Kumuluswolken - tagsüber dichte, hellweiße Wolken mit deutlicher Höhenentwicklung. Verbunden mit der Entwicklung der Konvektion in der unteren und teilweise mittleren Troposphäre.

Kumuluswolken treten am häufigsten in kalten Luftmassen im hinteren Teil eines Zyklons auf, werden jedoch häufig in warmen Luftmassen in Zyklonen und Antizyklonen (mit Ausnahme des zentralen Teils der letzteren) beobachtet.

In gemäßigten und hohen Breiten werden sie hauptsächlich in beobachtet warme Zeit Jahr (zweite Frühlingshälfte, Sommer und erste Herbsthälfte) und in den Tropen das ganze Jahr über. In der Regel erscheinen sie mitten am Tag und werden am Abend zerstört (obwohl sie nachts über dem Meer beobachtet werden können).

Arten von Cumuluswolken:

Cumuluswolken sind dicht und vertikal gut entwickelt. Sie haben weiße gewölbte oder Cumulus-Spitzen mit einer flachen Basis, die gräulich oder bläulich ist. Die Umrisse sind scharf, aber mit einem starken böiger Wind die Kanten können eingerissen werden.

Cumulus-Wolken befinden sich am Himmel in Form von einzelnen seltenen oder signifikanten Wolkenansammlungen, die fast den gesamten Himmel bedecken. Einzelne Kumuluswolken sind normalerweise zufällig verstreut, können aber Grate und Ketten bilden. Gleichzeitig befinden sich ihre Basen auf der gleichen Ebene.

Die Höhe der unteren Grenze der Kumuluswolken hängt stark von der Feuchtigkeit der Oberflächenluft ab und beträgt meistens 800 bis 1500 m, und in trockenen Luftmassen (insbesondere in den Steppen und Wüsten) kann sie manchmal 2-3 km betragen sogar 4-4,5 km.

Gründe für die Bildung von Wolken. Kondensationsgrad (Taupunkt)

Atmosphärische Luft enthält immer eine gewisse Menge Wasserdampf, der durch die Verdunstung von Wasser von der Land- und Meeresoberfläche entsteht. Die Verdunstungsrate hängt hauptsächlich von Temperatur und Wind ab. Je höher die Temperatur und je größer die Dampfleistung, desto stärker die Verdunstung.

Luft kann bis zu einer gewissen Grenze Wasserdampf aufnehmen, bis es wird Reich. Wenn gesättigte Luft erhitzt wird, erhält sie wieder die Fähigkeit, Wasserdampf aufzunehmen, dh sie wird wieder ungesättigt. Wenn ungesättigte Luft abkühlt, nähert sie sich der Sättigung. Die Fähigkeit der Luft, mehr oder weniger Wasserdampf aufzunehmen, hängt also von der Temperatur ab.

Die Menge an Wasserdampf, die in der Luft enthalten ist dieser Moment(in g pro 1 m3), genannt absolute Feuchtigkeit.

Das Verhältnis der Menge an Wasserdampf, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Luft vorhanden ist, zu der Menge, die sie bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen kann, wird als bezeichnet relative Luftfeuchtigkeit und wird in Prozent gemessen.

Der Moment des Übergangs der Luft von einem ungesättigten Zustand in einen gesättigten Zustand wird als bezeichnet Taupunkt(Kondensationsgrad). Je niedriger die Lufttemperatur, desto weniger Wasserdampf kann sie enthalten und desto höher ist die relative Luftfeuchtigkeit. Das bedeutet, dass bei kälterer Luft der Taupunkt schneller erreicht wird.

Beim Einsetzen des Taupunktes, d. h. wenn die Luft vollständig mit Wasserdampf gesättigt ist, wenn sich die relative Luftfeuchtigkeit 100 % nähert, Kondensation von Wasserdampf- der Übergang von Wasser vom gasförmigen in den flüssigen Zustand.

Wenn Wasserdampf in der Atmosphäre in einer Höhe von mehreren zehn bis hundert Metern und sogar Kilometern kondensiert, Wolken.

Dies geschieht durch die Verdunstung von Wasserdampf von der Erdoberfläche und seinen Aufstieg durch aufsteigende warme Luftströme. Wolken bestehen je nach Temperatur aus Wassertropfen oder Eis- und Schneekristallen. Diese Tröpfchen und Kristalle sind so klein, dass selbst schwache Aufwinde sie in der Atmosphäre halten. Wolken, die mit Wasserdampf übersättigt sind und einen dunkelvioletten oder fast schwarzen Farbton haben, werden Wolken genannt.

Die Struktur der Kumuluswolke, die das aktive TVP krönt

Luftströmungen in Cumuluswolken

Thermische Strömung ist eine Säule aufsteigender Luft. Die aufsteigende warme Luft wird durch kalte Luft von oben ersetzt, und an den Rändern des Luftstroms bilden sich Zonen mit nach unten gerichteter Luftbewegung. Je stärker die Strömung, d.h. Je schneller die warme Luft aufsteigt, desto schneller erfolgt der Austausch und desto schneller sinkt sie an den Rändern ab kalte Luft.

In den Wolken laufen diese Prozesse natürlich weiter. Warme Luft steigt auf, kühlt ab und kondensiert. Wassertropfen fallen zusammen mit kalter Luft von oben herunter und ersetzen die warme. Dadurch entsteht ein Luftwirbel mit starkem Anstieg in der Mitte und einer ebenso starken Abwärtsbewegung entlang der Ränder.

Die Bildung von Gewitterwolken. Lebenszyklus einer Gewitterwolke

Die notwendigen Bedingungen für das Entstehen einer Gewitterwolke sind das Vorhandensein von Bedingungen für die Entwicklung von Konvektion oder eines anderen Mechanismus, der aufsteigende Strömungen erzeugt, eine für die Niederschlagsbildung ausreichende Feuchtigkeitsreserve und das Vorhandensein einer Struktur, in der einige der Wolkenpartikel enthalten sind befinden sich in einem flüssigen Zustand, und einige sind in einem eisigen Zustand. Es gibt frontale und lokale Gewitter: Im ersten Fall ist die Entwicklung der Konvektion auf den Durchgang der Front zurückzuführen und im zweiten Fall auf eine ungleichmäßige Erwärmung der darunter liegenden Oberfläche innerhalb einer Luftmasse.

Kann kaputt gehen Lebenszyklus Gewitterwolke in mehrere Stufen:

• Bildung von Cumulus-Wolken und deren Entwicklung aufgrund der Instabilität der lokalen Luftmasse und Konvektion: Bildung von Cumulonimbus-Wolken;
• die maximale Phase der Entwicklung einer Cumulonimbuswolke, wenn die intensivsten Niederschläge, böige Winde während des Durchgangs einer Gewitterfront und das schwerste Gewitter beobachtet werden. Auch diese Phase ist durch intensive Luftbewegungen nach unten gekennzeichnet;
• Zerstörung eines Gewitters (Zerstörung von Cumulonimbus-Wolken), Abnahme der Intensität von Niederschlägen und Gewittern bis zu ihrer Beendigung).

Lassen Sie uns also näher auf die einzelnen Stadien der Entwicklung eines Gewitters eingehen.

