どのような6クラウドが天気について明らかにすることができますか

Cumulonimbus:地平線の雨と雷。
Cumulonimbus:地平線の雨と雷。

現代の天気予報は、 複雑なコンピュータシミュレータ。 これらのシミュレータは、空気の動き、太陽の暖かさ、雲と雨の形成など、大気を表すすべての物理方程式を使用します。

インクリメンタルな 時間の経過による予測 現代の5日間の天気予報が3日間の予報と同じくらい巧妙であることを意味します 20年前.

しかし、あなたの頭上の気象が今後数時間にどのように変化する可能性があるかを予測するためにスーパーコンピュータは必要ありません。これは文化を越えて知られています 千年。 あなたの上の空を目の当たりにして、雲がどのように形成されるかを少し知ることで、雨が降っているかどうかを予測できます。

さらに、雲の形成の背後にある物理学を少し理解すれば、大気の複雑さが強調され、数日を超える天気を予測することがなぜ挑戦的な問題であるかについてのいくつかの光が浮かび上がってくる。

だからここには6つの雲があり、気候を理解するのを助けることができます。

1)積雲

積雲:小さな白いふわふわの雲。
積雲:小さな白いふわふわの雲. Brett Sayles / Pexels, CC BY

雲は、空気が露点まで冷却されたときに形成されます。露点は、空気がすべての水蒸気を保持できなくなる温度です。 この温度では、水蒸気が凝縮して液体の水滴を形成し、これを雲のように観測する。 このプロセスが起こるためには、空気が大気中で強制的に上昇すること、または湿った空気が寒冷地に接触することが必要です。

晴れた日には、太陽の輻射によって土壌が加熱され、その土地のすぐ上の空気が加熱されます。 この暖かい空気は対流と形で上昇する 積雲。 これらの「晴天」の雲は綿毛のように見えます。 雲がいっぱいになった空を見ると、それらは平らな基盤を持つことに気付くかもしれません。それらはすべて同じレベルにあります。 この高さでは、地面からの空気は露点まで冷却されています。 積雲は一般的に雨が降っていない - あなたは天気の良い日にいる。

2)覚醒剤

小さなクムルスは雨が降っていませんが、クムルスが大きくなり、大気中に向かって高くなっていることに気付くと、雨が降っている兆しです。 これは夏には一般的で、朝のクムルスは深く進化しています CB (雷雨)午後の雲。

特徴的なアンビルの形をした累積錘。
特徴的なアンビルの形をした累積錘。

地面の近くでは、Cumulonimbusは明確に定義されていますが、より高いところでは、彼らは端にぼんやりと見えるようになります。 この遷移は、雲がもはや水滴ではなく、氷晶であることを示しています。 風の吹き出しが水滴を雲の外に吹き飛ばすと、より乾燥した環境で急速に蒸発し、水の雲が非常に鮮明になります。 一方、雲の外に運ばれた氷の結晶はすばやく蒸発せず、華やかな外観を与えます。

Cumulonimbusはしばしばフラットトップです。 Cumulonimbus内では、対流によって暖かい空気が上昇する。 そうすることで、それは周囲の大気と同じ温度になるまで徐々に冷える。 このレベルでは、空気はもはや浮揚していないので、さらに上昇することはできません。 その代わりに広がり、特徴的なアンビル形状を形成する。

3)シーラス

シーラスの雲は、暖かい前線と雨の接近を示すことができます。
シーラスの雲は、暖かい前線と雨の接近を示すことができます。
写真クレジット: Simon A. Eugster

シーラス 大気中で非常に高くなる。 彼らは大胆で、大気中に降り注ぐ氷結晶で構成されています。 Cirrusが異なる速度で動く風によって水平に運ばれる場合、特徴的なフック付きの形状をとります。 シーラスは非常に高い高度または緯度でのみ地上レベルで雨を生産します。

しかし、シーラスが空をもっと覆い始めると気付くと、シーラスは低くなり、より厚くなっていきます。これは暖かいフロントが近づいていることを示す良い指標です。 暖かいフロントでは、暖かい空気と冷たい空気が出会う。 より軽い暖かい空気が冷たい空気の塊の上に上がるように強制され、雲の形成につながります。 降りる雲は、正面が近くに近づいていることを示し、次の12時に雨が降る。

4)Stratus

ストラタス:暗い。
ストラタス:暗い。
ハンナクリステンセン, 著者提供

層雲 空を覆う低い連続雲のシートです。 ストラスタスは穏やかに上昇する空気によって、または冷たい陸や海面に湿った空気を運ぶ穏やかな風によって形成されます。 Stratusの雲は薄いので、状況は暗いと感じるかもしれませんが、雨はほとんどないでしょうし、せいぜい軽い霧雨です。 ストラタスは霧と同じです。霧の日に山間を歩いていたら、雲の中を歩いています。

5)レンチキュラー

私たちの最後の2つの雲の種類は、あなたが来る天気を予測するのに役立つわけではありませんが、大気の非常に複雑な動きを垣間見ることができます。 滑らかなレンズ形状 レンズ状の 空気が吹き上げられ、山間部を越えて雲が形成されます。

レンチキュラーの雲が山々の上に形成されます。
レンチキュラーの雲が山々の上に形成されます。

山を過ぎると、空気は元のレベルに戻ります。 それが沈むと、それは暖まり、雲は蒸発する。 しかし、それはオーバーシュートする可能性があり、その場合には大気のボブが元に戻り、別のレンチキュラー雲が形成される。 これは山の範囲を超えて何らかの方法で広がる雲の列につながる可能性があります。 風と山や他の表面の特徴との相互作用は、天候の正確な予測を得るためにコンピュータシミュレータで表現されなければならない多くの詳細の1つです。

6)ケルビン・ヘルムホルツ

そして、最後に、私の個人的なお気に入り。 ザ ケルビン - ヘルムホルツ 雲は砕ける海の波に似ています。 異なる高さの空気質量が異なる速度で水平に移動すると、状況は不安定になります。 大気の境界は波状になり始め、結局大きな波が形成されます。

ケルビン - ヘルムホルツの雲は、海の波を壊すようなものです。
ケルビン - ヘルムホルツの雲は、海の波を壊すようなものです。

会話ケルビン・ヘルムホルツの雲はまれですが、デンマーク西部のユトランドを唯一の唯一の瞬間としていました。空気の塊に雲が含まれていれば、大気中でこのプロセスが起こることがわかります。 クラウドは壊れた波をトレースして、頭上の目に見えない動きの複雑さを明らかにします。

著者について

ハンナクリステンセン、客員研究員、大洋洋惑星物理学、 オックスフォード大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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