Awan adalah hasil pemeluwapan wap air. Mereka memainkan peranan penting dalam proses pengagihan semula kelembapan di Bumi.
Komposisi awan
Bergantung pada komposisi dibahagikan kepada 3 kumpulan:
- Air - sepenuhnya terdiri daripada titisan air (di atas -10 ℃). Pada suhu di bawah sifar, penurunannya disejukkan.
- Ais atau kristal - sepenuhnya terdiri daripada kristal ais (di bawah -15 ℃).
- Campuran - campuran kristal ais dan titisan air (dari -10 hingga -15 ℃).
Titisan air dan kristal disebut unsur awan. Ukuran tetes berbeza dengan ketara. Mereka ditentukan menggunakan kaedah mikrofotografi (membuat foto dengan pembesaran tinggi).
Ketika awan baru mulai terbentuk, diameter titisan di dalamnya bervariasi antara 5-50 mikron (1 mikron = 0.001 mm). Pada tahap pengembangan awan, tetesan menjadi lebih besar - dari diameter 50 hingga 200 mikron. Mereka mula jatuh sedikit demi sedikit, sementara dalam meteorologi mereka berbicara tentang hujan lebat - gerimis. Di masa depan, titisan dapat diubah menjadi titisan hujan dengan diameter 500 hingga 5000 mikron.
Fakta menarik: awan kelihatan ringan dan "lapang", tetapi pada kenyataannya berat awan besar kira-kira 1 tan.
Kristal mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeza bergantung pada kelembapan dan suhu udara. Sebilangan besar disebut lengkap dan menyerupai bentuk prisma heksagon. Sekiranya ketinggian kristal seperti itu kecil berbanding pangkal, ini adalah pinggan. Kristal yang bertentangan adalah tiang ais. Juga terdapat unsur-unsur bentuk kompleks, berbentuk jarum.
Oleh itu, tetesan air berukuran kecil, tetapi ketumpatannya dalam komposisi awan adalah beberapa ratus dalam 1 cm³. Sebaliknya, kristal lebih besar, tetapi kurang padat - hingga 100 dalam 10 cm³.
Ciri penting lain ialah kandungan air - ini adalah jumlah air yang terkandung dalam 1m³ awan. Kandungan air purata:
- awan dengan titisan kecil - hingga 1 g / m³;
- cumulus - 2 g / m³;
- cumulonimbus - 4-5 g / m³;
- kristal - sehingga 0.02 g / m³;
- bercampur - 0.2-0.3 g / m³.
Bagaimana awan terbentuk?
Pembentukan awan adalah proses yang kompleks, semua peringkatnya berkait rapat. Awan boleh terbentuk pada lintang mana pun.
Pembentukan awan
Awan berlaku kerana peralihan wap air ke keadaan cecair atau pepejal - pemeluwapan. Ia berlaku kerana dua sebab: penurunan suhu dan peningkatan kelembapan mutlak. Selalunya, kedua-dua faktor tersebut hadir pada masa yang sama.
Penurunan suhu dijelaskan oleh kenaikan massa udara, serta pergerakan mendatar mereka (advection). Oleh itu, udara hangat berada di atas permukaan bumi yang sejuk. Jisim udara meningkat kerana beberapa sebab:
- perolakan;
- topografi;
- siklon;
- pembentukan bahagian depan atmosfera.
Apabila permukaan bumi dipanaskan secara intensif oleh sinar matahari, panas dipindahkan ke udara. Perolakan berlaku - udara yang dipanaskan naik dengan cepat, dan mula sejuk pada ketinggian. Ia mengandungi wap air. Terdapat konsep titik embun - ini adalah suhu di mana wap air mencapai titik tepu dan mula mengembun.
Ketinggian di mana proses menukar wap menjadi titisan embun bermula adalah batas bawah awan yang terbentuk atau tahap pemeluwapan. Dalam kes ini, udara yang dipanaskan terus mengalir dari permukaan bumi. Ia melintasi batas bawah, dan pemeluwapan berlaku pada tahap yang lebih tinggi. Sehingga awan semakin besar. Batas atasnya biasanya dinyatakan secara tidak jelas, ia disebut tahap perolakan bebas.
