§ 30. Хмари, їхні форми. Хмарність. Туман

Переглядаючи фотографії в підручнику, гортаючи наукові журнали, ви, звичайно, звернули увагу, яка неймовірно красива наша планета з космосу. На чорному фоні Всесвіту — куля з голубими океанами та білим мереживом хмар. Хмари, які зігрівають нашу Землю й одночасно рятують нас від пекучого проміння, дають нам чисту воду, зрошують поля і напувають річки та озера.

Але щоб зрозуміти, як утворюються хмари, треба спочатку пригадати з курсу «Природознавство», як відбувається колообіг води на нашій планеті і що таке конденсація.

Ми вже знаємо, що найбільше водяної пари міститься в теплому повітрі. Тепле повітря, піднімаючись на певну висоту, забирає з собою вологу, що випарувалася з поверхні океанів, морів, поверхні рослин (мал. 99).

Мал. 99. Схема колообігу води

А вже на великій висоті повітря охолоджується, водяна пара стає насиченою і розпочинається процес конденсації, тобто процес утворення крапельок води або кристаликів льоду. Скупчення таких крапельок води або кристаликів льоду в повітрі на певній висоті називають хмарою.

2. Різновиди хмар

Перша міжнародна класифікація хмар була запропонована ще в XIX ст. Ця класифікація надзвичайно багатогранна, бо ж хмари розрізняють за висотою утворення (за ярусами), за формою, за об’ємом води, за прозорістю, за внутрішньою структурою (дощові, снігові, мішані) тощо. Розглянемо приклади хмар за висотою утворення.

Мал. 100. Різновиди хмар в одному кадрі: шаруваті, купчасто-дощові, перисті

Хмари нижнього ярусу. Хмари, які утворюються низько над землею, до висоти 2 км, у теплу пору року складаються з дрібних краплинок води, а в холодну — з кристаликів льоду. Це шарувато-дощові хмари. Часто ці хмари повністю закривають небо і приносять довготривалі дощі.

Мал. 101. Хмари над схилами Чорногірського хребта, Українські Карпати

Вертикальні хмари. Є хмари, які розташовуються на великій висоті, до кількох кілометрів. Їх відносять до вертикальних хмар. Це купчасто-дощові хмари. Вони виділяються на небі кількома відтінками: верхня частина хмари біла, а нижня — сіра, темно синя, фіолетова, — через велику кількість водяних крапель. Ці хмари часто супроводжуються розрядами блискавок, приносять короткочасні зливи, інколи — град.

Мал. 102. Купчасті хмари

Хмари середнього ярусу. На висоті кількох кілометрів над поверхнею Землі формуються купчасті хмари — вражаючі за привабливістю і різноманітною формою. Вони, як шматочки вати, несуться по небу, інколи з великою швидкістю. Складаються в основному з дрібних крапель води і з кристаликів льоду. Такі хмари білого кольору, опадів не дають. Починають з’являтися на небі вранці, і до обіду їх може бути вже велика кількість, що є доказом зростання денної температури і процесу випаровування води. До вечора хмари поступово зникають, і це прогнозує сонячну погоду на наступний день.

Мал. 103. Перисті хмари

Хмари верхнього ярусу. На дуже великих висотах, переважно 8-12 км, хмари складаються тільки з дрібних кристаликів льоду. В екваторіальних широтах ці хмари розташовані найвище від усіх хмар — до 18 км. Переважно їх називають перистими або пір’ястими тому, що частіше нагадують нам великі пір’їнки у високому небі. Як правило, такі хмари напівпрозорі, дуже красиві й опадів не дають. Коли в сонячні дні високо в небі з’являються перисті хмари — це означає, що погода зміниться. Тому такі хмари називають «провісниками зміни погоди».

3. Оцінка хмарності

Хмарність неба прийнято оцінювати за 10-бальною шкалою. Якщо ясне небо – нульова хмарність, якщо все небо затягнуте хмарами — 10 балів. Якщо умовно 10% неба вкрите хмарами — хмарність становитиме 1 бал.

Але для чого спостерігати за хмарністю?

Хмарність — надзвичайно важлива характеристика стану атмосфери для певної місцевості. Адже з хмарами на сушу приходить волога. Якщо дуже низька та густа хмарність — швидше за все на цю територію прийшло холодне й вологе повітря.

Велику небезпеку несуть грозові хмари. В такі дні не варто перебувати на відкритій місцевості і якнайшвидше треба потурбуватися про надійне укриття.

Тож, глянувши на небо, ми завжди можемо візуально оцінити, яка його частина вкрита хмарами і чи безпечні хмари, що проходять над нашою місцевістю.