Bildung von Kumuluswolken

Angenommen, als Ergebnis des Durchgangs der Front oder der starken Erwärmung der darunter liegenden Oberfläche durch die Sonnenstrahlen gibt es eine Konvektionsbewegung von Luft. Wenn die Atmosphäre instabil ist, steigt warme Luft auf. Beim Aufsteigen kühlt die Luft adiabatisch ab und erreicht eine bestimmte Temperatur, bei der die Kondensation der darin enthaltenen Feuchtigkeit beginnt. Wolken beginnen sich zu bilden. Während der Kondensation wird Wärmeenergie freigesetzt, die ausreicht, um die Luft weiter aufzusteigen. In diesem Fall wird die Entwicklung einer Cumulus-Wolke entlang der Vertikalen beobachtet. Die Geschwindigkeit der vertikalen Entwicklung kann 5 bis 20 m/s betragen, sodass die Obergrenze der gebildeten Kumulonimbuswolke selbst in der lokalen Luftmasse 8 oder mehr Kilometer über der Erdoberfläche erreichen kann. Diese. Innerhalb von etwa 7 Minuten kann eine Cumulus-Wolke auf eine Höhe in der Größenordnung von 8 km anwachsen und sich in eine Cumulonimbus-Wolke verwandeln. Sobald eine vertikal wachsende Kumuluswolke in einer bestimmten Höhe die Nullisotherme (Gefriertemperatur) passiert, beginnen sich Eiskristalle in ihrer Zusammensetzung zu zeigen, obwohl die Gesamtzahl der Tröpfchen (bereits unterkühlt) dominiert. Zu beachten ist, dass auch bei Temperaturen von minus 40 Grad unterkühlte Wassertropfen entstehen können. Gleichzeitig beginnt der Prozess der Niederschlagsbildung. Sobald Niederschlag aus der Wolke einsetzt, beginnt die zweite Stufe der Entwicklung eines Gewitters.

Maximalphase der Gewitterentwicklung

Zu diesem Zeitpunkt hat die Cumulonimbus-Wolke bereits ihre maximale vertikale Entwicklung erreicht, d.h. erreichte die "verriegelnde" Schicht stabilerer Luft - die Tropopause. Daher beginnt sich die Spitze der Wolke anstelle einer vertikalen Entwicklung in einer horizontalen Richtung zu entwickeln. Der sogenannte "Amboss" erscheint, das sind Cirruswolken, die bereits aus Eiskristallen bestehen. In der Wolke selbst bilden konvektive Strömungen aufsteigende Luftströme (von der Basis zur Wolkenspitze), und Niederschlag verursacht absteigende Strömungen (von der Wolkenspitze zu ihrer Basis und dann vollständig zu ihr gerichtet). Erdoberfläche). Niederschlag kühlt die angrenzende Luft ab, teilweise um 10 Grad. Die Luft wird dichter, und ihr Fall auf die Erdoberfläche nimmt zu und wird schneller. In einem solchen Moment, meist in den ersten Minuten eines Regengusses, können in Bodennähe böige Windverstärkungen beobachtet werden, die für die Luftfahrt gefährlich sind und erhebliche Schäden anrichten können. Sie werden manchmal fälschlicherweise als "Tornado" bezeichnet, wenn es keinen echten Tornado gibt. Gleichzeitig wird das intensivste Gewitter beobachtet. Niederschlag führt zum Überwiegen absteigender Luftströmungen in einer Gewitterwolke. Die dritte, letzte Stufe der Entwicklung eines Gewitters steht bevor - die Zerstörung eines Gewitters.

Zerstörung durch Blitzsturm

Die aufsteigenden Luftströmungen in der Cumulonimbus-Wolke werden durch absteigende Strömungen ersetzt, wodurch der Zutritt von warmer und feuchter Luft, die für die vertikale Entwicklung der Wolke verantwortlich ist, blockiert wird. Die Gewitterwolke wird vollständig zerstört, und am Himmel verbleibt nur ein „Amboss“ aus Cirruswolken, der im Hinblick auf die Bildung eines Gewitters absolut aussichtslos ist.

Gefahren im Zusammenhang mit dem Fliegen in der Nähe von Cumuluswolken

Wie oben erwähnt, entstehen Wolken durch die Kondensation aufsteigender warmer Luft. In der Nähe des unteren Randes von Cumuluswolken beschleunigt warme Luft, weil. die Umgebungstemperatur sinkt und die Substitution erfolgt schneller. Der Hängegleiter, der diesen warmen Luftstrom aufnimmt, kann den Moment verpassen, in dem seine horizontale Geschwindigkeit noch höher ist als die Steiggeschwindigkeit, und zusammen mit der aufsteigenden Luft in die Wolke gesaugt werden.

In der Wolke ist die Sicht aufgrund der hohen Konzentration an Wassertröpfchen nahezu Null bzw. der Hängegleiter verliert sofort die Orientierung im Raum und kann nicht mehr sagen, wo und wie er fliegt.

Im schlimmsten Fall, wenn warme Luft sehr schnell aufsteigt (z. B. in einer Gewitterwolke), kann der Hängegleiter versehentlich in eine angrenzende Zone mit aufsteigender und fallender Luft geraten, was zu einem Überschlag und höchstwahrscheinlich zur Zerstörung des Geräts führt . Oder der Pilot wird mit starker Minustemperatur und verdünnter Luft in die Höhe gehoben.

Analyse und kurzfristige Wettervorhersage. atmosphärische Fronten. Äußere Anzeichen von sich nähernden Kalt- und Warmfronten

In früheren Vorträgen habe ich über die Möglichkeit gesprochen, fliegendes und nicht fliegendes Wetter, die Annäherung der einen oder anderen atmosphärischen Front vorherzusagen.

Daran erinnere ich Sie atmosphärische Front ist eine Übergangszone in der Troposphäre zwischen benachbarten Luftmassen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften.

Beim Ersetzen und Mischen einer Luftmasse mit einer anderen mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften - Temperatur, Druck, Feuchtigkeit - verschiedene Naturphänomen, mit dem die Bewegung dieser Luftmassen analysiert und vorhergesagt werden kann.

Wenn sich also eine Warmfront nähert, erscheinen ihre Vorläufer, Zirruswolken, an einem Tag. Sie schweben wie Federn in einer Höhe von 7-10 km. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der atmosphärische Druck ab. Die Ankunft einer Warmfront ist normalerweise mit einer Erwärmung und heftigen, nieselnden Niederschlägen verbunden.

Im Gegensatz dazu sind mit dem Einsetzen einer Kaltfront Stratocumulus-Regenwolken verbunden, die sich wie Berge oder Türme auftürmen, und Niederschlag von ihnen fällt in Form von Schauern mit Böen und Gewittern. Mit dem Durchzug einer Kaltfront sind Abkühlung und Windzunahme verbunden.

Zyklone und Antizyklone

Die Erde dreht sich und auch die sich bewegenden Luftmassen sind an dieser Kreisbewegung beteiligt und drehen sich spiralförmig. Diese riesigen atmosphärischen Wirbelstürme werden Zyklone und Antizyklone genannt.

Zyklon- ein atmosphärischer Wirbel mit großem Durchmesser und reduziertem Luftdruck in der Mitte.

Antizyklon- atmosphärischer Wirbel mit erhöhtem Luftdruck in der Mitte und allmählicher Abnahme vom zentralen Teil zur Peripherie.

