Pilved on veeauru kondenseerumise tagajärg. Nad mängivad olulist rolli niiskuse ümberjaotamise protsessis Maal.
Pilve koostis
Sõltuvalt kompositsioonist jagatakse 3 rühma:
- Vesi - koosneb täielikult veetilkadest (üle -10 ℃). Alam-nulli temperatuuril on tilgad ülejahutatud.
- Jää või kristalliline - koosneb täielikult jääkristallidest (alla -15 ℃).
- Segatud - segu jääkristallidest ja tilka veest (-10 kuni -15 ℃).
Tilku vett ja kristalle nimetatakse pilveelementideks. Tilkade suurus varieerub märkimisväärselt. Nende määramiseks kasutatakse mikrofotograafia meetodit (suure suurendusega fotode loomine).
Kui pilv alles hakkab tekkima, varieerub selles olevate tilkade läbimõõt vahemikus 5-50 mikronit (1 mikron = 0,001 mm). Pilve arengujärgus muutuvad tilgad suuremaks - läbimõõduga 50 kuni 200 mikronit. Nad hakkavad vähehaaval vähenema, meteoroloogias räägivad nad aga vihmast - tibust. Tulevikus saab tilgad muuta vihmatilkadeks läbimõõduga 500 kuni 5000 mikronit.
Huvitav fakt: pilved tunduvad kerged ja “õhulised”, kuid tegelikult on suure pilve mass umbes 1 tonn.
Kristallid on erineva kuju ja suurusega, sõltuvalt õhuniiskusest ja õhutemperatuurist. Enamikku nimetatakse täielikuks ja meenutavad kujuga kuusnurkset prismat. Kui sellise kristalli kõrgus on alusega võrreldes väike, on see plaat. Kristallide vastasküljed on jääkolonnid. Samuti leitakse keeruka kujuga nõelakujulisi elemente.
Seega on veepiisad väikesed, kuid nende tihedus pilve koostises on mitusada 1 cm³. Kristallid, vastupidi, on suuremad, kuid need on vähem tihedad - kuni 100 10 cm³-s.
Teine oluline omadus on veesisaldus - see on vee kogus, mis sisaldub 1 m³ pilves. Keskmine veesisaldus:
- pilved väikeste tilkadega - kuni 1 g / m³;
- kumulatsioon - 2 g / m³;
- cumulonimbus - 4-5 g / m³;
- kristalne - kuni 0,02 g / m³;
- segatud - 0,2-0,3 g / m³.
Kuidas tekivad pilved?
Pilvede teke on keeruline protsess, mille kõik etapid on omavahel tihedalt seotud. Pilved võivad moodustuda igal laiuskraadil.
Pilvede teke
Pilv tekib veeauru ülemineku tõttu vedelasse või tahkesse olekusse - kondenseerumiseks. See ilmneb kahel põhjusel: temperatuuri langus ja absoluutse niiskuse suurenemine. Enamasti esinevad mõlemad tegurid korraga.
Temperatuuri langust seletatakse õhumasside tõusuga, aga ka nende horisontaalse liikumisega (advektsioon). Seega on soe õhk maa külma pinna kohal. Õhumassid tõusevad mitmel põhjusel:
- konvektsioon;
- topograafia;
- tsüklonid;
- atmosfääri rinnete moodustumine.
Kui maapinda päikesevalguse käes intensiivselt kuumutatakse, kandub soojus õhku. Tekib konvektsioon - kuumutatud õhk tõuseb kiiresti ja hakkab kõrguses jahtuma. See sisaldab veeauru. On olemas kastepunkti mõiste - see on temperatuur, mille juures veeaur jõuab küllastuspunkti ja hakkab kondenseeruma.
Auru kastepiiskadeks muutmise protsessi alguse kõrgus on moodustuva pilve alumine piir või kondenseerumise tase. Samal ajal jätkub soojendatud õhk maa pinnalt. See ületab alumise piiri ja kõrgemal tasemel toimub kondensatsioon. Nii muutub pilv kõrgemaks. Selle ülemist piiri väljendatakse tavaliselt valesti, seda nimetatakse vaba konvektsiooni tasemega.
Huvitav fakt: mõnikord ilmnevad õhuvooluteel tõusud. Nende ületamise ajal tõusevad õhumassid üles.Sellised pilved on orograafilise päritoluga. Nende kõrguse määrab takistuse kõrgus.
Tsüklon on õhumass atmosfääri keerise kujul. Õhumassid pöörlevad tsükloni vertikaaltelje keskpunkti poole. Seetõttu ilmnevad rõhulangud - õhuvoolud tõusevad intensiivselt üles. Need võivad jõuda troposfääri ülemiste piirideni ja moodustada hulgaliselt kihilisi, vihma-, kummipilvi ja nende sorte. Sellised pilved toovad alati sademeid.