Fakta menarik: kadang-kadang ketinggian muncul di laluan arus udara. Semasa mengatasi mereka, massa udara meningkat.Awan seperti itu berasal dari orografi. Ketinggian mereka ditentukan oleh ketinggian halangan.
Siklon adalah jisim udara dalam bentuk pusaran atmosfera. Jisim udara berputar ke arah pusat paksi menegak siklon. Oleh kerana itu, penurunan tekanan berlaku - aliran udara meningkat secara intensif. Mereka dapat mencapai batas atas troposfer dan membentuk sejumlah besar lapisan berlapis, hujan, awan kumulus dan jenisnya. Awan seperti itu selalu membawa hujan.
Pengaruh bahagian depan atmosfera pada awan
Bahagian depan atmosfera terbentuk akibat penumpukan jisim udara panas dan sejuk. Dalam kes ini, awan dapat muncul di bahagian depan yang panas dan sejuk. Pembentukan awan yang terlalu panas berlaku secara lebih intensif.
Semasa perlanggaran massa udara, aliran hangat bergerak ke atas - di sepanjang garis lembut aliran sejuk atau sepanjang permukaan depan. Semasa udara bergerak hampir secara mendatar (dengan sedikit penyimpangan ke atas), awan meluncur menaik terbentuk. Awan seperti itu terkenal kerana ketinggian kecil dan panjangnya yang signifikan dalam arah mendatar - hingga beratus-ratus kilometer.
Awan kumulus terbentuk di atas hadapan atmosfera sejuk. Apabila jisim udara hangat meluncur ke atas, sejuk bergerak tepat di bawahnya.
Bagaimana awan melambung di langit?
Awan lebih ringan daripada udara. Mereka terletak di ketinggian yang berbeza. Awan bergerak melintasi langit kerana pergerakan jisim udara, angin mengalir.
Fakta menarik: Pergerakan awan ke arah yang bertentangan adalah fenomena yang luar biasa tetapi dapat difahami. Ini disebabkan oleh fakta bahawa awan tidak berterusan dan bergerak bersama dengan arus udara. Pada masa yang sama, arah dan kelajuan angin berubah dengan ketinggian.
Di manakah awan ditemui?
Setiap kumpulan awan mempunyai zon lokasi tertentu, yang bergantung pada waktu tahun. Jadi, pada musim bunga dan musim panas (di lintang sederhana) awan air menempati bahagian bawah troposfer (lapisan atmosfera yang lebih rendah, batas atasnya terletak pada ketinggian 6-20 km). Awan campuran menempati lapisan tengah troposfera, sementara awan kristal menempati lapisan atas. Dengan bermulanya musim luruh-musim sejuk, awan ais dapat terjadi di troposfera bawah.
Terdapat juga klasifikasi awan, yang mana ia dibahagikan kepada keluarga dan genera. Setiap keluarga mempunyai peringkat masing-masing:
- Awan pengembangan menegak (perolakan).
- Tingkat bawah adalah sejauh 2 km.
- Tahap tengah adalah dari 2 hingga 6 km.
- Tingkat atas adalah dari 6 hingga 13 km.
Jenis awan
Terdapat 10 genera atau jenis awan utama yang berbeza dari segi penampilan, bentuk dan parameter lain.
Awan kumulus
Berbeza dalam ketumpatan, warna putih terang. Dibangunkan dalam arah menegak. Bahagian atas mempunyai bentuk bulat. Mereka terbentuk, sebagai peraturan, dalam massa udara neutral atau sejuk. Ketebalan - 1-2 atau 3-5 km.
Awan berlapis
Strukturnya mengingatkan kabut kerana homogenitas, tetapi menempati ketinggian 100-400 m. Selalunya mereka mengetatkan langit sepenuhnya, kadang-kadang air mata diperhatikan. Ketebalan purata puluhan, beratus-ratus meter.
