§ 33. Хмарність

Пригадайте! 1. За яких умов вода переходить з одного агрегатного стану в іншій? 2. Як змінюється температура повітря з висотою в тропосфері? 3. Чому не можливо побачити водяну пару неозброєним оком?

Нові терміни до скарбнички знань: хмара, хмарність, типи хмар: купчасті, шаруваті, перисті

Коротко про головне

Звідки беруться хмари. Вам уже відомо, що повітря в тропосфері завжди вологе. Нагріваючись від земної поверхні, воно підіймається вгору й поступово охолоджується. Чим повітря холодніше, тим менше водяної пари воно здатне втримати в собі. Тому на певній висоті над Землею відбувається конденсація водяної пари - перетворення її в найдрібніші краплинки води. Якщо діаметр краплинок менший за 0,02-0,05 мм, вони настільки легкі, що через опір повітря не падають на землю, а зависають. Так виникає хмарина (мал. 189). Для її утворення, крім водяної пари, необхідні частинки пилу або диму, яких у повітрі вдосталь. Навколо них і конденсується вода. Отже хмари можуть розповісти не лише про погоду, але й про екологічний стан. Малі розміри хмарних крапель дозволяють їм зберігатися в рідкому стані навіть при від’ємних температурах (до -40 °С). Так, при -10 °С хмари у половині випадків краплинні, й лише в 20 % - чисто льодові. Але коли повітря підіймається занадто високо, в хмарі стає все більше найдрібніших кристаликів льоду. Отже, хмара - це видиме неозброєним оком скупчення завислих на певній висоті у тропосфері найдрібніших краплин води або кристаликів льоду.

Мал. 189. Схема утворення хмар

Основні роди хмар. Здається, що жодна з хмар не схожа на іншу. Проте ще на початку XIX ст. учені виявили, що їх можна згрупувати за формою та висотою формування (мал. 190). Нині існує міжнародна класифікація хмар, за якою тропосферні хмари поділяють на 10 родів, які в свою чергу включають види, різновиди та спеціальні форми. Проте вирізняють чотири основні роди хмар: купчасті (мал. 191), купчасто-дощові (мал. 192), шаруваті (мал. 193) та перисті (мал. 194).

Мал. 190. Класифікація хмар за висотою формування (низькі, середні, високі) та формою.

Завдання. Розгляньте малюнок й назвіть, які роди хмар: а) належать до кожної групи за висотою формування; б) мають дуже великий вертикальний розвиток; в) складаються переважно з рідкої води, а які з кристаликів криги.

Хмарність. У середньому над нашою планетою трохи більше половини неба затягнуто хмарами. Хмарність - ступінь покриття неба хмарами. Її визначають у балах без спеціальних приладів (тобто на око) на відкритій місцевості. Повна відсутність хмар - 0 балів (ясно). Небо суцільно затягнуте хмарами - 10 балів (похмуро, або суцільна хмарність). Проміжні значення хмарності визначають приблизно: кожний бал дорівнює 1/10 площі видимого неба (мал. 195). Така шкала хмарності прийнята метеорологами ще з середини XIX ст.

Мал. 191. Купчасті хмари

Нагадують великі густі купи вати, розкидані по небу. Мають чіткі обриси, плоску сірувату або синювату основу та білі куполоподібні вершини. Формуються переважно влітку на висоті 0,5-3 км над землею. Можуть розтягуватися вгору ще на 2-3 км й мають вигляд дивовижних палаців. Ніколи не змикаються впритул. Наявність таких хмар свідчить про погоду без опадів. Проте, в наших широтах з них інколи можуть випадати окремі дрібні краплини «сліпого дощу».

Мал. 192. Купчасто-дощові хмари

Купчасто-дощові хмари виникають за певних умов з купчастих. Їхня біла вершина стає плоскою й дещо розмазується. Основа стає синювато-темною й нерівною й починаються опади. Основа розташовується на висоті 200-400 м, а вершини сягають 8-10 (інколи 14-23) км. Поява таких хмар небезпечна для польотів літаків, оскільки віщує бурхливі, хоч і короткочасні зливи з грозами, град. Взимку - потужні снігопади з мокрого снігу та снігової крупи.

