يدرس علماء الأرصاد تشكيلات السحب من خلال صور الأقمار الصناعية لتحديد نوع الطقس المتوقع لمنطقة ما والتنبؤ به. تحدث التكوينات السحابية في طبقات متعددة في الغلاف الجوي ، وهو عامل محدد لكيفية تصرف الغيوم - سواء كانت تتشكل في نظام طقس ضخم أو تنجرف ببطء على طول.
بصفتك مراقبًا يقف على الأرض وينظر إلى السماء ، سترى ثلاثة أنواع أساسية من السحب: الرخويات ، والطبقات ، والركام. يصنف العلماء أيضًا هذه الأنواع الثلاثة من السحابة إلى أربع فئات فرعية متميزة: السحب العالية والمتوسطة والمنخفضة ، على أساس على ارتفاع تشكل السحب في الغلاف الجوي ، والغيوم التي تبدأ منخفضة ولكنها تتسلق عالياً في السماء.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تشمل الأنواع الثلاثة الرئيسية للسحب السحب الركامية والطبقية والسحب الرقيقة مع مجموعات فرعية متعددة تحدث داخل هذه الثلاثة.
كيف تتشكل الغيوم
عندما يبرد الهواء تحت نقطة التشبع ، يحدث التكثف لتشكيل السحب. يمكنك مراقبة هذه العملية باستخدام إبريق شاي صغير على الموقد. عندما يسخن الموقد غلاية الشاي ، ويبدأ الماء داخل الغلاية في الغليان ، يحدث التكثف في الفوهة (التي تجعل بعض أباريق الشاي أيضًا صفارة) بسبب الهواء البارد الذي يحيط بالصنبور. يحدث الشيء نفسه عندما تزفر هواءًا رطبًا دافئًا من فمك في الشتاء لتكوين سحابة مصغرة أمام فمك.
ثلاثة أنواع رئيسية من الغيوم ومعنى أسمائهم
لا يزال علماء الأرصاد الجوية يستخدمون نظام التصنيف لتسمية الغيوم التي أنشأها في الأصل الكيميائي والصيدلاني البريطاني لوك هوارد في عام 1803. وهذا ما يسمى نظام لينيان ، باستخدام كلمات من قواعد لاتينية محددة. حتى مع التعديلات الطفيفة على مر السنين ، لا يزال العلماء يعتمدون على نظام تسمية هوارد لتصنيف السحب بسبب بساطتها وكفاءتها.
قام Howard بتعيين أسماء السحابة بناءً على مظهرها والارتفاع. لقد لاحظ أن الغيوم كانت إما حملية - بمعنى أنها تتحرك بشكل دائري وعمودي في الغلاف الجوي - أو أنها ظهرت في طبقات ومكدسة فوق بعضها البعض. تشير فئة أخرى إلى ما إذا كانت السحابة تسبب المطر أم لا. جميع أنواع السحابة الثلاثة الرئيسية لها أسماء تنشأ باللاتينية:
-
سيروس: تعني القاعدة اللاتينية لهذه الكلمة "curl" ، ولهذا السبب تبدو هذه السحب غالبًا مثل ذيول الحصان أو الخيوط الضعيفة.
- ستراتوس: المعنى متعدد الطبقات ، أو ممتد. يشير هذا إلى السحب الممتدة عبر السماء في ملاءات.
-
الركام: تعني "الكومة" ، وهي الطريقة التي تظهر بها هذه الغيوم في السماء: كومة من البطاطس المهروسة أو كرات القطن متجمعة معًا بشكل عشوائي.
مزيج من السحب
بمجرد أن تتعلم الأنواع الأساسية الثلاثة للسحب ، فإن الخطوة التالية هي فهم أشكالها وتنوعاتها الأساسية.
السحب الرقيقة عادةً ما تصف الغيوم المرتفعة في الغلاف الجوي التي يمكن أن تشمل سحبًا ناعمة ، عادةً مع بلورات الجليد. تشمل الاختلافات سمحًا سمحاقيًا وسحقيًا سمحاقية وطبقة سمحاقية كما هو محدد بواسطة موقع السحابة في الغلاف الجوي.