Awan stratokumulus
Mereka berbeza dengan warna kelabu dan terdiri terutamanya dari air. Mereka boleh dilambangkan sebagai jisim atau gelombang berterusan yang dipisahkan oleh sinar matahari. Ketebalan - 200-800 m.
Altostratus
Secara luar menyerupai kerudung kelabu, kadang-kadang dengan warna kebiruan. Mungkin mempunyai struktur yang homogen atau sedikit dinyatakan. Komposisi dikuasai oleh kristal, titisan sejuk.
Awan Altokumulus
Ciri khas untuk musim panas. Mungkin mempunyai warna putih, kelabu, biru. Mereka berbentuk piring, serpihan koyak, di mana sinar matahari bersinar. Pada ketinggian, mereka memanjang beberapa ratus meter. Kadang kala ia berubah menjadi kuat.
Awan spindrift
Banyak unsur cirrus (benang, serpihan, rabung), memanjang.Mereka mempunyai struktur berserat dan kemungkinan adanya kilau sutera. Mereka terletak di ketinggian tinggi dan terdiri daripada kristal.
Kristal besar mendominasi, yang kelihatan jatuh. Oleh itu, awan cirrus dicirikan oleh tahap menegak yang signifikan dan arah filamen yang tidak rata.
Awan cirrocumulus
Mereka mempunyai bentuk memanjang bulat, yang terdapat pada ketinggian 6 km. Ciri khas adalah ketiadaan bayangan. Anda juga boleh mengotorkan tepi dalam bentuk pelangi. Dibentuk dari kristal.
Awan Cirrostratus
Dipersembahkan dalam bentuk naungan putih dengan struktur yang homogen. Lut sinar matahari dan cahaya bulan. Mungkin berkabut atau berserabut.
Fakta menarik: Dengan penyertaan awan cirrostratus, fenomena yang disebut halo atau halo sering terjadi. Ini adalah fenomena atmosfera sifat optik, yang merupakan cahaya di sekitar sumber cahaya. Ini timbul kerana fakta bahawa sinar cahaya yang melewati awan dibiaskan oleh kristal. Halo lebih sering berbentuk bulatan, separuh bulatan, tiang cahaya, dll.
Awan hujan
Lapisan pepejal kelabu gelap. Ketebalannya mencapai beberapa kilometer. Sepanjang tempoh pemendakan ini kelihatan homogen. Pada waktu rehat, mereka menjadi heterogen.
Awan cumulonimbus
Mereka dibezakan oleh kepadatan, pengembangan menegak, hujan lebat dengan guruh, hujan es. Terbentuk dari awan cumulus yang besar. Mereka dapat dikumpulkan dalam barisan panjang - sebaris squall.
Bagaimana membezakan awan cumulus, Altocumulus dan Cirrocumulus di langit?
Awan kumulus mempunyai bentuk yang jelas, ukuran besar. Ketebalannya biasanya sepadan dengan lebar atau melebihi dari itu. Awan Altocumulus kecil dan tersebar di langit (paling sering muncul pada musim bunga dan musim panas). Awan cirrocumulus tipis, menyerupai gelombang atau riak kerana banyak selekoh.
Jenis awan yang jarang berlaku
Sekiranya cumulus, cirrus dan awan lain biasa, maka melihat varietas yang dijelaskan di bawah di langit dapat dianggap keberuntungan.
Pagi Gloria
Gelombang atmosfera rendah, yang paling sering diperhatikan di bahagian utara Australia (Teluk Carpentaria). Pakar masih belum dapat menentukan punca sebenar pembentukan awan tersebut. Panjangnya berukuran ratusan kilometer, terletak pada ketinggian 100-200 m.
Kolar Ribut
Nama lain ialah awan kasar. Ini juga nama umum untuk sebilangan awan cumulonimbus tertentu yang menyerupai batang panjang dalam bentuk. Selalunya kerah ribut petir terbentuk di sempadan bahagian depan atmosfer pada ketinggian 100 hingga 2000 m. Ia membawa rentetan, hujan lebat, ribut petir, dan penurunan tekanan di dekat permukaan bumi. Pagi gloria dianggap sebagai kerah ribut petir yang paling jarang berlaku.