Atmosfääri rinnete mõju pilvedele
Atmosfääri frond moodustub sooja ja külma õhu masside lähenemise tulemusel. Sel juhul võib pilvi ilmuda nii sooja kui külma esikülje kohal. Üle sooja pilve moodustub intensiivsemalt.
Õhumasside kokkupõrke ajal liiguvad soojad ojad ülespoole - mööda külmavoolu õrnat taandumisjoont või mööda esipinda. Kui õhk liigub peaaegu horisontaalselt (kerge ülespoole kõrvalekaldega), moodustuvad tõusva libisemise pilved. Sellised pilved on märkimisväärsed oma väikese kõrguse ja märkimisväärse pikkuse poolest horisontaalsuunas - kuni sadade kilomeetriteni.
Külma atmosfääri esiosa kohal moodustuvad kumulatiivsed pilved. Kui soojad õhumassid libisevad üles, liigub külm kohe nende alla.
Kuidas pilved liiguvad üle taeva?
Pilved on õhust kergemad. Need asuvad erineva kõrgusega. Pilved liiguvad üle taeva õhumasside liikumise tõttu, tuul voolab.
Huvitav fakt: Pilvede liikumine vastassuundades on hämmastav, kuid arusaadav nähtus. See on tingitud asjaolust, et pilved ei ole pidevad ja liiguvad koos õhuvooludega. Samal ajal muutuvad tuule suund ja kiirus koos kõrgusega.
Kust pilvi leitakse?
Igal pilvede rühmal on konkreetne asukohatsoon, mis sõltub aastaajast. Nii hõivavad kevadel ja suvel (parasvöötme laiuskraadidel) troposfääri alumise osa (atmosfääri alumine kiht, mille ülemine piir asub 6-20 km kõrgusel) veepilved. Segapilved hõivavad troposfääri keskmise kihi, kristallipilved aga ülemise. Sügis-talve algusega võib madalamas troposfääris tekkida jääpilvi.
Samuti on pilvede klassifikatsioon, mille järgi nad jagunevad perekondadesse ja perekondadesse. Igal perel on oma tasand:
- Vertikaalse arengu (konvektsiooni) pilved.
- Madalam tasand on kuni 2 km.
- Keskmine aste on 2–6 km.
- Ülemine tasand on 6–13 km.
Pilvede tüübid
On 10 peamist pilveperekonda või -tüüpi, mis erinevad välimuse, kuju ja muude parameetrite poolest.
Cumulus pilved
Erinevus tiheduses, erkvalge varjund. Arendatud vertikaalsuunas. Ülemine osa on ümara kujuga. Need moodustuvad reeglina neutraalsete või külmade õhumassidena. Paksus - 1-2 või 3-5 km.
Kihilised pilved
Konstruktsioon tuletab homogeensuse tõttu meelde udu, kuid selle kõrgus on 100-400 m. Kõige sagedamini pingutavad need täielikult taevast, mõnikord on näha pisaraid. Keskmine paksus on kümneid, sadu meetreid.
Stratocumulus pilved
Need erinevad halli varjundi poolest ja koosnevad peamiselt veest. Neid võib esitada pideva massina või päikesekiirtega eraldatud lainetena. Paksus - 200-800 m.
Altostratus
Väliselt sarnanevad halli looriga, mõnikord sinaka varjundiga. Võib olla homogeenne või kergelt väljendatud struktuuriga. Kompositsioonis domineerivad kristallid, jahutatud tilgad.
Altocumulus pilved
Iseloomulik sooja aastaaja jaoks. Võib olla valge, halli, sinise varjundiga. Need on plaatide, rebenenud helvestena, mille vahel päikesekiired läbi paistavad. Kõrguselt ulatuvad nad mitusada meetrit. Mõnikord muutuvad need võimsaks kumuluseks.
Spindrift pilved
Arvukalt tsirkulelemente (niidid, viilud, harjad), piklikud.Neil on kiuline struktuur ja võimalik siidja läike olemasolu. Need asuvad kõrgel kõrgusel ja koosnevad kristallidest.
Domineerivad suured kristallid, mis kukuvad märgatavalt alla. Seetõttu iseloomustab tsirupilvi hõõgniitide oluline vertikaalne ulatus ja ebaühtlane suund.
Tsirkulatsioonipilved
Neil on sfääriline piklik kuju, neid leidub 6 km kõrgusel. Iseloomulik tunnus on varjude puudumine. Servi on võimalik värvida ka vikerkaare kujul. Moodustatud kristallidest.
Cirrostratus pilved
Esitatakse homogeense struktuuriga valge tooni kujul. Hästi poolläbipaistev päikese ja kuuvalguse käes. Võib olla udune või kiuline.