Практикуймо

Проведіть власне спостереження за хмарністю неба:

• 1. Оцініть хмарність за 10-бальною шкалою.
• 2. Використовуючи електронний визначник хмар, визначте тип хмар.
• 3. За станом хмарності спрогнозуйте зміну погоди на наступні дні.

4. Утворення туману

Туман — одне із найцікавіших і небезпечних явищ на Землі. Найцікавіших, бо через обмеження видимості з туманами пов’язують містичні події. І небезпечних, бо через недотримання правил безпеки тумани частіше стають причиною транспортних пригод.

Чому ж виникають тумани?

Якщо водяна пара охолоджується не у високих шарах атмосфери, а в нижньому шарі, безпосередньо над поверхнею землі, то в повітрі утвориться туман.

Туман — це скупчення конденсованої водяної пари над поверхнею землі.

Інколи ми кажемо, що туман — це та сама хмара, яку ще не встигло прогріти сонячне проміння і яка ще не піднялася високо в небо (див. мал. 23). І це цілком вірно.

Процес утворення туману частіше відбувається тоді, коли на теплу вологу землю приходить холодне повітря. Біля поверхні землі водяна пара в повітрі стає насиченою і починає конденсуватись — утворюються дуже дрібні крапельки води, що зависають в повітрі. Інколи їх так багато, що видимість зменшується до кількох метрів. Як тільки сонце підніметься вище над горизонтом і прогріє землю — туман зникне, а водяна пара випарується.

Тумани можна спостерігати в літній ранок над озерами, ставками та прилеглими до водних об’єктів територіями.

Пізнаймо більше

Міжнародна метеорологічна організація в 1896 р. випустила перший «Міжнародний атлас хмар», у якому зібрала всі види хмар, що на той час були відомі на Землі (28 кольорових фотографій). Також у цьому атласі були подані фотографії та опис атмосферних явищ. Атлас оновлювали багато разів, додаючи фотографії нових хмар. Останній раз — у 2017 році. На сьогодні — це 280 тис. знімків, зроблені фотографами-любителями зі всього світу.

В Україні у 2020 р. випущений «Атлас хмар України», куди увійшли найкращі фотографії хмар, зафіксовані учнівством, учительством та науковими працівниками / працівницями у 2020 р. над територією нашої країни.

Знаймо, вміймо і використовуймо в житті

Спостерігаючи за хмарами, ми можемо пізнати причини їх формування, навчитися розрізняти їх за видами та прогнозувати зміну погоди. Адже хмари відіграють дуже велику роль у перерозподілі вологи на нашій планеті.

Практикуймо

• 1. Яке значення мають хмари для всього живого на нашій планеті?
• 2. Яку погоду прогнозує зменшення купчастих хмар після полудня?
• 3. Яку погоду прогнозує поява перистих хмар?
• 4. Чи може купчасто-дощова хмара принести град, якщо біля поверхні землі температура становить +28°С, а верхня межа хмари сягнула 6 км висоти?
• 5. Де на Землі цілорічно спостерігається малохмарна погода?

Види хмар. Які бувають хмари?

Перший критерій, по якому поділяють хмари при відповіді на питання: Які бувають хмари? – це висота розташування. В залежності від висоти розташування бувають такі види хмар:

Хмари верхнього ярусу (Ci, Cs, Cc) – види хмар, що знаходяться на висоті більше 6000 метрів від поверхні землі. Спостерігати їх можна вже з відстані 100-200 км, з’являються зазвичай з тієї сторони, звідки йде циклон;

Хмари середнього ярусу (As, Ac) – види хмар, які бувають на висоті від 2000 до 6000 метрів. Від хмар попереднього виду відрізняються більшим розміром хмарних елементів, забарвленням сірого кольору і відкиданням тіні на поверхню землі – внаслідок більшої щільності вони слабо пропускають сонячне або місячне світло;

Хмари нижнього ярусу (Cu, Sc, St) – види хмар, розташовані на висоті менше 2000 метрів. Від хмар верхнього ярусу відстають часом на 400-500 км, від середнього ярусу – на 200-300. Відрізняються насиченим темним кольором, відкидає густу тінь внаслідок повної непрозорості. Пливуть низько у вигляді величезних гряд або суцільною пеленою. З хмар нижнього ярусу випадають опади.

Хмари вертикального розвитку (Ns, Cb). Нижня частина цього виду хмар (білого, сірого або темно-сірого кольору) може знаходитись нижче 2000 метрів, а вершина (завжди білого кольору) досягати рівня 6-8 тисяч метрів. За зовнішнім виглядом вони являють собою щільні хмарні масиви з плоскими підставами.

Відповідь на питання: “Які бувають хмари?” не вичерпується переліком видів хмар по висоті розташування. У свою чергу перераховані види хмар бувають різними за формою.