Мал. 193. Шаруваті хмари

Найчастіше рівномірною сірою пеленою затягують усе небо восени та навесні. Подібні до туману, що піднявся над землею. Найнижчі з хмар: їхня основа - на висоті від 100 до 700 м. Зазвичай утворюються при зустрічі теплого й холодного повітря, коли тепле повільно піднімається вгору й охолоджується. Поява на небі передбачає мряку (мжичку) - густий дрібний дощ або сніжок, коли краплини або сніжинки немов перебувають у завислому стані. Це погіршує видимість на дорогах, що небезпечно для руху транспорту.

Мал. 194. Перисті (пір'ясті) хмари

Своєю формою нагадують пір'я птахів, білі нитки, промені або ажурне мереживо. У помірних широтах формуються на висоті 6-10 км, тому повністю складаються з дрібних (0,01-1 мм довжиною) льодових кристаликів. Ніколи не вкривають усе небо. Опади з таких хмар не випадають. Поява їх на небі - до зміни погоди. Якщо вони з’являються у західній частині горизонту в помірних широтах, це віщує наближення опадів, а їхнє рівномірне розміщення, навпаки, передбачає стійку погоду.

Вплив хмарності на температуру повітря. Найбільше хмар спостерігається в місцях із зниженим атмосферним тиском, де повітря піднімається вгору й охолоджується. Хмари істотно впливають на температуру. Вони як напівпрозорий екран розсіюють та відбивають значну частину сонячних променів. Водночас хмари затримують тепло, що йде від Землі, не даючи йому розсіюватися. Так взимку й уночі хмарність перешкоджає зниженню температури земної поверхні, а влітку й удень - послабляє нагрівання земної поверхні сонячними променями. Отже, саме хмари допомагають нашій планеті згладжувати добові та сезонні коливання температури.

Мал. 195. Позначки різного ступеня хмарності

«Вірю - не вірю»: перевіряємо інформацію

• Хмари є не лише на Землі. Вони були зафіксовані також на Марсі та Венері, супутнику Сатурна Титані та супутнику Нептуна Тритоні. Однак там хмари мають зовсім іншу природу. На Венері хмари складаються з парів сульфатної кислоти, але сірчанокислотні дощі з них не долітають до поверхні, випаровуючись ще в польоті через жахливу спеку в +464 °С. Марсіанські хмари добре помітні на екваторі червоної планети майже протягом усього року. Щоправда, водяної пари в них дуже мало (близько 0,001 %), це в основному вуглекислий газ. На Титані при температурі -180 °С хмари складені з горючого газу метану. Вони є джерелом метанових гроз і дощів. На полюсах планети Сатурн супутникам вдалося сфотографувати дивні хмари правильної шестикутної форми. Що це таке - поки ніхто не знає.

Метанові дощі на Титані

Проєкт для краєзнавця • працюємо в групах

«Чорна хмара з-за Лиману

Небо, сонце криє,

Синє море звірюкою

То стогне, то виє....»

Так про хмари у своєму вірші писав Тарас Шевченко. А як змінюються види хмар у вашому місті (селі)? Протягом тижня проведіть спостереження за зміною хмар. Які види хмар ви спостерігали частіше, а які - рідше? Спробуйте сфотографувати або замалювати оригінальні форми хмар. За результатами спостережень складіть цікаву розповідь про зафіксовані форми хмар.

ОЦІНЮЄМО СВОЇ ДОСЯГНЕННЯ • усього 12 балів

1 бал • 1. Що називають хмарою? 2. Поясніть своїми словами, як утворюються хмари та з чого вони складаються. 2 бали • 3. Які хмари були на небі в той день, про який писав Михайло Коцюбинський у своєму творі: «Сірий осінній ранок куривсь дрібною мжичкою». Поясніть, чому ви так вважаєте. 4. У чому відмінність між поняттями «хмара» та «хмарність». 3 бали • 5. Які два роди хмар помітні на зображенні? За якими ознаками ви їх розпізнали? Складіть прогноз, чи варто брати з собою парасольку для прогулянки, якщо такий вигляд має небо? 6. Оцініть значення хмар для існування життя на Землі?

Зміст