pionową rozciągłość, a
w czasie rozkładu rozpościerają się na boki;
jako rozpostarte, ale wyraźnie podzielone na włókna, cienkie warstwy lub bryły (baranki), często o du-
żej trwałości, lub w stanie rozkładu;
jako mniej lub więcej całkowita, jednolita zasłona.
4
W zależności od wysokości oraz rozciągłości pionowej chmur dzielimy je na cztery rodziny, dla których da-
ne dla klimatów umiarkowanych zebrane są w poniższym zestawieniu.
I.
Chmury wysokie (Wysokość: obszary polarne 3-8 km, obszary strefy umiarkowanej 5-13 km, obszary zwrot-
nikowe 6-18 km)
1.
Cirrus
[
Ci
]
(chmury pierzaste)
2.
Cirrocumulus
[
Cc
]
(chmury średnie kłębiaste)
3.
Cirrostratus
[
Cs
]
(chmury warstwowo-pierzaste)
II.
Chmury średnie, dla których średnia najwyższa wysokość jest 6000 m oraz średnia najniższa wysokość 2000
m. (Wysokość: obszary polarne 2-4 km, obszary strefy umiarkowanej 2-7 km, obszary zwrotnikowe 2-8 km)
4.
Altocumulus
[
Ac
]
(chmury średnie kłębiaste
)
5.
Altostratus
[
As
]
(chmury średnie warstwowe)
III.
Chmury niskie, dla których średnia najwyższa wysokość wynosi 2000 m., mogą się obniżać aż do po-
wierzchni ziemi. (Wysokość: obszary polarne, strefy umiarkowanej oraz obszary strefy zwrotnikowe: od po-
wierzchni ziemi do 2 km)
6.
Stratocumulus
[
Sc
]
(chmury kłębiasto-warstwowe)
7.
Stratus
[
S
]
(chmury niskie warstwowe)
IV.
Chmury o budowie pionowej (Wysokość: średnia najwyższa wysokość osiąga poziom chmur
Ci
oraz średnia
najniższa wysokość wynosi około 500 m.)
8.
Nimbostratus
[
Ns
]
(chmury warstwowe deszczowe)
9.
Cumulus
[
Cu
]
(chmury kłębiaste)
10.
Cumulonimbus
[
Cb
]
(chmury kłębiaste deszczowe)
§ 3.b. Charakterystyka rodzajów chmur
1.
Cirrus (Ci)
. Pojedyncze, delikatne chmury o włóknistej budowie, bez cieniów, na ogół białe, często o je-
dwabistym połysku. Chmury te mają najrozmaitsze kształty; raz jako pojedyncze kosmyki, to znowu jakby
pociągnięte na niebie kreski, już to jako pióra lub rozciągnięte nitki z kłaczkami. Często są one ułożone w
pasma, jakby napięte na sklepieniu niebieskim i w wyniku perspektywy zdające się zbiegać w jednym lub
dwu przeciwległych punktach horyzontu.
2.
Cirrocumulus (Cc)
. Warstwa albo ławica chmur
Cirrus
, złożona z małych białych płatków lub też z bardzo
małych kulek bez cieniów ułożonych w grupach, szeregach wreszcie w kształcie drobnych fal, przypomi-
nających często układ piasku nad morzem.
3.
Cirrostratus (Cs)
. Delikatna biała zasłona, nie zacierająca zarysów Słońca lub Księżyca, ale powodująca
występowanie zjawisk
halo
dookoła tych ciał niebieskich. Czasem jest ona zupełnie przeźroczysta i nadaje
błękitowi nieba tylko mleczny wygląd, niekiedy wykazuje także mniej lub więcej wyraźną budowę włókni-
stą w postaci pogmatwanych nitek.
4.
Altocumulus (Ac)
. Warstwa składająca się z płaskich brył lub fałd. Elementy warstwy ułożone regularnie są
dość małe, cienkie i mogą być częściowo zacienione. Poszczególne części warstwy układają się w grupy,
pasma lub rulony w jednym albo dwu kierunkach. Są one przy tym często tak ściśle zgrupowane, że ich
brzegi łączą się ze sobą.
Brzegi cienkich przezroczystych części chmur wykazują często
iryzację
(perłowy połysk), co jest właściwo-
ścią tego rodzaju chmur.
5.
Altostratus (As)
. Włóknista lub prążkowana zasłona mniej lub więcej szarego, lub niebieskawego koloru.
Chmury te przypominają gruby
Cirrostratus,
nie dają jednak zjawisk halo, a Słońce lub Księżyc prześwieca
przez nie niewyraźnie, jak przez matową szybę.
Gdy
Altostratus
jest cienki (
Altostratus translucidus
), staje się podobny do chmury
Cirrostratus
, gdy
zaś jest bardzo gruby i ciemny (
Altostratus opacus
), to Słońce lub Księżyc całkowicie za nim znika. W tym
ostatnim przypadku występują często wskutek różnic grubości chmury obok stosunkowo jasnych obszarów
części bardzo ciemne. U podstawy chmury nie obserwuje się jednak wyraźnych nierówności, a cała masa
chmur jest miejscami włóknista lub prążkowana.
Obserwuje się wszystkie formy przejściowe od chmur
Altostratus
wysokich, do chmur
Cirrostratus
z
jednej strony, z drugiej zaś – od chmur
Altostratus
niskich do chmur
Nimbostratus
.
Z chmur
Altostratus
może padać deszcz lub śnieg. Jeżeli jednak deszcz jest silny, to znaczy, że warstwa
chmur stała się bardzo gruba i znacznie się obniżyła tworząc
Nimbostratus
. Przeciwnie – obfity śnieg może
padać z chmur
Altostratus
.
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]