Chmura (meteorologia)
Chmura to para wodna w atmosferze (niebo), która skondensowała się w bardzo małe kropelki wody lub kryształki lodu, które pojawiają się w widocznych kształtach lub formacjach nad ziemią.
Woda na Ziemi odparowuje (zamienia się w niewidzialny gaz) i wznosi się w górę na niebo. Wyżej, gdzie powietrze jest zimniejsze, woda kondensuje się: zamienia się z gazu w krople wody lub kryształki lodu. Widzimy te krople wody jak chmury. Kropelki spadają z powrotem na ziemię jak deszcz, a potem woda znów odparowuje. Nazywa się to "obiegiem wody".
Atmosfera zawsze ma trochę pary wodnej. Chmury tworzą się wtedy, gdy atmosfera nie jest już w stanie utrzymać całej niewidzialnej pary wodnej. Kolejna para wodna skrapla się do bardzo małych kropel wody.
Ciepłe powietrze zawiera więcej pary wodnej niż chłodne powietrze. Więc jeśli ciepłe powietrze z dużą ilością wody w środku schładza się, może utworzyć chmurę. Są to sposoby, w jaki powietrze może ochłodzić się na tyle, by utworzyć chmury:
- gdy powietrze blisko ziemi jest ogrzewane przez słońce i wznosi się tam, gdzie jest zimniej.
- wzdłuż frontów pogodowych cieplejsze powietrze jest schładzane, ponieważ przechodzi w zimniejsze;
- Gdy powietrze idzie w górę, ochładza się, gdy idzie wyżej;
- kiedy ciepłe powietrze przechodzi nad czymś zimniejszym, np. nad chłodną wodą w jeziorze) lub ziemią, która jest ochłodzona w nocy, ochładza się.
Chmury nie są ciężkie. Woda w chmurze może mieć masę kilku milionów ton. Każdy metr sześcienny (m3) chmury ma w sobie tylko około 5 gramów wody. Kropelki chmury są również około 1000 razy cięższe od odparowanej wody, więc są znacznie cięższe od powietrza. Nie opadają, lecz pozostają w powietrzu, ponieważ dookoła cięższych kropel wody znajduje się ciepłe powietrze. Kiedy woda zamienia się z gazu w krople, robi się ciepło. Ponieważ kropelki są bardzo małe, "przyklejają się" do ciepłego powietrza.
Czasami chmury wydają się być błyskotliwymi kolorami o wschodzie lub zachodzie słońca. Jest to spowodowane cząsteczkami kurzu w powietrzu.
Chmury na niebie
Klasyfikacja chmury
Chmury są klasyfikowane w zależności od tego, jak wyglądają i jak wysoka jest podstawa chmury na niebie. System ten został zaproponowany w 1803 roku. Istnieją różne rodzaje chmur, ponieważ powietrze, w którym się tworzą, może być spokojne lub poruszać się do przodu lub w górę i w dół z różną prędkością. Bardzo grube chmury z wystarczająco dużymi kroplami wody mogą powodować deszcz lub śnieg, a największe chmury mogą powodować grzmoty i uderzenia pioruna.
Istnieje pięć podstawowych rodzin chmur w oparciu o to, jak one wyglądają:
- Chmury Cirrusa są wysokie i cienkie. Powietrze jest bardzo zimne na wysokim poziomie, dlatego chmury te są wykonane z kryształów lodu zamiast z kropli wody. Chmury Cirrusa są czasami nazywane ogonami klaczy, ponieważ wyglądają jak ogony konia.
- Chmury Stratus są jak płaskie arkusze. Mogą to być chmury niskopoziomowe (stratus), średniopoziomowe (altostratus), wysokopoziomowe (cirrostratus) lub grube wielopoziomowe, które tworzą deszcz lub śnieg (nimbostratus).
- Chmury Stratocumulus występują w postaci zwojów lub fałdek. Mogą to być chmury niskopoziomowe (stratocumulus), średniopoziomowe (altocumulus), lub wysokopoziomowe (cirrocumulus).
- Chmury Cumulus są obrzmiały i małe, gdy powstają po raz pierwszy. Mogą one przerodzić się w chmury sterty, które mają umiarkowany zasięg pionowy (nic nie dodaje się do nazwy), lub stać się chmurami pionowymi wznoszącymi się (cumulus wznoszący).
- Cumulonimbus chmury są bardzo dużymi chmurami typu cumulus, które zwykle rozwijają wierzchołki cirrusów, a czasem także inne cechy, które nadają im własny, niepowtarzalny wygląd.
Poniżej znajduje się podsumowanie głównych typów chmur uporządkowanych według ich wysokości:
Chmury wysokopoziomowe
Wysokie chmury tworzą się od 10.000 do 25.000 stóp (3.000 do 8.000 m) w zimnych miejscach, od 16.500 do 40.000 stóp (5.000 do 12.000 m) w łagodnych regionach i od 20.000 do 60.000 stóp (6.000 do 18.000 m) w bardzo gorących tropikach. Są one zbyt wysokie i zbyt cienkie, aby wytworzyć deszcz lub śnieg.
Wysokopoziomowe chmury obejmują:
- Cirrus (Ci)
- Cirrocumulus (Cc)
- Cirrostratus (Cs)
Chmury średniego poziomu
Środkowe chmury tworzą się zwykle na wysokości 2 000 metrów (6 500 stóp) w chłodniejszych miejscach. Jednak w tropikach, gdzie przez cały rok jest bardzo ciepło, mogą one tworzyć się nawet na wysokości 8000 stóp. Środkowe chmury są zwykle zbudowane z kropli wody, ale mogą mieć także kryształki lodu. Od czasu do czasu wytwarzają one deszcz lub śnieg, które zazwyczaj odparowują przed dotarciem do ziemi.