Wir können auch den Beginn eines Zyklons oder Antizyklons vorhersagen, indem wir das Wetter ändern. So bringt der Zyklon bewölktes Wetter mit Niederschlägen im Sommer und Schneefall im Winter mit sich. Und das Antizyklon - klares oder bewölktes Wetter, Ruhe und Niederschlagsmangel. Es gibt eine stabile Natur des Wetters, d.h. es ändert sich im Laufe der Zeit nicht merklich. Aus flugtechnischer Sicht interessieren uns natürlich eher Antizyklone.

Kaltfront. Wolkenstruktur in einer Kaltfront

Gehen wir zurück zu den Fronten. Wenn wir "kommt" sagen Kaltfront, meinen wir, dass sich eine große Masse kalter Luft in Richtung wärmerer Luft bewegt. Kalte Luft ist schwerer, warme Luft ist leichter, so dass die vorrückende kalte Masse unter die warme zu kriechen scheint und sie nach oben drückt. Dadurch entsteht eine starke Aufwärtsbewegung der Luft.

Die schnell aufsteigende warme Luft kühlt in der oberen Atmosphäre ab und kondensiert, Wolken entstehen. Wie gesagt, es gibt eine stetige Aufwärtsbewegung der Luft, so dass die Wolken, die ständig mit warmer, feuchter Luft versorgt werden, aufsteigen. Diese. eine Kaltfront bringt Cumulus, Stratocumulus und Regenwolken mit guter vertikaler Entwicklung.

Die Kaltfront bewegt sich, die Warmfront wird nach oben geschoben und die Wolken werden mit kondensierter Feuchtigkeit übersättigt. Irgendwann schüttet es in Strömen, als würde es überschüssiges Wasser abwerfen, bis die Kraft der Aufwärtsbewegung warmer Luft die Schwerkraft der Wassertröpfchen wieder übersteigt.

Warme Vorderseite. Wolkenstruktur in einer Warmfront

Stellen Sie sich nun das umgekehrte Bild vor: warme Luft bewegt sich in Richtung kalter Luft. Warme Luft ist leichter und kriecht bei Bewegung auf kalte Luft, der atmosphärische Druck sinkt, weil. wieder eine Säule mehr leichte Luft drückt weniger.

Wenn die warme Luft aufsteigt, kühlt sie ab und kondensiert. Bewölkt erscheint. Aber es gibt keine Aufwärtsbewegung der Luft: Die kalte Luft hat sich schon unten ausgebreitet, sie hat nichts zu verdrängen, die warme Luft ist schon oben. Da keine Luftbewegung nach oben, warme Luft wird gleichmäßig gekühlt. Die Bewölkung erweist sich als kontinuierlich, ohne vertikale Entwicklung - Zirruswolken.

Gefahren im Zusammenhang mit dem Einsetzen von Kalt- und Warmfronten

Wie ich bereits sagte, ist der Beginn einer Kaltfront durch eine starke Aufwärtsbewegung warmer Luft und als Folge davon durch die Überentwicklung von Quellwolken und Gewittern gekennzeichnet. Darüber hinaus führt eine scharfe Änderung der Aufwärtsbewegung warmer Luft und der angrenzenden Abwärtsbewegung kalter Luft, die versucht, sie zu ersetzen, zu starken Turbulenzen. Der Pilot spürt dies als starke Turbulenz mit scharfen plötzlichen Rollen und Absenken / Anheben der Nase des Geräts.

Turbulenzen können im schlimmsten Fall zu einem Salto führen, zudem sind die Start- und Landevorgänge des Geräts kompliziert, das Fliegen in Hangnähe erfordert mehr Konzentration.

Häufige und schwere Gewitter können einen unaufmerksamen oder mitgerissenen Piloten mitreißen, und bereits in der Wolke schlägt ein Purzelbaum in große Höhe, wo es kalt ist und kein Sauerstoff vorhanden ist - und möglicherweise den Tod.

Eine Warmfront nützt wenig für gute Segelflüge und birgt keine Gefahr, außer vielleicht die Gefahr nass zu werden.

Nebenfronten

Ein Abschnitt innerhalb der gleichen Luftmasse, aber zwischen Luftregionen mit unterschiedlichen Temperaturen, wird genannt Nebenfront. Sekundäre Kaltfronten finden sich nahe der Erdoberfläche in barischen Trögen (Regionen verringerter Druck) im hinteren Teil des Zyklons hinter der Hauptfront, wo die Konvergenz des Windes stattfindet.

Es kann mehrere sekundäre Kaltfronten geben, und jede trennt kalte Luft von kälterer Luft. Das Wetter an der sekundären Kaltfront ist ähnlich dem Wetter an der Kaltfront, aber aufgrund geringerer Temperaturkontraste sind alle Wetterphänomene weniger ausgeprägt, d.h. Wolken sind weniger entwickelt, sowohl vertikal als auch horizontal. Niederschlagszone, 5-10 km.

Im Sommer überwiegen an sekundären Kaltfronten Quellwolken mit Gewittern, Hagel, Sturmböen, starken Turbulenzen und Vereisung, im Winter allgemeine Blizzards, Schneestürme, die die Sicht auf weniger als 1 km beeinträchtigen. Vertikal wird die Front im Sommer bis zu 6 km und im Winter bis zu 1-2 km ausgebaut.

Okklusionsfronten

Okklusionsfronten entstehen durch das Schließen von Kalt- und Warmfronten und die Verdrängung warmer Luft nach oben. Der Verschlussprozess findet in Zyklonen statt, wo eine Kaltfront, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, eine Warmfront überholt. In diesem Fall löst sich die warme Luft vom Boden und wird nach oben gedrückt, und die Front nahe der Erdoberfläche bewegt sich im Wesentlichen bereits unter dem Einfluss der Bewegung zweier kalter Luftmassen.

Es stellt sich heraus, dass drei Luftmassen an der Bildung der Okklusionsfront beteiligt sind – zwei kalte und eine warme. Ist die kalte Luftmasse hinter der Kaltfront wärmer als die kalte Masse vor der Front, so wird sie, indem sie die warme Luft nach oben verdrängt, gleichzeitig selbst auf die vordere, kältere Masse strömen. Diese Front heißt warme Okklusion(Abb. 1).

Reis. 1. Vorderseite der warmen Okklusion im Vertikalschnitt und auf der Wetterkarte.

Wenn die Luftmasse hinter der Kaltfront kälter ist als die Luftmasse vor der Warmfront, dann strömt diese hintere Masse sowohl unter die warme als auch unter die vordere kalte Luftmasse. Diese Front heißt kalte Okklusion(Abb. 2).

Reis. 2. Kalte Okklusionsfront im Vertikalschnitt und auf der Wetterkarte.

Okklusionsfronten durchlaufen in ihrer Entwicklung mehrere Stadien. Die schwierigsten Wetterbedingungen an den Okklusionsfronten werden im ersten Moment der Schließung der thermischen und kalten Front beobachtet. Während dieser Zeit ist das Wolkensystem eine Kombination aus Wolken von Warm- und Kaltfronten. Niederschlag allgemeiner Art beginnt aus geschichteten Nimbus- und Cumulonimbus-Wolken zu fallen, in der vorderen Zone verwandeln sie sich in Schauer.