Kesan Fallstreak
Apabila jurang muncul di lapisan awan Altocumulus atau Cirrocumulus yang berterusan, ini adalah kesan Fallstreak. Lubang besar muncul akibat kristal ais jatuh. Mereka terbentuk di tingkat atas atau bahkan di gas ekzos pesawat terbang.
Tertakluk kepada beberapa keadaan (suhu udara, kelembapan, setetes air sejuk), kristal pada musim gugur menyerap air dan peningkatan ukurannya. Air di awan menguap dan jurang terbentuk.
Awan lentikular
Awan lentikular (lentikular) tidak bergerak melintasi langit tanpa mengira kekuatan angin. Mereka timbul di antara dua lapisan udara atau di puncak gelombang udara. Kestabilan disebabkan oleh fakta bahawa proses pemeluwapan dan penyejatan berlaku secara berterusan dalam aliran gelombang. Selalunya terletak berhampiran kawasan pegunungan pada ketinggian 2-15 km.
Awan Calvin Helmholtz
Mereka menyerupai gelombang laut dan terbentuk ketika dua lapisan udara bergerak dengan kecepatan yang berbeza. Dalam kes ini, lapisan atas bergerak lebih pantas, lebih rendah - lebih perlahan.Lebih biasa berlaku pada angin kencang dan perubahan kepadatan udara.
Awan cendawan
Awan berbentuk cendawan terbentuk bukan hanya akibat letupan nuklear atau termonuklear. Ia boleh terbentuk kemudian dalam letupan biasa, dengan syarat tidak ada gangguan yang berbeza (misalnya angin). Ini juga termasuk letupan yang disebabkan oleh kejatuhan meteorit, letusan gunung berapi.
Awan keperakan
Fenomena yang jarang berlaku ini mempunyai beberapa nama. Antaranya ialah awan bercahaya malam. Kenyataannya adalah bahawa mereka dapat dipertimbangkan hanya dalam keadaan senja yang mendalam atau semasa gerhana matahari. Awan ini terletak cukup tinggi - rata-rata, pada ketinggian 82 km. Kajian mereka dilakukan bukan hanya dari Bumi, tetapi juga dengan bantuan probe roket.
Fakta menarik: sumbangan besar dalam kajian awan perak dibuat oleh ahli astronomi Rusia - Vitold Cerasky. Dibuktikan bahawa fenomena ini adalah ciri bukan sahaja Bumi, tetapi juga planet lain, misalnya, Marikh. Pada tahun 2007, satelit NASA AIM dilancarkan, antara tugasnya adalah mengkaji awan perak.
Ubur-ubur awan
Awan mendapat nama ini kerana persamaan bentuknya dengan ubur-ubur. Mereka terbentuk di tempat-tempat di mana basah (dari Gulf Stream) dan udara kering (atmosfera) bertembung. Bahagian bawah, menyerupai tentakel, terbentuk kerana jatuh, tetapi menguap seketika.
Awan mendung
Awan dengan struktur marsupial ciri. Setiap sel mempunyai ukuran sekitar 500 meter. Mereka dianggap sangat jarang (dijumpai beberapa kali selama 10 tahun) dan terbentuk berkaitan dengan taufan tropika.
Ibu dari awan mutiara
Terbentuk pada ketinggian kira-kira 20 hingga 30 km. Sangat jarang, tetapi mereka tidak dapat dikelirukan dengan jenis awan yang lain kerana warnanya yang spesifik. Mereka terbentuk pada musim sejuk-musim bunga dan hanya dapat dilihat sebelum matahari terbit atau selepas matahari terbenam.
Mengapa awan putih?
Awan berwarna putih kerana kandungan unsur awan yang tinggi di dalamnya - titisan dan kristal. Mereka memantulkan sinar matahari. Semakin kecil ukuran elemen-elemen ini, semakin cerah awannya.
Apakah perbezaan antara awan dan awan?