طبقات الغيوم الطبقية لها قمم وقواعد مسطحة ، ويمكن أن تظهر كما لو أنها تشغل السماء بأكملها ، وتمتد من الأفق إلى الأفق. تشتمل التركيبات والاختلافات الأخرى على ستراتوس ، وطبقية ركامية ، وطبقة نيمبوستراتوس ، وطبقية طبقية.
السحب الركامية غالبًا ما تتراكم في طبقات متعددة من الغلاف الجوي ، وتمثل السحب التي تتطور عموديًا. غالبًا ما تبدو السحب الركامية وكأنها أعمدة ذات قمم من نوع سندان أو أعمدة من السحب مكدسة رأسياً. وتشمل الاختلافات الركام ، الركامية ، الركامية ، الركامية والركامية المرتفعة.
البادئات واللاحقات: تشمل الكلمات الأخرى التي يجب معرفتها عندما يتعلق الأمر بوصف السحب الكلمات اللاتينية ألتو معنى مرتفع نيمبو من الكلمة اللاتينية nimbus التي تعني مطر_ ؛ cumulo_ ، بمعنى كومة ؛ و سيرو وهي الكلمة اللاتينية الأساسية لـ curl. تظهر هذه الكلمات كبادئات ، كلمات تأتي قبل كلمة أخرى مثل cirrocumulus (curled heap) ، أو اللواحق ، الكلمات التي تظهر في نهاية كلمة أخرى مثل cumulonimbus ، من الكلمات الأساسية اللاتينية كومولو و نيمبو ترجمت بشكل فضفاض لتعني المطر المتكدس.
تصنيف السحب عن طريق الارتفاع
تحدث الغيوم في الغالب في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير ، والتي تمتد صعودًا من مستوى سطح البحر إلى حوالي 33000 قدم وأحيانًا إلى طبقة الستراتوسفير. يرجع سبب تطور معظم السحب في طبقة التروبوسفير إلى انتشار بخار الماء في هذه الطبقة. تمتد الطبقة التالية ، الستراتوسفير ، من طبقة التروبوسفير حتى 31 ميلًا فوق سطح الأرض - المكان الذي يوجد فيه الأوزون - حيث تطير الطائرات عمومًا لتجنب معظم أنظمة الطقس منخفضة المستوى. تشمل الطبقات الأخرى (حيث لا تظهر السحب) الغلاف الميزوسفير والغلاف الحراري والغلاف الخارجي.
يساعد ارتفاع السحب ووضعها في الغلاف الجوي علماء الأرصاد الجوية وغيرهم من باحثي الطقس على تحديد خصائص السحب الفردية. يخبر هذا التصنيف المتعمق شخص الطقس على الفور بما يحتاج إلى معرفته للتنبؤ بالطقس. تحدث التكوينات السحابية في طبقات منخفضة أو متوسطة أو عالية من الغلاف الجوي ، أو تتشكل عموديًا ، بدءًا من الارتفاعات المنخفضة ، مروراً بطبقات متعددة من السماء. تساعدك معرفة أسماء السحابة المختلفة والبادئات واللواحق على فهم أسماء السحابة المصنفة في أربع مجموعات متميزة بشكل شامل:
- السحب المنخفضة
- الغيوم الوسطى
- غيوم عالية
- غيوم عمودية
السحب المنخفضة وتشمل سحب طبقية ركامية وطبقية وطبقية. تتكون هذه الغيوم عادة على مستوى سطح الأرض حتى ارتفاع حوالي 6000 قدم في السماء. الغيوم التي تحدث على مستوى الأرض هي ما يسميه العلماء الضباب.
الغيوم الوسطى مثل altostratus و altocumulus تشير إلى تلك التي تظهر على ارتفاع 10000 قدم تقريبًا. تتكون هذه السحب عادة من 8000 قدم إلى 12000 قدم وتتكون من بلورات الجليد أو قطرات الماء أو كليهما.