Chmury średniego poziomu obejmują:
- Altocumulus (Ac)
- Altostratus (As)
Chmury niskiego poziomu
Niskie poziomy chmur są zwykle widoczne od poziomu bliskiego ziemi do wysokości nawet 2 000 m. Niskie chmury są zwykle zbudowane z kropel wody i mogą czasami powodować bardzo lekki deszcz, mżawkę lub śnieg.
Chmury niskiego poziomu obejmują:
- Stratocumulus (Sc)
- Stratus (St)
Kiedy bardzo niska warstwa chmury dotyka ziemi, nazywa się to mgłą.
Chmury średnio-pionowe
Są to chmury o średniej grubości, które mogą tworzyć się w dowolnym miejscu od poziomu bliskiego ziemi do wysokości nawet 3000 stóp (3 000 m). Cumulus średniego poziomu nie posiada dodatku altu do swojej nazwy. Wierzchołki tych chmur są zazwyczaj niewiele wyższe niż 6000 m. Są to chmury o średniej grubości, które mogą tworzyć się w dowolnym miejscu od poziomu bliskiego ziemi do 3000 m. Pionowe chmury często tworzą deszcz i śnieg. Są one zbudowane głównie z kropli wody, ale gdy przepychają się przez zimne wyższe poziomy, mogą mieć również kryształki lodu.
Chmury średnio-pionowe obejmują:
- Cumulus (Cu)
- Nimbostratus (Ns)
Wieża - chmury pionowe
Chmury te są bardzo wysokie, a ich wierzchołki mają zazwyczaj wysokość ponad 6000 stóp. Mogą one powodować ulewne deszcze i opady śniegu. Cumulonimbus, największe chmury ze wszystkich, mogą również wywoływać burze z piorunami. Chmury te zbudowane są głównie z kropli wody, ale wierzchołki bardzo dużych chmur cumulonimbus są często zbudowane głównie z kryształów lodu.
Wieża - chmury pionowe obejmują:
- Cumulus górujący (Tcu)
- Cumulonimbus (Cb)
Niebo chmur cirrusowych (po lewej) zamieniających się w cirrostratus (środek-prawa) z pewnym cirrocumulusem (góra prawa).
Pejzaż chmur średnio-pionowego cumulusu nad Swifts Creek, Victoria, Australia
Galeria
· 
Szczyty górskie przebijające się przez poszarpane chmury stratusowe w Alpach Szwajcarskich.
· 
Chmura Cumulus unosząca się nad Oceanem Spokojnym z niską stratokumulacją w tle.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest chmura?
O: Chmura to para wodna w atmosferze (niebie), która skondensowała się w bardzo małe kropelki wody lub kryształki lodu, które pojawiają się w widocznych kształtach lub formacjach nad ziemią.
P: Jak powstaje chmura?
O: Chmury tworzą się, gdy atmosfera nie może już pomieścić całej niewidocznej pary wodnej. Każda kolejna para wodna kondensuje się w bardzo małe kropelki wody. Ciepłe powietrze zawiera więcej pary wodnej niż chłodne, więc jeżeli ciepłe powietrze z dużą ilością wody w środku ochłodzi się, może utworzyć chmurę. Oto sposoby, w jakie powietrze może się ochłodzić na tyle, aby utworzyć chmury: gdy powietrze blisko ziemi jest ogrzewane przez słońce i wznosi się do miejsca, gdzie powietrze jest chłodniejsze; wzdłuż frontów atmosferycznych cieplejsze powietrze jest ochładzane, gdy napotyka na zimniejsze; gdy powietrze idzie w górę zbocza góry, ochładza się, gdy wznosi się wyżej; gdy ciepłe powietrze przechodzi nad czymś zimniejszym (np. chłodną wodą w jeziorze) lub ziemią, która jest schłodzona w nocy, ochładza się.
P: Jak ciężkie są chmury?
O: Chmury są ciężkie - woda w chmurze może mieć masę kilku milionów ton, a każdy metr sześcienny (m3) chmury zawiera tylko około 5 gramów wody. Kropelki chmur są również około 1000 razy cięższe od wyparowanej wody, a więc są znacznie cięższe od powietrza. Nie spadają, lecz pozostają w powietrzu, ponieważ wokół nich jest ciepłe powietrze, które pomaga im się "przykleić".
P: Dlaczego niektóre chmury mają jaskrawe kolory o wschodzie lub zachodzie słońca?
O: Dzieje się tak dlatego, że cząsteczki pyłu w atmosferze odbijają światło pod różnymi kątami, co powoduje, że o wschodzie lub zachodzie słońca wyglądają jak jaskrawe kolory.
P: Co się dzieje, gdy deszcz spada z powrotem na ziemię?
O: Gdy deszcz spada z powrotem na ziemię, cykl zaczyna się od nowa - woda ponownie wyparowuje, a proces ten nazywany jest "cyklem wodnym".
P: Co sprawia, że chmury są zawieszone w powietrzu?
O: Ciepło wytworzone w wyniku zamiany gazu w kropelki pomaga utrzymać chmury w zawieszeniu w powietrzu, ponieważ te maleńkie kropelki przylegają do ciepłych kieszeni otaczającego je ciepłego powietrza, co zapobiega ich opadaniu w kierunku powierzchni Ziemi.