Secara terminologi, konsep "awan" tidak ada. Ini adalah awan yang sama, tetapi lebih besar dan warnanya lebih gelap. Tidak seperti awan putih, awan mengandungi sejumlah besar kelembapan kerana kepadatan tinggi titisan air dan membawa hujan.
Mengapa awan berwarna putih dan awan kelabu?
Awan memperoleh warna kelabu dan bahkan hitam ketika dilihat dari tanah, kerana dicirikan oleh kepadatan tinggi. Mereka saling memberi bayangan, dan juga menyebarkan cahaya matahari dengan lemah.
Fakta menarik: jika anda terbang tepat di atas awan kelabu, ia akan kelihatan putih - sinar matahari jatuh dari atas.
Apakah jejak pemeluwapan dari kapal terbang?
Jejak pemeluwapan adalah awan buatan atau buatan. Ia berlaku sebagai hasil pemeluwapan kelembapan atmosfera yang dicampurkan dengan wap air dari gas ekzos yang dilepaskan oleh enjin pesawat. Lama kelamaan, jejak itu hilang - komponennya menguap.
Bagaimana menentukan cuaca dari awan?
Awan tidak memberikan maklumat lengkap mengenai keadaan cuaca terdekat, tetapi sebahagian daripadanya dapat meramalkan fenomena meteorologi tertentu:
- Cumulus - sebagai peraturan, cuaca baik tanpa hujan.
- Cumulonimbus (lebih padat) - terletak di atas permukaan tanah, boleh menyebabkan hujan.
- Cirrus - secara beransur-ansur turun lebih rendah ke permukaan bumi, mungkin menunjukkan pemendakan dalam 12 jam berikutnya.
- Berlapis - jarang membawa hujan kerana ketebalan kecil.
Awan gelap yang lebat menunjukkan pemendakan. Dalam kes ini, warna hitam menunjukkan tiadanya angin kencang, kecoklatan bermaksud kemungkinan angin kencang, dan kelabu mungkin menunjukkan hujan berpanjangan.
Proses pemendapan
Kerpasan terbentuk terutamanya di troposfera, kerana terdapat kebanyakan wap air.Kabut terbentuk di permukaan bumi akibat pengumpulan produk pemeluwapan.
Kerpasan hanya terbentuk di awan-awan tersebut, yang terdiri daripada zarah-zarah awan besar (0.1-7 mm). Mereka menjadi berat, tidak dapat ditahan di awan dan jatuh dalam bentuk pemendakan. Pemendakan didakan dari awan atau didapan di permukaan dari udara.
Kerpasan:
- penutup - monoton, panjang;
- gerimis - tidak sengit, monoton;
- hujan lebat dicirikan oleh turun naik yang tajam.
Kerpasan di permukaan:
- embun;
- fros;
- ais (terbentuk di permukaan mana-mana kerana pembekuan zarah pemendakan);
- selimut (hanya terbentuk di permukaan bumi).
Kerpasan yang tidak dikelaskan:
- jarum ais;
- Solasi (kejadian yang jarang berlaku dalam bentuk gelembung air besar yang berlaku semasa ribut petir).
Kaedah pendedahan awan
Sains moden telah menemui beberapa cara untuk mempengaruhi awan. Terutama, penyebaran awan, kabut, dan kesan pada awan yang membawa hujan es. Dalam kes ini, struktur mikro awan, serta keadaan fasa mereka, berubah secara buatan.
Sebagai contoh, untuk menyebarkan awan yang terlalu sejuk, agen penyejuk atau zarah iodida zat pembentuk ais diperkenalkan ke dalamnya dari kapal terbang. Bahan-bahan ini menyumbang kepada pembentukan sejumlah besar kristal - ketumpatan titisan air menurun dan awan tersebar. Untuk mempengaruhi kabus, pemasangan tanah yang serupa digunakan.
Kerpasan buatan juga mungkin, misalnya, semasa kebakaran hutan. Untuk melakukan ini, menggunakan pesawat udara, reagen diperkenalkan ke awan - perak iodida, atau komposisi piroteknik khas.