Huvitav fakt: Tsirroosipilvede osalusel toimub sageli nähtus, mida nimetatakse halo või halo. See on optilise olemusega atmosfääriline nähtus, mis on valgusallika ümber kuma. See tuleneb asjaolust, et pilvi läbivad valguskiired murduvad kristallide poolt. Halo võtab sagedamini ringi, poolringi, valgussamba jne.
Vihmapilved
Tahke kiht tumehalli. Paksus ulatub mitme kilomeetrini. Sademete perioodil tundub see ühtlane. Vaheaegadel muutuvad nad heterogeenseteks.
Cumulonimbus pilved
Neid eristab tihedus, vertikaalne areng, tugev vihmasadu koos äikesega, rahe. Moodustatud suurtest kumulatsioonipilvedest. Neid saab koguda pikkade ridadena - ridadena.
Kuidas eristada taevast pilviku, Altocumuluse ja Cirrocumuluse pilvi?
Kummipilvel on väljendunud kuju, suur. Selle paksus vastab tavaliselt laiusele või ületab seda. Altocumulus pilved on väikesed ja hajutatud üle taeva (ilmnevad enamasti kevadel ja suvel). Tsirkulatsioonipilved on õhukesed, meenutades arvukate painutuste tõttu lainet või pulbitsemist.
Harvaesinevad pilved
Kui levinud on kuld-, tsirkus- ja muud pilved, siis võib taevas allpool kirjeldatud sortide nägemist tavaks pidada.
Hommikune Gloria
Madalad atmosfäärilained, mida täheldatakse kõige sagedamini Austraalia põhjaosas (Carpentaria laht). Eksperdid ei suuda endiselt kindlaks teha selliste pilvede tekkimise täpset põhjust. Need sirutuvad sadade kilomeetrite pikkuseks ja asuvad 100-200 m kõrgusel.
Tormi krae
Teine nimi on üldpilv. See on ka teatud sordi kumulonimbuspilvede üldnimetus, mis meenutab kuju pikka võlli. Sageli moodustub atmosfääri rindepiiril 100–2000 m kõrgusel äikesekrae, mis toob maapinna lähedale lörtsi, hoovihma, äikest ja rõhulangusi. Hommikune gloria peetakse kõige ägedamaks kraeks.
Langemise efekt
Kui Altocumuluse või Cirrocumuluse pilvede pidevas kihis ilmub tühimik, on see Fallstreaki efekt. Jääkristallide langemise tagajärjel tekivad suured augud. Need moodustuvad lendava lennuki ülemistes astmetes või isegi heitgaasides.
Mitmetel tingimustel (õhutemperatuur, õhuniiskus, ülejahutatud veetilgad) imavad kristallid sügisel vett ja suurendavad nende suurust. Pilve vesi aurustub ja moodustub tühimik.
Lentikulaarsed pilved
Lentikulaarsed (läätsed) pilved ei liigu üle taeva sõltumata tuule tugevusest. Need tekivad kahe õhukihi vahel või õhulainete harjal. Stabiilsus on tingitud asjaolust, et kondensatsiooni- ja aurustumisprotsessid toimuvad lainevooludes pidevalt. Asub sageli mäeahelike lähedal kõrgusel 2-15 km.
Calvin Helmholtzi pilved
Need meenutavad merelaineid ja moodustavad siis, kui kaks õhukihti liiguvad erineva kiirusega. Sel juhul liigub ülemine kiht kiiremini, alumine - aeglasemalt.Sagedasem tugeva tuule ja muutuva õhutiheduse korral.
Seenepilv
Seenekujuline pilv moodustub mitte ainult tuuma- või tuumaplahvatuste tagajärjel. See võib hiljem moodustuda tavalise plahvatuse tingimusel, et puuduvad erinevad häired (näiteks tuul). Siia alla kuuluvad ka meteoriidi langusest, vulkaanipurskest põhjustatud plahvatused.
Hõbedased pilved
Sellel haruldasel nähtusel on mitu nime. Nende hulgas on öösel hõõguvaid pilvi. Fakt on see, et neid saab pidada ainult sügava hämaruse tingimustes või päikesevarjutuse ajal. Need pilved asuvad üsna kõrgel - keskmiselt 82 km kõrgusel. Nende uuring viidi läbi mitte ainult Maalt, vaid ka raketisondide abil.
Huvitav fakt: suure panuse hõbepilvede uurimisse andis vene astronoom - Vitold Cerasky. On tõestatud, et see nähtus on omane mitte ainult Maale, vaid ka teistele planeetidele, näiteks Marsile. 2007. aastal käivitati NASA AIM satelliit, mille ülesannete hulka kuulub hõbepilvede uurimine.
Pilved meduusid
Pilved said selle nime tänu kuju sarnasusele meduusidega. Need moodustuvad kohtades, kus põrkub kokku niiske (Pärsia voolu poolt) ja kuiv (atmosfääriline) õhk. Alumine osa, mis meenutab kombitsaid, on moodustatud kukkudes, kuid aurustudes kohe.