Der Wind vor der warmen Okklusionsfront nimmt zu, nach ihrem Durchgang schwächt er sich ab und dreht nach rechts.

Vor der Okklusionskaltfront steigert sich der Wind zu einem Sturm, nach dessen Durchzug schwächt er ab und dreht scharf nach rechts. Während warme Luft in höhere Schichten verdrängt wird, erodiert die Okklusionsfront allmählich, die vertikale Kraft des Wolkensystems nimmt ab und wolkenlose Räume entstehen. Nimbostratus-Trübung wird allmählich zu Stratus, Altostratus zu Altocumulus und Cirrostratus zu Cirrocumulus. Regen hört auf. Der Durchgang alter Okklusionsfronten manifestiert sich in der Strömung von hohen Kumuluswolken von 7-10 Punkten.

Die Navigationsbedingungen durch die Zone der Okklusionsfront in der Anfangsphase der Entwicklung sind fast die gleichen wie die Navigationsbedingungen beim Durchqueren der Zone der Warm- oder Kaltfronten.

Gewitter innerhalb der Masse

Gewitter werden im Allgemeinen in zwei Haupttypen eingeteilt: in Masse und frontal. Die häufigsten Gewitter sind intramassige (lokale) Gewitter, die weit entfernt von den Frontalzonen auftreten und auf die Eigenschaften lokaler Luftmassen zurückzuführen sind.

intramassiges Gewitter ist ein Gewitter, das mit Konvektion innerhalb einer Luftmasse verbunden ist.

Die Dauer solcher Gewitter ist kurz und überschreitet in der Regel eine Stunde nicht. Lokale Gewitter können einer oder mehreren Zellen von Cumulonimbuswolken zugeordnet werden und durchlaufen die üblichen Entwicklungsstadien: Entstehung einer Cumuluswolke, Überentwicklung zum Gewitter, Niederschlag, Zerfall.

Normalerweise sind Gewitter innerhalb der Masse mit einer einzelnen Zelle verbunden, obwohl es auch mehrzellige Gewitter innerhalb der Masse gibt. Bei mehrzelliger Gewitteraktivität erzeugen die absteigenden Kaltluftströme der "Eltern"-Wolke Aufwinde, die die "Tochter"-Gewitterwolke bilden. Somit kann eine Reihe von Zellen gebildet werden.

Anzeichen für besseres Wetter

1. Der Luftdruck ist hoch, nahezu unverändert oder steigt langsam an.
2. Die Temperaturschwankungen im Tagesverlauf sind stark ausgeprägt: Tagsüber ist es heiß, nachts ist es kühl.
3. Der Wind ist schwach, verstärkt sich gegen Mittag, lässt abends nach.
4. Der Himmel ist den ganzen Tag wolkenlos oder mit Quellwolken bedeckt, die am Abend verschwinden. Relative Luftfeuchtigkeit Luft nimmt tagsüber ab und steigt nachts an.
5. Tagsüber ist der Himmel strahlend blau, die Dämmerung ist kurz, die Sterne funkeln schwach. Am Abend ist die Morgendämmerung gelb oder orange.
6. Starker Tau oder Frost in der Nacht.
7. Nebel über dem Tiefland, der sich nachts verstärkt und tagsüber verschwindet.
8. Nachts ist es im Wald wärmer als auf dem Feld.
9. Rauch steigt aus Schornsteinen und Feuer.
10. Schwalben fliegen hoch.

Anzeichen für schlechtes Wetter

1. Der Druck schwankt stark oder fällt kontinuierlich ab.
2. Tageskurs Temperatur ist schwach ausgeprägt oder mit einer Verletzung des allgemeinen Verlaufs (z. B. nachts steigt die Temperatur).
3. Der Wind verstärkt sich, ändert scharf seine Richtung, die Bewegung der unteren Wolkenschichten fällt nicht mit der Bewegung der oberen zusammen.
4. Die Bewölkung nimmt zu. Auf der westlichen oder südwestlichen Seite des Horizonts erscheinen Cirrostratus-Wolken, die sich über den ganzen Himmel ausbreiten. Sie werden durch Altostratus- und Nimbostratuswolken ersetzt.
5. Seit dem Morgen ist es stickig. Cumulus-Wolken wachsen nach oben und verwandeln sich in Cumulonimbus - zu einem Gewitter.
6. Morgen- und Abenddämmerung sind rot.
7. Nachts lässt der Wind nicht nach, sondern verstärkt sich.
8. Lichtkreise (Halos) erscheinen in Cirrostratus-Wolken um Sonne und Mond. In den Wolken der mittleren Reihe - Kronen.
9. Es gibt keinen Morgentau.
10. Schwalben fliegen tief. Ameisen verstecken sich in Ameisenhaufen.

Stationäre Wellen

Stationäre Wellen- Dies ist eine Art Umwandlung der horizontalen Luftbewegung in eine Welle. Eine Welle kann entstehen, wenn sich schnell bewegende Luftmassen auf Gebirgszüge von beträchtlicher Höhe treffen. Notwendige Bedingung Der Ursprung der Welle ist die Stabilität der Atmosphäre, die sich bis zu einer beträchtlichen Höhe erstreckt.

Um das Modell einer atmosphärischen Welle zu sehen, können Sie zum Bach gehen und sehen, wie die Strömung um den untergetauchten Stein herum stattfindet. Wasser, das um einen Stein fließt, steigt davor auf und bildet eine Art Faserplatte. Hinter dem Stein bilden sich Wellen oder eine Reihe von Wellen. Diese Wellen können in einem schnellen und tiefen Strom ziemlich groß sein. Etwas Ähnliches passiert in der Atmosphäre.

Wenn ein Gebirge überströmt wird, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit zu und der Druck darin ab. Daher werden die oberen Luftschichten etwas reduziert. Nach dem Passieren der Spitze verringert die Strömung ihre Geschwindigkeit, der Druck in ihr steigt und ein Teil der Luft strömt nach oben. Ein solcher Schwingungsimpuls kann eine wellenförmige Bewegung der Strömung hinter dem Grat hervorrufen (Abb. 3).

Reis. 3. Schema der Bildung stehender Wellen:
1 - ungestörter Fluss; 2 - Abwärtsströmung über das Hindernis; 3 - linsenförmige Wolke an der Spitze der Welle; 4 - Kappenwolke; 5 - Rotationswolke am Fuß der Welle

Diese stationären Wellen breiten sich oft bis in große Höhen aus. Registriert wurde die Verdunstung eines Segelflugzeugs in einem Wellenstrom bis zu einer Höhe von mehr als 15.000 m. Die Vertikalgeschwindigkeit der Welle kann mehrere zehn Meter pro Sekunde erreichen. Die Abstände zwischen benachbarten "Bumps" oder der Wellenlängenbereich von 2 bis 30 km.

Die Luftströmung hinter dem Berg ist in der Höhe in zwei stark voneinander abweichende Schichten unterteilt – eine turbulente Subwellenschicht, deren Dicke mehrere hundert Meter bis mehrere Kilometer beträgt, und eine darüber liegende laminare Wellenschicht.

Es ist möglich, Wellenströmungen zu verwenden, wenn in der turbulenten Zone ein zweiter Grat in ausreichender Höhe und in einem solchen Abstand vorhanden ist, dass die Rotorzone von dem ersten den zweiten Grat nicht beeinflusst. In diesem Fall tritt der Pilot ausgehend vom zweiten Grat sofort in die Wellenzone ein.

