Eduscience

Rozwój chmur burzowych

Jerzy Speil

Tego lata często występowały opady przelotne i burze. Zjawiska te związane są z chmurami Cumulonimbus (kłębiasto-opadowe), które są chmurami konwekcyjnymi, czyli rozwijającymi się wskutek występowania prądów konwekcyjnych.

    Konwekcja w atmosferze to unoszenie się znacznych porcji powietrza o rozmiarach rzędu setek metrów lub kilometrów, które spowodowane jest najczęściej ogrzewaniem powietrza od podłoża. Unoszące się powietrze ochładza się, zawarta w nim para wodna na pewnej wysokości skrapla się i w ten sposób powstaje chmura, której kształt ukazuje strumień konwekcyjny. Występowanie konwekcji i jej zasięg zależy od pionowego rozkładu temperatury w troposferze. Przy znacznym ogrzewaniu powietrza i dużej wilgotności, co często zdarza się w ciepłej porze roku, konwekcja może sięgać od podłoża do wysokości kilku kilometrów, czasem aż do granicy troposfery, czyli do około 12 km w naszej szerokości geograficznej. Taką też wysokość mogą osiągać wierzchołki najwyższych chmur. Temperatura zazwyczaj spada z wysokością i na granicy troposfery osiąga około -55 oC. Nawet w gorące dni letnie, powyżej wysokości 3-4 km temperatura spada już poniżej 0 oC. Chmury Cumulonimbus w dolnej części zbudowane są z kropelek wody, zaś górna część składa się z kryształków lodu, co wyraźnie widać gdy można obserwować całą chmurę z pewnej odległości. Czasem można obserwować rozwój takiej chmury od fazy chmury Cumulus (kłębiastej), kiedy wierzchołek nie osiąga jeszcze poziomu zamarzania i chmura składa się prawie wyłącznie z kropelek wody. Kiedy jednak wierzchołki wypiętrzającej się chmury Cumulus przekroczą poziom gdzie temperatura spada poniżej -15 oC (zazwyczaj 5-6 km), to większość kropelek zamarza tworząc drobne kryształki lodu. Obserwując wtedy taką chmurę można zauważyć, że jej wierzchołek, dotychczas widoczny jako „pączkujące bąble” o ostrych krawędziach, zamienia się we włochaty, rozszerzający się często pióropusz lub wachlarz. Jest to niewątpliwa oznaka, że chmura Cumulus zamieniła się w Cumulonimbus. Obecność kryształków lodu w takiej chmurze pozwala na szybkie tworzenie się opadu, wobec czego może z niej padać deszcz, czasem nawet grad, oraz może wystąpić burza.

    Przykład przekształcania się i rozwoju chmury Cumulonimbus widać na kilku zamieszczonych fotografiach wykonanych 10 sierpnia w godzinach wieczornych w Zawoi (Beskid Żywiecki). Na pierwszej fotografii widać jeszcze mocno rozbudowaną chmurę Cumulus, oświetloną nisko położonym słońcem. Na następnej wykonanej 26 minut później, wierzchołek chmury jest już „włochaty”, Cumulus zamienił się w Cumulonimbus. Na kolejnych fotografiach widać rozwój górnej „lodowej” części chmury, która wtedy rozpościerała się już na boki, najwidoczniej na tej wysokości natrafiła na warstwę hamującą konwekcję (inwersyjną). Generalnie widać na tych obrazach, że rozwój chmury został zahamowany, prawdopodobnie brak ogrzewania podłoża przez słońce, które już zachodziło, był przyczyną zanikania konwekcji. W ciągu dnia jednak, konwekcja była silna, co widać na fotografii wykonanej o 10:46 (Fot. 6) w okolicach Jeleśni koło Żywca. Ta potężna chmura Cumulus po kilkudziesięciu minutach przekształciła się w chmurę Cumulonimbus z wyładowaniami atmosferycznymi oraz z ulewnym deszczem.

    Na następnej fotografii (Fot. 7) widać również chmurę tego rodzaju, gdzie z prawej strony widoczne są kłęby o ostrych zarysach, natomiast z lewej strony wierzchołek jest już wyraźnie „lodowy” o rozmytych brzegach. W pełni rozwiniętą, efektowną chmurę Cumulonimbus z rozległą górną częścią, tak zwanym „kowadłem”, widać na fotografii wykonanej 14 czerwca tego roku (Fot. 8).

Galeria zdjęć

Dodaj komentarz