Pilves ilm
Iseloomuliku marsupiaalse struktuuriga pilved. Iga lahtri suurus on umbes 500 meetrit. Neid peetakse väga haruldasteks (neid leidub paar korda 10 aasta jooksul) ja need moodustuvad seoses troopiliste tsüklonitega.
Pärlmutterpilved
Moodustatud umbes 20–30 km kõrgusel. Väga haruldased, kuid neid ei saa eripärase värvi tõttu segi ajada teist tüüpi pilvedega. Need moodustuvad talve-kevadisel perioodil ja on nähtavad ainult enne päikesetõusu või pärast päikeseloojangut.
Miks on pilved valged?
Pilved on valged, kuna neis on palju pilveelemente - tilkasid ja kristalle. Need peegeldavad päikesekiiri. Mida väiksem on nende elementide suurus, seda valgemaks pilv paistab.
Mis vahe on pilvel ja pilvel?
Terminoloogias puudub mõiste "pilv". See on sama pilv, kuid suurem ja tumedama värvusega. Erinevalt valgest pilvest sisaldab pilv veetilkade suure tiheduse tõttu suures koguses niiskust ja toob kaasa sademeid.
Miks on pilved valged ja pilved hallid?
Pilved omandavad maapinnalt vaadates halli ja isegi musta värvi, sest neid iseloomustab suur tihedus. Nad heidavad üksteisele varju ja edastavad nõrgalt ka päikesevalgust.
Huvitav fakt: kui lendate otse halli pilve kohal, näeb see välja valge - päikesekiired langevad ülalt.
Mis on lennukist tekkiv kondensatsioonitee?
Kondensatsioonitee on inimese loodud või tehispilv. See ilmneb õhusõiduki mootorite eralduvate heitgaaside atmosfääri niiskuse kondenseerumisel veeauruga. Aja jooksul jäljed kaovad - selle komponendid aurustuvad.
Kuidas ilmateadet pilvedest kindlaks teha?
Pilved ei anna lähimate ilmastikutingimuste kohta täielikku teavet, kuid mõned neist võivad siiski ennustada teatud meteoroloogilisi nähtusi:
- Cumulus - reeglina hea ilm ilma sademeteta.
- Cumulonimbus (tihedam) - asub madalal maapinnast, võib vihma sadada.
- Cirrus - laskudes järk-järgult maapinnale madalamale, võib järgneva 12 tunni jooksul näidata sademeid.
- Kihiline - toob väikese paksuse tõttu sademeid harva.
Tihedad pilved põhjustavad sademete esinemist. Sel juhul näitab must tugevate tuulte puudumist, pruunikas tähendab tugeva tuule võimalust ja hall võib tähendada pikaajalist vihma.
Ladestumisprotsessid
Sademed tekivad peamiselt troposfääris, kuna seal on kõige rohkem veeauru.Kondensatsioonitoodete kogunemise tagajärjel moodustub maapinna lähedal udu.
Sademeid moodustub ainult nendes pilvedes, mis koosnevad suurtest pilveosakestest (0,1–7 mm). Need muutuvad raskeks, neid ei saa pilves hoida ja sademetena kukuvad välja. Sademed sadenevad pilvedest või ladestuvad õhust pinnale.
Sademed:
- kate - monotoonne, pikk;
- tibutav - mitteintensiivne, monotoonne;
- torm - mida iseloomustavad teravad kõikumised.
Sademed pinnal:
- kaste;
- härmatis;
- jää (mis moodustub mis tahes pinnale sademeosakeste külmumise tõttu);
- sile (moodustub ainult maapinnal).
Klassifitseerimata sademed:
- jäänõelad;
- Solatsioon (harv juhus suurte veemullide kujul, mis tekivad äikese ajal).
Pilvega kokkupuute meetodid
Kaasaegne teadus on avastanud mõned võimalused pilvede mõjutamiseks. Eelkõige on ülejahutatud pilvede hajumine, udu, rahe kandvad pilved. Sellisel juhul muudetakse pilvede mikrostruktuuri ja nende faasi olekut kunstlikult.
Näiteks jahutatakse ülejahutatud pilve hajutamiseks sellesse lennukist külmutusagensi reagente või jää moodustavate ainete joodiosakesi. Need ained aitavad kaasa suure hulga kristallide moodustumisele - veepiiskade tihedus väheneb ja pilv hajub. Udu mõjutamiseks kasutatakse sarnaseid maapealseid paigaldisi.
Kunstlikud sademed on võimalikud ka näiteks metsatulekahjude ajal. Selleks viiakse lennukisse kasutades pilve reagendid - hõbejodiid või spetsiaalsed pürotehnilised kompositsioonid.