Bei ausreichender Luftfeuchtigkeit bilden sich auf den Wellenspitzen linsenförmige Wolken. Der untere Rand solcher Wolken befindet sich in einer Höhe von mindestens 3 km und ihre vertikale Entwicklung erreicht 2 - 5 km. Es ist auch möglich, direkt über der Bergspitze eine Kappenwolke und dahinter Rotorwolken zu bilden.

Trotz starker Wind(eine Welle kann auftreten, wenn die Windgeschwindigkeit mindestens 8 m/s beträgt), diese Wolken sind relativ zum Boden bewegungslos. Nähert sich ein bestimmtes „Teilchen“ des Luftstroms der Spitze eines Berges oder einer Welle, kondensiert die darin enthaltene Feuchtigkeit und es bildet sich eine Wolke.

Hinter dem Berg löst sich der gebildete Nebel auf und das "Teilchen" des Baches wird wieder durchsichtig. Oberhalb des Berges und an den Wellenspitzen nimmt die Geschwindigkeit des Luftstroms zu.

Dabei sinkt der Luftdruck. Aus dem Schulfach Physik (Gasgesetze) ist bekannt, dass bei Druckabfall und bei fehlendem Wärmeaustausch mit Umgebung Lufttemperatur sinkt.

Eine Abnahme der Lufttemperatur führt zur Kondensation von Feuchtigkeit und zur Bildung von Wolken. Hinter dem Berg verlangsamt sich die Strömung, der Druck darin steigt, die Temperatur steigt. Die Wolke verschwindet.

Stehende Wellen können auch über flachem Gelände auftreten. In diesem Fall kann die Ursache ihrer Entstehung eine Kaltfront oder Wirbel (Rotoren) sein, die bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen zweier benachbarter Luftschichten auftreten.

Bergwetter. Merkmale von Wetteränderungen in den Bergen

Die Berge sind näher an der Sonne und wärmen sich entsprechend schneller und besser auf. Dies führt zur Bildung starker Konvektionsströmungen und zur schnellen Bildung von Wolken bis hin zu Gewittern.

Darüber hinaus sind Berge ein stark gegliederter Teil der Erdoberfläche. Der Wind, der über die Berge streicht, verwirbelt sich, indem er sich um viele Hindernisse unterschiedlicher Größe biegt - von einem Meter (Steine) bis zu einigen Kilometern (die Berge selbst) - und als Ergebnis der Vermischung der vorbeiströmenden Luft durch Konvektion Strömungen.

Bergiges Gelände ist also durch starke Thermik in Kombination mit starken Turbulenzen, starken Winden aus verschiedenen Richtungen und Gewitteraktivität gekennzeichnet.

Analyse von Ereignissen und Voraussetzungen im Zusammenhang mit meteorologischen Bedingungen

Der klassischste Vorfall im Zusammenhang mit meteorologischen Bedingungen ist das Abblasen oder Selbstfliegen des Geräts in die Rotorzone im Leeteil des Berges (in kleinerem Maßstab - der Rotor vom Hindernis). Voraussetzung dafür ist das Abfahren zusammen mit dem Verlauf der Kammlinie in geringer Höhe oder eine banale Unkenntnis der Theorie. Das Fliegen in einem Rotor ist höchstens mit unangenehmen Turbulenzen behaftet - Salto und Zerstörung des Geräts.

Der zweite auffällige Vorfall wird in die Wolke gesaugt. Voraussetzung dafür ist die Verarbeitung von TVP nahe am Wolkenrand, zusammen mit Zerstreutheit, übertriebenem Mut oder Unkenntnis der Flugeigenschaften des eigenen Apparates. Führt im schlimmsten Fall zum Verlust der Sicht und Orientierung im Weltraum - zum Überschlag und zum Wurf in eine unbrauchbare Höhe.

Das dritte klassische Ereignis schließlich ist das „Wrap“ und der Sturz an einem Hang oder auf den Boden bei der Landung an einem Thermiktag. Voraussetzung ist das Fliegen mit geworfenem Stock, d.h. ohne Geschwindigkeitsreserve für Manöver.

Wetter. Wolken in Form von dicken weißen Keulen ... Wörterbuch vieler Ausdrücke

Kumuluswolken- (Cumulus) Cumulus, ein Wolkengebilde aus runden Formen, haufenartig übereinander gestapelt ... Länder der Welt. Wörterbuch

Hohe Quellwolken, Foto von U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration Hohe Kumuluswolken (lat. ... Wikipedia

- (lat. Stratocumulus, Sc) große graue Plattenkämme oder x ... Wikipedia

- (lat. Cirrocumulus, Cc) dünne Wolken, die aus kleinen Wellen, Flocken oder Kräuselungen bestehen ... Wikipedia

Stratocumulus-Wolken- Wolken der unteren Ebene (Symbol: Sc), meist geschichtet in Form von grauen oder weißen Schichten und gegen den Wind liegenden Graten, manchmal fällt leichter Niederschlag in Form von Regen, Schnee oder Nieselregen ... Geographisches Wörterbuch

Cirrocumulus-Wolken- Schichten oder Kämme dünner weißer Wolken der oberen Troposphäre (über 6000 m) ohne Schatten, bestehend aus kleinen Elementen, die wie Flocken oder Wellen aussehen (Symbol: Cc) ... Geographisches Wörterbuch

Hohe Kumuluswolken- (altocumulus) Altocumulus, Wolken der mittleren Schichten der Troposphäre, die abgerundete Massen in Form von Schichten und Graten darstellen und aus winzigen Tropfen und Eiskristallen bestehen ... Länder der Welt. Wörterbuch

Cirrocumulus-Wolken- (Cirrocumulus), Cirrocumulus ist eine häufige Form hoher Wolken, die aus kleinen, abgerundeten, lockigen Wolken bestehen, die nebeneinander liegen. Eine solche Bewölkung wird als geflügelter Himmel bezeichnet ... Länder der Welt. Wörterbuch

CLOUD, die sichtbare Masse von Wasserpartikeln oder Eiskristallen, die in der unteren Atmosphäre schweben. Wolken entstehen, wenn Wasser auf der Erdoberfläche durch den Prozess der VERDAMPFUNG zu Dampf wird. Beim Aufsteigen in die Atmosphäre kühlt der Dampf ab und ... Wissenschaftlich und technisch Enzyklopädisches Wörterbuch

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Wolken können wie folgt klassifiziert werden: Stratus, Cumulus und Cirrus. Stratuswolken werden während des langsamen Aufstiegs eines breiten Luftbandes über der Oberfläche einer Warmfront beobachtet.

Kumuluswolken entstehen, wenn warme Luft aus dem Boden entweicht oder wenn die obere Atmosphäre aufgrund kalter Luft instabil ist. Zirruswolken hingegen entstehen, wenn Eiskristalle, die sich in der oberen Atmosphäre angesammelt haben, herunterfallen und von lokalen Luftströmungen getragen werden. Diese drei Hauptarten kombinieren sich oft, um eine große Auswahl an zusätzlichen Wolkentypen zu bilden.

Cumulus-Wolken wachsen langsam, während die Luftströmungen weiter steigen. Wenn ihr Wachstum lange genug anhält, können sie sich in Cumulonimbus-Wolken verwandeln.

