Хмари нижнього ярусу

З давніх-давен хмари заворожували людей та викликали цікавість. І з розвитком науки людство зрозуміло, що вони безпосередньо впливають на клімат, адже регулюють надходження сонячної радіації до земної поверхні та передачу її в атмосферу, впливають на колообіг води в природі, випадання опадів, проходження електромагнітних хвиль.

Кількість хмар та їх форма мають вплив на роботу авіаційного та наземного транспорту, сільського господарства та космічної галузі. Адже з хмарністю пов’язані такі небезпечні явища погоди, як гроза, град, шквал, значний дощ, сніг і мокрий сніг, ожеледь, заморозки і надзвичайна спека. Тому інтерес до цієї теми тільки посилився, це – один з основних елементів прогнозу погоди. Більш детальне вивчення хмарності стало можливим з появою штучних супутників Землі та радарів.

Хмарність є одним із важливих метеорологічних параметрів, який характеризує стан атмосфери та суттєво впливає на формування погодних умов. Спостереження за хмарами, їх кількістю, формою, будовою, висотою нижньої межі та характером переміщення є невід’ємною складовою метеорологічних спостережень.

Існує дуже багато різновидів хмар, які можна поділити на чотири групи: хмари верхнього, середнього та нижнього ярусів та хмари вертикального розвитку.

Хмари нижнього ярусу мають вигляд сірих низьких важких пасм, валів або пелени, що суцільно вкриває небо. До хмар нижнього ярусу відносять форми та види хмар, що утворюються, розвиваються та існують у нижньому шарі атмосфери (від земної поверхні до 3 км). Виділяють три основні форми: шарувато-купчасті, шаруваті та шарувато-дощові.

Шарувато-купчасті хмари (Stratocumulus, Sc) мають вигляд окремих або злитих між собою округлих елементів, валів чи гряд, які можуть формувати суцільний або частково розірваний хмарний покрив.

Такі хмари часто спостерігаються за наявності в нижній тропосфері достатньої кількості вологи та відносно стійкої стратифікації повітря. Опади з шарувато-купчастих хмар, як правило, слабкі та мають характер мряки, дощу або снігу.

Хмарність цього виду є типовою для періодів із проходженням атмосферних фронтів, а також може формуватися в тиловій частині циклонів та за інших умов, сприятливих для розвитку низької хмарності.

Висоту нижньої межі Sc найчастіше фіксують у межах від 0,5 км до 1,5 км, товщину — від 0,2 км до 0,8 км. Хмари Sc утворені, в основному, з дрібних крапель води радіусом 5–7 мкм. Узимку краплі переохолоджені; в окремих хмарах між краплями води можуть траплятись льодяні кристали, пластинки чи сніжинки.

Шаруваті хмари (Stratus, St) являють собою однорідний хмарний шар сірого або сірувато-білого кольору. Вони можуть спостерігатися у вигляді суцільної низької хмарності, іноді з дуже низькою нижньою межею.

Формування шаруватих хмар зазвичай пов’язане з підвищеною вологістю повітря та стійким станом атмосфери. За наявності таких хмар можливі слабкі опади у вигляді мряки, а в холодний період року — слабкого снігу або крижаних опадів.

Шарувата хмарність істотно впливає на добовий хід температури повітря. Вдень вона обмежує надходження сонячної радіації до земної поверхні, а вночі, навпаки, може зменшувати втрати тепла шляхом довгохвильового випромінювання.

Висоту нижньої межі Sc найчастіше фіксують у межах від 0,5 км до 1,5 км, товщину — від 0,2 км до 0,8 км. Хмари Sc утворені, в основному, з дрібних крапель води радіусом 5–7 мкм. Узимку краплі переохолоджені; в окремих хмарах між краплями води можуть траплятись льодяні кристали, пластинки чи сніжинки.

Шарувато-дощові хмари (Nimbostratus, Ns) являють собою потужний, часто суцільний хмарний масив сірого або темно-сірого кольору, з якого випадають тривалі опади.

На відміну від конвективних зливових опадів, опади із шарувато-дощових хмар зазвичай мають тривалий та більш рівномірний характер. Залежно від температурних умов вони можуть випадати у вигляді дощу, снігу або змішаних опадів.

Формування шарувато-дощової хмарності часто спостерігається у зоні атмосферних фронтів, особливо під час проходження теплого фронту або оклюзії.

Хмарність як показник атмосферних процесів

Характер та зміна хмарності дають змогу оцінювати процеси, що відбуваються в атмосфері. Зміна типу хмар, їхньої кількості та вертикального розвитку може свідчити про зміну повітряних мас, наближення атмосферного фронту, посилення конвективних процесів або перебудову баричного поля.

Саме тому систематичні метеорологічні спостереження за хмарністю є важливою складовою комплексного моніторингу стану атмосфери.

Важливе значення для даного регіону має не лише вид хмар, але і їх кількість та розподіл в залежності від пори року та часу доби. Також є показовим порівняння повторюваності загальної та нижньої хмарності. Так, у Волинській області найбільша хмарність спостерігається в холодний період року (листопад-березень). При цьому на загальну хмарність припадає 60-80/, а на хмари нижнього ярусу –  50-70/. Влітку ця кількість становить, відповідно, 50-60 / та 30-40/. Найчастіше спостерігаються шарувато-купчасті хмари, особливо - в холодний період року.
 

Хмари є одним із найбільш наочних проявів атмосферних процесів. Їх спостереження та правильна ідентифікація дозволяють отримувати важливу інформацію про стан тропосфери та зміни погодних умов.

Текст статті та фото підготовлено фахівцями Волинського обласного центру з гідрометеорології