Крок до ВНЗ. Географія. Довідник

Класифікація та короткий опис основних форм і видів хмар

Хмари утворюються або внаслідок збільшення загального вмісту вологи в атмосферному повітрі, або в результаті зниження температури повітря, при цьому в реальних умовах ці обидва чинники діють, як правило, одночасно. Основними макрометеорологічними процесами, які визначають хмароутворення, є також висхідні рухи повітря й перерозподіл тепла в горизонтальному напрямку (адвекція). Залежно від горизонтальних розмірів областей, охоплених вертикальними рухами, адвекцією та іншими хмароутворюючими процесами, виникають різноманітні за зовнішнім виглядом і внутрішньою будовою хмари.

Усі хмари, залежно від висоти розміщення їх нижньої межі (Н), поділяються на чотири родини:

родина А — хмари верхнього ярусу, Н > 6 км;

родина Б — хмари середнього ярусу, 2 км ≤ Н ≤ 6 км;

родина В — хмари нижнього ярусу, Н < 2 км;

родина Г — хмари вертикального розвитку, висота основи яких менша за 2 км, але їх вершина може знаходитись на будь-якій висоті в межах тропосфери (до 17 км).

Морфологічна класифікація хмар

Фотографії форм, видів і різновидів хмар, що найчастіше спостерігаються, та їх опис зібрані в «Міжнародному атласі хмар». Перша класифікація хмар розроблена англійським вченим Гавардом у 1803 р., а перше видавництво «Міжнародного атласу хмар» здійснене в 1896 р. У середині 30-х років XX ст. перероблена й істотно уточнена морфологічна класифікація хмар була представлена в новому «Міжнародному атласі хмар», яка в цілому збережена і по сьогоднішній день. Назви хмар за міжнародною класифікацією — латинські.

Перш ніж перейти до короткого опису основних форм хмар, слід зосередитись на особливих хмарах, що утворюються за межами тропосферного шару, — так званих перламутрових і сріблястих.

Перламутрові хмари знаходяться в стратосфері на висотах 22-27 км. За формою вони нагадують перисті хмари і ніби світяться на темному фоні неба, відбиваючи сонячне світло. Припускають, що ці хмари складаються з переохолоджених сферичних крапель води. Спостерігаються вони рідко й лише в певних районах Землі, особливо в Північній Європі та на Алясці взимку, коли Сонце знаходиться в кількох градусах під горизонтом.

Сріблясті хмари спостерігаються у верхній частині мезосфери на висотах 82-85 км у північній частині горизонту в літню пору року, коли тут найнижчі температури. Це дуже тонкі хмари. Вони настільки прозорі, що крізь них добре видно зірки. У наш час дослідники вважають, що походження сріблястих хмар аналогічне походженню перистих.

Перисті хмари (Cirrus, Сі) — хмари верхнього ярусу, які розміщуються на висотах у середньому від 6 до 8 км. У тропічних районах висота їх основи вища, ніж у полярних. Ці хмари розміщуються на небі у вигляді тонких білих ниток або білих клаптів і витягнутих пасом, які нагадують пір’я. Вони мають волокнисту структуру і шовковистий блиск. Перисті хмари складаються з льодових кристалів, мають значну вертикальну протяжність (близько сотні метрів). Різка зміна швидкості вітру з висотою в цих шарах повітря й відмінності в розмірах кристалів призводять до того, що нитки перистих хмар перекошені й скривлені. Перисті хмари зазвичай добре виражених явищ гало не дають.

Перисто-купчасті хмари (Cirrocumulus, Сс). Як і попередні, перисто-купчасті хмари складаються переважно з льодових кристалів, але інколи містять переохолоджені краплі. Вони розміщені на тих же висотах, що й перисті хмари, і мають вигляд більш-менш впорядкованих зрощених або розміщених окремо зерен, пластівців, брижів, шари або пасма яких здаються тонкими білими без тіней хмарами. Ці хмари іноді дають гало, однак можуть спостерігатись і вінця. Із перисто-купчастих хмар зрідка випадають опади у вигляді смуг падіння.

Перисто-шаруваті хмари (Cirrostratus, Cs) мають вигляд напівпрозорої білуватої пелени, яка може зайняти весь небосхил і часто давати гало. Крізь перисто-шаруваті хмари чітко видно диски Сонця й Місяця. Ці хмари складаються з кристалів льоду і спостерігаються на тих же висотах, що й перисті хмари.