Die Inversionsschicht flacht die Wolke ab

Wenn sich über einer sich entwickelnden Wolke eine Temperaturinversionsschicht (in der die Temperatur mit der Höhe zunimmt) bildet, kann die Wolke beginnen, horizontal zu wachsen (unten) und zu Stratocumulus werden. Wenn sich die Wolke unter dem Einfluss der Stratosphäre ausdehnt, verwandelt sie sich in eine flache Kumulonimbuswolke. Wachstum nach oben oder nach innen Wolken unterscheiden sich auch je nach Höhe ihrer Position über der Erde: untere, mittlere und obere. Die oberen Wolken (entdeckt in einer Höhe von 5-8 km) umfassen Cirrus, Cirrostratus und Cirrocumulus. Mittlere Wolken, zu denen Altostratus-, Altocumulus- und Nimbostratuswolken gehören, befinden sich in einer Höhe von 2 bis 7,3 km. Schließlich werden Wolken, die sich unterhalb von 2 km bilden, als niedrigere Wolken bezeichnet; Dazu gehören Stratus und Stratocumulus. vertikale Wolken entsteht, wenn Luft durch die Sonne erwärmt wird Nähe von der Oberfläche sind Kumulus und Regen.

Geschwungene Wolken

Eiskristalle aus hochgelegenen Zirruswolken (rechts) können senkrecht fallen, wenn die Geschwindigkeit der Luftstrahlen in allen Höhen gleich ist. Bei einem Geschwindigkeitsunterschied können sie sich jedoch verbiegen oder einkerben.

Altocumulus-Wolken (unten), die sich zwischen warmen und kalten bzw. unteren und oberen Luftschichten bilden, nehmen manchmal eine abgerundete Form an. Sie werden zwischen den nach unten gerichteten Luftströmen der oberen Schicht und den nach oben gerichteten Luftströmen der unteren Schicht gehalten.

Altocumulus-Wolken

Geschichtete Wolken und Regen

Wenn Regentropfen auf besonders warme Bereiche der Erdoberfläche fallen, beginnen einige von ihnen bereits im Herbst zu verdunsten (unten). Wenn die Verdunstung anhält, kann die Luft gesättigt werden und Stratuswolken bilden.

Wolken bilden sich in Wellen

Wenn sich horizontale Luftmassen (unten) schnell in der oberen Atmosphäre und langsam näher an die Oberfläche bewegen, erzeugt ihre Rotation wogende Wolken.

Wellenberge

Wellenwolken (rechts) sind auch an der Spitze von Luftströmungen zu sehen, die sich zwischen einer trockenen, warmen Schicht darüber und einer kalten, feuchten Schicht darunter bewegen.

In diesem Artikel werden alle Arten von Wolken aufgelistet und beschrieben.

Wolkentypen

Wolken Oberstufe werden in gemäßigten Breiten über 5 km, in polaren Breiten über 3 km, in tropischen Breiten über 6 km gebildet. Die Temperatur in dieser Höhe ist ziemlich niedrig, daher bestehen sie hauptsächlich aus Eiskristallen. Obere Wolken sind normalerweise dünn und weiß. Die häufigste Form von oberen Wolken sind Cirrus (Cirrus) und Cirrostratus (Cirrostratus), die normalerweise bei gutem Wetter beobachtet werden können.

Mittlere Wolken normalerweise in einer Höhe von 2-7 km in gemäßigten Breiten, 2-4 km in polaren und 2-8 km in tropischen Breiten. Sie bestehen hauptsächlich aus kleinen Wasserpartikeln, können aber bei niedrigen Temperaturen auch Eiskristalle enthalten. Die häufigsten Arten von Wolken mittlerer Stufe sind Altocumulus (Altocumulus), Altostratus (Altostratus). Sie können schattierte Teile haben, was sie von unterscheidet Cirrocumulus-Wolken. Diese Art von Wolken entsteht normalerweise durch Luftkonvektion und auch durch das allmähliche Aufsteigen von Luft vor einer Kaltfront.

Niedrigere Wolken befinden sich in Höhen unter 2 km, wo die Temperatur ziemlich hoch ist, sodass sie hauptsächlich aus Wassertröpfchen bestehen. Nur in der kalten Jahreszeit. Bei niedriger Oberflächentemperatur enthalten sie Eis- (Hagel-) oder Schneepartikel. Die häufigsten Arten von niedrigen Wolken sind Nimbostratus (Nimbostratus) und Stratocumulus (Stratocumulus) - dunkle Wolken Unterstufe, begleitet von mäßigen Niederschlägen.

Abb1. Die wichtigsten Arten von Wolken: Cirrus (Cirrus, Ci), Cirrocumulus (Cirrocumulus, Cc), Cirrostratus (Cirrostratus, Cs), Altocumulus (Altocumulus, Ac), Altostratus (Altostratus, As), Altostratus translucidus, As trans), Strato-nimbus (Nimbostratus, Ns) , Stratus (Stratus, St) , Stratocumulus (Stratocumulus, Sc), Cumulus (Cumulus, Cu), Cumulonimbus (Cumulonimbus, Cb)

Gefiedert (Cirrus, Ci)

Sie bestehen aus separaten gefiederten Elementen in Form von dünnen weißen Fäden oder weißen (oder meist weißen) Büscheln und länglichen Graten. Sie haben eine faserige Struktur und/oder einen seidigen Glanz. Sie werden in der oberen Troposphäre beobachtet, in den mittleren Breiten liegen ihre Basen am häufigsten in Höhen von 6 bis 8 km, im Tropen von 6 bis 18 km, im Polarbereich von 3 bis 8 km). Die Sicht innerhalb der Wolke beträgt 150-500 m. Sie bestehen aus Eiskristallen, die groß genug sind, um eine nennenswerte Fallgeschwindigkeit zu haben; Daher haben sie eine erhebliche vertikale Ausdehnung (von Hunderten von Metern bis zu mehreren Kilometern). Windscherung und Unterschiede in der Kristallgröße führen jedoch dazu, dass die Filamente von Zirruswolken schräg und verzogen sind. Diese Wolken sind typisch für Vorderkante ein bewölktes System einer Warmfront oder einer Okklusionsfront, die mit einem Aufwärtsgleiten verbunden ist. Sie entstehen oft auch unter antizyklonalen Bedingungen, manchmal sind sie Teile oder Reste von Eiskappen (Ambosse) von Cumulonimbus-Wolken.

Es gibt verschiedene Typen: fadenförmig(Cirrus fibratus, Ci faser.), krallenartig(Cirrus uncinus, Ci unc.), turmförmig(Cirrus castellanus, Ci-Cast.), dicht(Cirrus spissatus, Ci spiss.), flockig(Cirrus floccus, Ci fl.) und Sorten: gemischt(Cirrus intortus, Ci int.), radial(Cirrus radiatus, Cirad.), Wirbelsäule(Cirrus vertebratus, Ci vert.), doppelt(Cirrus duplicatus, Ci dupl.).

Manchmal umfasst diese Wolkengattung zusammen mit den beschriebenen Wolken auch Zirrostratus und Zirrokumulus Wolken.

