Nowy atlas chmur

Na „piąty ocean” składa się niemal 15 bilionów ton wody, które dzień w dzień wiszą nad naszymi głowami. Około 60% powierzchni Ziemi jest stale zasłonięta chmurami. Dzieli się je na dziesięć rodzajów, występują na trzech piętrach wysokościowych i są częścią złożonego, bezustannie zmieniającego się systemu.

Fascynujące jest to, że każda ma inny kształt oraz budowę, które często bardzo szybko się zmieniają. Łączy je jedno: geneza. Aby z wilgoci zawartej w powietrzu mógł powstać zalążek chmury, niezbędne są jądra kondensacji, na których zaczną tworzyć się kropelki. W tej roli mogą wystąpić m.in. pyłki roślinne, kryształki soli morskiej, maleńkie cząsteczki sadzy, a nawet bakterie.

Dokładny mechanizm narodzin chmur wciąż jednak pozostaje dla naukowców zagadką. W celu lepszego zbadania podniebnych gigantów Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) wystosowała apel do fotografów z całego świata, by przysyłali ich zdjęcia. Pozwoli to wzbogacić międzynarodowy atlas chmur.

Jego nowa edycja ma się ukazać najpóźniej w 2017 roku. Będzie służył pomocą m.in. marynarzom i pilotom w rozróżnianiu ponad stu kombinacji chmur pod względem ich znaczenia dla rozwoju pogody.

Meteo­rolodzy mają ponadto nadzieję, że dzięki fotografiom odkryją ich nowe gatunki i odmiany. "Świat Wiedzy" już teraz przedstawia najbardziej fascynujące podniebne formacje.

Siedzący na pokładzie helikoptera Jerry Ferguson oniemiał, gdy zobaczył olbrzymią wieżę z chmur spiętrzającą się nad Phoenix, miastem zbudowanym na pustyni w amerykańskiej Arizonie. To, co wyglądało jak olbrzymi grzyb atomowy, było w rzeczywistości ogromnym „wodospadem”.

Zjawisko to, określane przez meteorologów jako downburst, to silny prąd zstępującego powietrza, który pojawia się w strefie chmur burzowych. Kiedy zimne powietrze opada, zderza się z powierzchnią Ziemi i rozchodzi promieniście, osiągając prędkość do 160 km/h.

Ciągnie przy tym za sobą miliony litrów wody oraz grad, którego średnica może osiągać nawet kilka centymetrów. Takie chmurowe wieże mogą sięgać aż do stratosfery i wyzwalać energię porównywalną z wybuchem bomby atomowej.

Meteorolodzy rozróżniają dziesięć rodzajów chmur, ale pewna zagadkowa formacja, odkryta dekadę temu, uparcie wymykała się tej systematyce do tego stopnia, że specjalnie dla niej wprowadzono osobną odmianę – po raz pierwszy od 60 lat!

Tym, co odróżnia tzw. asperatusy (co w tłumaczeniu znaczy tyle co „wzburzone”) od innych chmur, jest ich nierówna i bardzo pofałdowana podstawa. Ta formacja bardzo rzadko pojawia się w Polsce, za to w USA jest obserwowana regularnie – zwłaszcza na obszarach Wielkich Równin na wschód od Gór Skalistych.

Są marzeniem szybowników – o ile da się utrzymać bezpieczny dystans od strefy zagrożenia. Chmury soczewkowate (altocumulus lenticularis) powstają, gdy silny prąd powietrza napotyka przeszkodę w postaci pasma górskiego.

Najpierw wzbija się po dowietrznej ich stronie, po czym opada po zawietrznej. Wykorzystując moc tego prądu szybowiec może wzbić się na wysokość powyżej 10 000 metrów! Przy dostatecznej wilgotności powietrza formują się chmury o charakterystycznym, soczewkowym kształcie.

Strefa, w której obserwuje się zafalowanie w przepływie powietrza, może obejmować dwudziestokrotność względnej wysokości pasma górskiego, dlatego stanowi zagrożenie również dla dużych samolotów pasażerskich.

Masa chmury zależy od trzech czynników: jej rozmiarów, wodności oraz temperatury powietrza. – Typowa chmura występująca przy ładnej pogodzie, mająca powierzchnię 100 na 100 metrów i grubość jednego kilometra waży od 5000 do 10 000 kilogramów – wyjaśnia meteorolog Eberhard Reimer.

W porównaniu z nasyconymi wodą chmurami burzowymi typu cumulonimbus mammatus jest przedstawicielką wagi lekkiej. "Chmura burzowa może ważyć ponad 1,5 mln ton, a w przypadku burz tropikalnych, nawet miliardy" - twierdzi meteorolog Björn Alexander.

Konsultacja naukowa: dr Marek Błaś, Zakład Klimatologii i Ochrony Atmosfery, Uniwersytet Wrocławski

Sprawdź, o czym jeszcze można przeczytać w nowym numerze "Świata Wiedzy 10/2016"