غيوم عالية مثل سمحاقية ، سمحاقية سمحاقية و طبقية سمحانية تحدث على ارتفاعات قريبة من أو فوق 20000 قدم وتحتوي في الغالب على بلورات ثلجية.
غيوم عمودية تشمل الركام ، الركام المتراكم (congestus بمعنى تراكم) و cumulonimbus. تبدأ من ارتفاعات منخفضة وتغطي أكثر من فئة من فئات الارتفاع. على سبيل المثال ، غالبًا ما تبدأ السحب التراكمية الحاملة للمطر عند أقل من 6000 قدم وتمتد صعودًا إلى ارتفاعات تزيد عن 20000 قدم.
السحب ودورة المياه - تخزين المياه في الغلاف الجوي
تلعب السحب دورًا مهمًا في دورة المياه. تصف دورة الماء كيف يتحرك الماء داخل الكوكب وفوقه ، وكيف تخزنه الأرض ، وكيف يتحرك الماء في دوران مستمر. تتكون الغيوم بسبب مراحل التبخر والنتح والتكثيف لدورة المياه ، والتي في النهاية تطلق الماء على شكل ترسيب.
تبخر: هذه هي العملية التي تأخذ الماء السائل من الأرض أو المحيطات وتحولها إلى شكل غازي أو بخاري. ما يقرب من 90 في المائة من الرطوبة في الغلاف الجوي تأتي من المياه السائلة في البحيرات والمحيطات والأنهار والبحار التي تتحول إلى غاز أو بخار في الغلاف الجوي.
النتح: تأتي نسبة الـ 10 في المائة الأخرى من الماء التي تتسرب في شكل غاز أو بخار إلى الغلاف الجوي من النباتات التي تطلقها أثناء عملية التمثيل الضوئي. عندما تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون ، تنفتح الثغور الموجودة في أوراق النبات والأشجار ، مما يسمح أيضًا للماء بالهروب إلى الغلاف الجوي. تتسرب كمية صغيرة من الماء أيضًا إلى الغلاف الجوي من عملية تسمى التسامي ، والتي تحدث غالبًا في مناطق القطب الشمالي من العالم عندما يتحول الجليد إلى بخار دون أن يذوب.
تركيز: بمجرد دخول الماء إلى الغلاف الجوي في شكل غازي أو بخاري ، فإنه يتكثف أو يتحول مرة أخرى إلى الماء في الغلاف الجوي لتكوين السحب ، وهو المسار الأساسي الذي يسمح للماء بالعودة إلى كوكب.
تساقط: ثم تتحرك الغيوم عبر الغلاف الجوي ، وتتغير وتتشكل بفعل الرياح ، والتيارات النفاثة ، ودرجات الحرارة ، وأنظمة الضغط المرتفع والمنخفض. عندما تلتقي الكتل الهوائية الساخنة والباردة ، وتكون الظروف مناسبة ، يبدأ الماء في التراجع إلى الأرض بأشكال مختلفة: الضباب والمطر والثلج والصقيع والجليد والبرد.
تقاليد الطقس: حكايات ماري ومقاييس الأسماك
تظهر السحب الرقيقة في المرتفعات العليا من طبقة التروبوسفير للأرض وأحيانًا في الستراتوسفير ، شكلتها الرياح التي تحدث هناك ، وغالبًا ما تشير إلى اقتراب جبهة الطقس التي يمكن أن تنذر ب عاصفه. لقد تعلم البحارة في القرون الماضية ، الذين لم تكن لديهم التكنولوجيا المتاحة للناس اليوم ، قراءة السماء من خلال الخبرة ونقلوا هذه المعرفة من خلال القوافي والتقاليد والحكايات الشعبية.