Zirrokumulus (Cirrocumulus, Cc)

Sie werden oft als „Lämmer“ bezeichnet. Sehr hohe kleine Kugelwolken, in einer Linie verlängert. Sehen Sie aus wie die Rücken von Makrelen oder Wellen auf dem Küstensand. Die Höhe der unteren Grenze beträgt 6-8 km, die vertikale Länge bis zu 1 km, die Sichtweite im Inneren 5509-10000 m. Sie sind ein Zeichen für einen Temperaturanstieg. Oft zusammen mit Cirrus- oder Cirrostratus-Wolken beobachtet. Sie sind oft die Vorboten von Stürmen. Bei diesen Wolken werden die sog. "Irisierung" - schillernde Färbung des Wolkenrandes.

Cirrostratus, Cs

Halo bildete sich auf Cirruswolken

Segelartige Wolken der oberen Schicht, bestehend aus Eiskristallen. Sie haben das Aussehen eines homogenen, weißlichen Schleiers. Die Höhe der Unterkante beträgt 6-8 km, die vertikale Länge variiert von mehreren hundert Metern bis zu mehreren Kilometern (2-6 oder mehr), die Sichtbarkeit innerhalb der Wolke beträgt 50-200 m. Cirrostratus-Wolken relativ transparent, so dass die Sonne oder der Mond deutlich durch sie zu sehen sind. Diese Wolken der oberen Ebene bilden sich normalerweise, wenn große Luftschichten durch Konvergenz auf mehreren Ebenen aufsteigen.

Cirrostratus-Wolken zeichnen sich dadurch aus, dass sie oft die Phänomene eines Halo um die Sonne oder den Mond hervorrufen. Halos sind das Ergebnis der Lichtbrechung durch die Eiskristalle, aus denen die Wolke besteht. Cirrostratus-Wolken neigen jedoch dazu, sich zu verdicken, wenn sich eine Warmfront nähert, was mehr Eiskristallbildung bedeutet. Infolgedessen verschwindet der Halo allmählich und die Sonne (oder der Mond) wird weniger sichtbar.

Altokumulus (Altokumulus, Ac)

Bildung von Altocumuluswolken.

Altocumulus (Altocumulus, Ac) - typische Wolkendecke der warmen Jahreszeit. Graue, weiße oder bläuliche Wolken in Form von Wellen und Graten, bestehend aus Flocken und Platten, die durch Lücken getrennt sind. Die Höhe der unteren Grenze beträgt 2-6 km, die vertikale Länge bis zu mehreren hundert Metern, die Sichtbarkeit innerhalb der Wolke 50-80 m. Sie befinden sich normalerweise über den der Sonne zugewandten Stellen. Manchmal erreichen sie das Stadium mächtiger Quellwolken. Altocumulus-Wolken bilden sich normalerweise, wenn warme Luftmassen aufsteigen, sowie wenn eine Kaltfront vorrückt, die warme Luft nach oben drückt. Daher weist das Vorhandensein von Altocumulus-Wolken an einem warmen und feuchten Sommermorgen auf das bevorstehende Auftreten von Altocumulus-Wolken hin Sturmwolken oder Wetterumschwung.

Hochschichtig (Altostratus, As)

Altostratus-Wolken

Sie sehen aus wie ein gleichmäßiger oder schwach ausgeprägter Wellenschleier von grauer oder bläulicher Farbe, Sonne und Mond scheinen normalerweise durch, aber schwach. Die Höhe der unteren Grenze beträgt 3-5 km, die vertikale Ausdehnung 1-4 km, die Sichtweite in den Wolken 25-40 m. Diese Wolken bestehen aus Eiskristallen, unterkühlten Wassertropfen und Schneeflocken. Altostratus-Wolken können starken Regen oder Schnee bringen.

Hochschichtig durchscheinend (Altostratus translucidus, As trans)

Altostratus-Wolken bei Sonnenuntergang

Durchsichtige Altostratus-Wolken. Auffallend ist die Wellenstruktur der Wolke, der Sonnenkreis der Sonne ist gut erkennbar. Auf dem Boden können manchmal recht deutliche Schatten erscheinen. Streifen sind deutlich sichtbar. Ein Wolkenschleier bedeckt in der Regel allmählich den gesamten Himmel. Die Höhe der Basis beträgt 3-5 km, die Dicke der As-Trans-Wolkenschicht beträgt im Durchschnitt etwa 1 km, gelegentlich bis zu 2 km. Der Niederschlag fällt, aber in niedrigen und mittleren Breiten erreicht er im Sommer selten den Boden.

Nimbostratus (Nimbostratus, Ns)

Nimbostratuswolken und starke Luftströmungen.

Nimbostratus-Wolken sind dunkelgrau in Form einer durchgehenden Schicht. Während des Niederschlags scheint es homogen zu sein, in den Intervallen zwischen den Niederschlägen ist eine gewisse Heterogenität und sogar eine gewisse Welligkeit der Schicht erkennbar. Sie unterscheiden sich von Stratuswolken durch ihre dunklere und bläuliche Farbe, die Inhomogenität der Struktur und das Vorhandensein ausgedehnter Niederschläge. Die Höhe der unteren Grenze beträgt 0,1-1 km, die Mächtigkeit bis zu mehreren Kilometern.

Geschichtet (Stratus, St)

Geschichtete Wolken.

Schichtwolken bilden eine homogene Schicht, ähnlich wie Nebel, befinden sich jedoch in einer Höhe von Hunderten oder sogar Zehn Metern. Normalerweise bedecken sie den gesamten Himmel, manchmal können sie aber auch in Form von zerbrochenen Wolkenmassen beobachtet werden. Der untere Rand dieser Wolken kann sehr tief abfallen; manchmal verschmelzen sie mit Bodennebel. Ihre Dicke ist gering - Dutzende und Hunderte von Metern.

Stratokumulus (Stratocumulus, Sc)

Graue Wolken, bestehend aus großen Graten, Wellen, Platten, die durch Lücken getrennt sind oder zu einer durchgehenden grauen Wellendecke verschmelzen. Besteht hauptsächlich aus Wassertröpfchen. Die Dicke der Schicht beträgt 200 bis 800 m. Sonne und Mond können nur durch die dünnen Wolkenränder scheinen. Niederschlag fällt normalerweise nicht. Aus nicht durchsichtigen Stratocumulus-Wolken können kurzzeitig schwache Niederschläge fallen.

Cumuluswolken (Cumulus, Cu)

Kumuluswolken. Blick von oben.

Cumulus-Wolken sind tagsüber dichte, hellweiße Wolken mit erheblicher vertikaler Entwicklung (bis zu 5 km oder mehr). Die oberen Teile von Cumuluswolken sehen aus wie Kuppeln oder Türme mit abgerundeten Umrissen. Cumuluswolken bilden sich normalerweise als Konvektionswolken in kalten Luftmassen.

Cumulonimbus (Cumulonimbus, Cb)

Cumulonimbus (Cumulonimbus capillatus amboss)

Cumulonimbus - mächtige und dichte Wolken mit starker vertikaler Entwicklung (bis zu einer Höhe von 14 km), die starke Regenfälle mit starkem Hagel und Gewitter verursachen. Cumulonimbus-Wolken/Wolken entwickeln sich aus mächtigen Cumulus-Wolken. Sie können eine Linie bilden, die als Gewitterlinie bezeichnet wird. Die unteren Schichten der Cumulonimbus-Wolken bestehen hauptsächlich aus Wassertröpfchen, während die höheren Schichten, in denen die Temperaturen weit unter 0 °C liegen, von Eiskristallen dominiert werden.