Високо-купчасті хмари (Altocumulus, Ac) належать до хмар середнього ярусу і їх нижня межа розміщена в середньому на висотах 2-6 км. Це білі або сірі хмари у вигляді шарів або пасом, які складаються з пластинок, округлих мас, валів, пластівців. Елементи хмар Ас зазвичай мають різкі обриси, але частково можуть бути розмитими або зливатися між собою. Більша частина хмарних елементів розташовується в шарах і пасмах правильними рядами, хвилями або в шаховому порядку, рідше без порядку. Високо-купчасті хмари, як правило, складаються з крапель води (при від’ємних температурах — переохолоджених, але в них можуть з’являтись і кристали льоду). Зазвичай дають явища вінців (світлих ореолів, безпосередньо прилеглих до диска світила, з чергуванням спектральних кольорів).

Високо-шаруваті хмари (Altostratus, As) теж належать до хмар середнього ярусу й знаходяться приблизно на тих же висотах, що й високо-купчасті хмари. Це сіруватий або синюватий світлий шар хмар волокнистої або туманоподібної однорідної структури, який покриває небо частково або повністю і має ділянки з такою проникливістю прямого сонячного світла, що крізь хмару можна визначити положення Сонця у вигляді розмитої, як крізь матове скло, світної плями. Високо-шаруваті хмари можуть мати товщу до кількох кілометрів і простягатись по горизонталі на тисячі кілометрів. Вони складаються з суміші переохолоджених крапель і кристалів льоду і дають опади.

Шарувато-купчасті хмари (Stratocumulus, Sc). За міжнародною класифікацією, шарувато-купчасті хмари належать до нижнього ярусу. їхня нижня межа розміщена на висотах нижче 2 км, а вертикальна потужність не перевищує 1000 м. Вони мають вигляд сірих і білих шарів, пасом, майже завжди з більш темними частинами, що складаються з великих округлих або валоподібних елементів, які іноді зливаються, або розділених. Більша частина цих елементів розміщена в шарах або пасмах впорядковано. Шарувато-купчасті хмари схожі з високо-купчастими, але щільніші від них і темніші. Шарувато-купчасті хмари складаються з крапель води, які при від’ємних температурах знаходяться в переохолодженому стані. Як і високо-купчасті хмари, шарувато-купчасті мають багато різновидів.

Шарувато-дощові хмари (Nimbostratus, Ns) — це сірий хмарний покрив, часто темно-сірого з синявою похмурого вигляду, який здається розмитим внаслідок випадаючого з нього облогового дощу або снігу. Потужність шарувато-дощових хмар зазвичай сягає кількох кілометрів, а горизонтальна протяжність — тисячі кілометрів. Під покривом шарувато-дощових хмар часто спостерігаються низькі розірвані у вигляді клаптів хмари (розірвано-дощові). Шарувато-дощові хмари складаються з крапель води (при від’ємних температурах — переохолоджених) у суміші зі сніжинками. Видів і різновидів Ns не мають.

Купчасті хмари (Cumulus, Cu). Купчасті хмари належать до родини хмар вертикального розвитку. Це окремі щільні з різкими обрисами хмари, які розвиваються у вертикальному напрямку у формі пагорбів, куполів і веж з опуклостями, через що вони у верхніх своїх частинах часто мають вигляд качанів цвітної капусти. Частини купчастих хмар, які освітлюються Сонцем, бувають яскраво-білими, а їх основи — порівняно темними та майже горизонтальними. Розвиток купчастих хмар починається з невеликих уривків, потім вони переходять у купчасті плоскі, середні й потужні. Основи купчастих хмар майже завжди розміщені нижче 2000 м, а їх вертикальна потужність (протяжність) варіює в широких межах залежно від стадії розвитку. Так, купчасті плоскі хмари мають потужність близько кількох сотень метрів, а потужні купчасті хмари — до 5 км.

Купчасті хмари

Перисті хмари

Купчасто-дощові хмари (Cumulonimbus, Cb) — це щільні й дуже потужні хмари з родини хмар вертикального розвитку. Основи купчасто-дощових хмар лежать нижче 2000 м, а вершини можуть простягатись до висот понад 10-12 км. Купчасто-дощові хмари (ще їх називають зливовими, або грозовими, хмарами) — це високі хмарні маси, які швидко ростуть, у формі гір і веж. їх верхня частина позбавлена куполоподібної будови, вона волокниста й смугаста і майже завжди приплющена, часто має форму кувалди або вертикального снопа. Під дуже потужною основою цих хмар нерідко спостерігаються розірвані хмари і випадають зливові опади з грозами, шквалами, іноді випадає град.

Окрім форми, виду й різновиду хмар, висоти їх розміщення, товщини (потужності), інакше кажучи, їх зовнішніх видимих характеристик, хмари оцінюються також за ступенем покриття ними небосхилу. Хмарність — це сукупність хмар, що спостерігається на небосхилі в місці спостереження, або які розміщені на великій території. Хмарність оцінюється в десятих частках покриття неба хмарами й виражається в балах.