إحدى هذه القوافي ، "ذيول الفرس وحراشف الماكريل تجعل السفن الطويلة تحمل أشرعة منخفضة" ، هي طريقة يستخدمها البحارة حددت الغيوم الرقيقة في البحار المفتوحة التي تنبأت بتغير الطقس وعلى الأرجح ، قادم عاصفه. عندما ترى مجموعة من حكايات الفرس ، وهي عبارة عن غيوم ناعمة ومتعرجة وشبيهة بالريش أو غيوم رمادية ممزوجة ببقع من السحب التي تبدو مثل قشور السمك - السحب السميكة - كن على اطلاع على جبهة الطقس القادمة ، والتي تظل نصيحة حقيقية حتى اليوم. غالبًا ما تظهر أنماط السحب على نطاق السمك في نهاية العاصفة أيضًا ، متخلفة خلف واجهة الطقس.
تقاليد الطقس: سماء حمراء في الليل ، فرحة البحار
عند النظر إلى السماء أثناء الليل أو الصباح ، يمكن أن يتنبأ احمرار السماء بالطقس. يقول البحارة ، "سماء حمراء في الليل ، بهجة البحار ؛ سماء حمراء في الصباح ، يحذر البحارة. "عندما عبر البحارة العتبة في الليل ، قبل الشمس مباشرة مجموعات ، ورأى أن السماء كانت حمراء ، فهذا يشير عمومًا إلى أن إبحار الغد سيكون خاليًا من الطقس. عندما تكون السماء صافية ، تضيء غروب الشمس السماء بتدرج أحمر برتقالي ، مما يعني أن الهواء الغرب واضح حيث أن العديد من أنظمة الطقس غير الأعاصير في نصف الكرة الشمالي تتحرك من الغرب إلى الشرق. ولكن عندما تكون السماء حمراء في الصباح ، فهذا يعني أن ضوء الشمس في الشرق يضرب السحب الرقيقة في الغلاف الجوي وينتقل عن بلورات الجليد داخل السحب. نظرًا لأن السحب من نوع cirrus تسبق العاصفة عادةً ، فسيكون البحارة مستعدين لإغلاق الفتحات إذا كانت السماء حمراء في الصباح.
تقاليد الطقس: إذا كانت وولي فليس تمنح الطريق السماوي
هناك قطعة أخرى من تقاليد البحارة التي تعتبر صحيحة في الغالب هي العبارة ، "إذا كان الصوف الصوفي يمنح الطريق السماوي ، فكن بالتأكيد لن تهطل أمطار اليوم ، "يشير إلى السحب الركامية المنتفخة التي تبدو مثل كرات القطن المشوهة في سماء. تحدث معظم هذه الأنواع من الغيوم بشكل عام في طقس معتدل ، حيث تنقط السماء بنفخات يتغير شكلها مع الريح أو تختفي تمامًا لتتشكل في مكان آخر في السماء.
دحض الأسطورة: الغيوم العدسية لا تخفي الأجسام الطائرة المجهولة
إحدى الأساطير التي لا تزال تنتشر هي أن السحابة ذات المظهر الغريب والتي تشبه لوحة مسطحة عملاقة هي في الحقيقة غطاء لصحن طائر. غالبًا ما تسمى غيوم UFO ، تتشكل هذه السحب عادةً بجوار جبل (على الرغم من أنها يمكن أن تحدث في مكان آخر). تحدث هذه السحب بانتظام على طول شمال غرب المحيط الهادئ بالقرب من الجبال في سلسلة Cascade Range الممتدة من ولاية واشنطن عبر ولاية أوريغون وإلى الجزء الشمالي من كاليفورنيا.
تتكون الغيوم العدسية عادة في الخريف والشتاء. بسبب موقعها في الغلاف الجوي ، فإن السحب العدسية تسمى altocumulus lenticularis - من اللاتينية معنى الكلمة على شكل العدس - يتطور في الغالب على طول التلال والوديان فوق أو على جانبي الجبال. تتشكل الأمواج في الغلاف الجوي عندما يتحرك الهواء الرطب لأعلى ولأسفل على جانب الجبل ؛ بمجرد أن يبرد ، يتكثف الهواء الرطب في سحابة على شكل صحن. في بعض الأحيان تتشكل عدة غيوم عدسية فوق بعضها البعض ، مثل كومة من الفطائر تحوم فوق قمة الجبل.