L. Tarasov

Wie Nebel entstehen Wolken durch die Kondensation von Wasserdampf in flüssige und feste Zustände. Kondensation tritt entweder aufgrund einer Erhöhung auf absolute Feuchtigkeit Luft oder als Folge einer Abnahme der Lufttemperatur. In der Praxis sind beide Faktoren an der Wolkenbildung beteiligt.

Wolkenbildung durch Konvektion.

Wolkenbildung über einer warmen atmosphärischen Front.

Wolkenbildung über einer kalten atmosphärischen Front.

Die Abnahme der Lufttemperatur ist zum einen auf den Aufstieg (Aufstiegsbewegung) von Luftmassen und zum anderen auf die Advektion von Luftmassen zurückzuführen - ihre Bewegung in horizontaler Richtung, wodurch sich warme Luft über der kalten Erdoberfläche befinden kann.

Wir beschränken uns darauf, die Wolkenbildung zu diskutieren, die durch eine Abnahme der Lufttemperatur während einer Aufwärtsbewegung verursacht wird. Dass sich ein solcher Vorgang deutlich von der Nebelbildung unterscheidet, liegt auf der Hand – schließlich steigt der Nebel praktisch nicht auf, er bleibt direkt an der Erdoberfläche.

Was lässt Luft aufsteigen? Es gibt vier Gründe für die Aufwärtsbewegung von Luftmassen. Der erste Grund ist die Luftkonvektion in der Atmosphäre. An einem heißen Tag Sonnenstrahlen die Erdoberfläche stark erwärmen, überträgt sie Wärme auf die oberflächlichen Luftmassen - und ihr Aufstieg beginnt. Cumulus- und Cumulonimbus-Wolken sind meistens konvektiven Ursprungs.

Der Prozess der Wolkenbildung beginnt damit, dass eine gewisse Luftmasse aufsteigt. Beim Aufsteigen dehnt sich die Luft aus. Diese Ausdehnung kann als adiabat angesehen werden, da die Luft relativ schnell aufsteigt und daher bei ausreichend großem Volumen (und ein wirklich großes Luftvolumen ist an der Bildung einer Wolke beteiligt) einfach ein Wärmeaustausch zwischen der aufsteigenden Luft und der Umgebung stattfindet hat keine Zeit, während des Anstiegs aufzutreten. Bei der adiabatischen Expansion arbeitet Luft, ohne Wärme von außen zu erhalten, nur aufgrund ihrer eigenen inneren Energie und kühlt dann ab. Die aufsteigende Luft wird also gekühlt.

Wenn die Anfangstemperatur T 0 der aufsteigenden Luft entsprechend der Elastizität des darin enthaltenen Dampfes auf den Taupunkt T p sinkt, wird der Vorgang der Kondensation dieses Dampfes möglich. In Anwesenheit von Kondensationskernen in der Atmosphäre (und die sind fast immer vorhanden) beginnt dieser Prozess wirklich. Die Höhe H, bei der die Dampfkondensation beginnt, bestimmt die untere Grenze der sich bildenden Wolke. Es wird als Kondensationsgrad bezeichnet. In der Meteorologie wird eine Näherungsformel für die Höhe H verwendet (die sogenannte Ferrel-Formel):

H \u003d 120 (T 0 - T p),

wobei H in Metern gemessen wird.

Die von unten nachströmende Luft überquert die Kondensationsebene, und der Prozess der Dampfkondensation findet bereits oberhalb dieser Ebene statt - die Wolke beginnt sich in der Höhe zu entwickeln. Die vertikale Entwicklung der Wolke hört auf, wenn die abgekühlte Luft nicht mehr aufsteigt. In diesem Fall bildet sich eine unscharfe obere Grenze der Wolke. Es wird das Niveau der freien Konvektion genannt. Sie befindet sich etwas oberhalb des Niveaus, bei dem die Temperatur der aufsteigenden Luft gleich der Temperatur der Umgebungsluft wird.

Der zweite Grund für den Anstieg der Luftmassen liegt im Gelände. Der Wind, der entlang der Erdoberfläche weht, kann auf seinem Weg auf Berge oder andere natürliche Erhebungen treffen. Bei ihrer Überwindung werden die Luftmassen zum Aufsteigen gezwungen. Die dabei entstehenden Wolken nennt man Wolken orographischen Ursprungs (vom griechischen Wort oros, was „Berg“ bedeutet). Es ist klar, dass solche Wolken keine signifikante Höhenentwicklung erhalten (sie wird durch die Höhe der von der Luft überwundenen Erhebung begrenzt); in diesem Fall entstehen Stratus- und Nimbostratuswolken.

Der dritte Grund für das Aufsteigen von Luftmassen ist das Auftreten warmer und kalter atmosphärischer Fronten. Wolkenbildung tritt besonders intensiv über einer Warmfront auf - wenn eine warme Luftmasse, die auf einer kalten Luftmasse vorrückt, gezwungen ist, einen Keil aus zurückweichender kalter Luft hinaufzurutschen. Die Stirnfläche (die Oberfläche des kalten Keils) ist sehr sanft - die Tangente ihrer Neigung zur horizontalen Fläche beträgt nur 0,005-0,01. Also die Aufwärtsbewegung Warme Luft unterscheidet sich wenig von horizontaler Bewegung; Als Folge entwickelt sich die über dem Kältekeil entstehende Bewölkung schwach in der Höhe, hat aber eine signifikante horizontale Ausdehnung. Solche Wolken werden Upslip-Wolken genannt. In der unteren und mittleren Ebene sind dies Nimbostratus- und Altostratus-Wolken und in der oberen Ebene Cirrostratus und Cirrus (es ist klar, dass sich die Wolken der oberen Ebene bereits weit hinter der atmosphärischen Frontlinie bilden). Die horizontale Ausdehnung aufsteigender Gleitwolken kann in Hunderten von Kilometern gemessen werden.

Wolkenbildung tritt auch über einer kalten atmosphärischen Front auf – wenn sich eine vorrückende kalte Luftmasse unter eine warme Luftmasse bewegt und diese dadurch anhebt. In diesem Fall können sich neben Upslip-Wolken auch Cumulus-Wolken bilden.

Der vierte Grund für den Anstieg der Luftmassen sind Wirbelstürme. Luftmassen, die sich entlang der Erdoberfläche bewegen, drehen sich in einem Zyklon zum Zentrum der Senke. Dort sammeln sie sich an, erzeugen einen Druckabfall entlang der Vertikalen und stürzen nach oben. Ein intensiver Luftaufstieg bis an die Grenze der Troposphäre führt zu einer starken Wolkenbildung - es treten Wolken zyklonalen Ursprungs auf. Es können geschichtete Nimbus-, Altostratus-, Cumulonimbus-Wolken sein. Niederschlag fällt aus all diesen Wolken und erzeugt das für einen Zyklon charakteristische Regenwetter.

Basierend auf dem Buch von L. V. Tarasov "Winde und Gewitter in der Erdatmosphäre". - Dolgoprudny:Verlag "Intellekt", 2011.
Informationen zu den Büchern des Verlags "Intellect" - auf der Website