Хмари середнього ярусу

Хмари середнього ярусу — це тропосферні хмари, які в помірних широтних зонах зазвичай утворюються на висоті від 2 до 7 кілометрів. Вони складаються з переохолоджених крапель або суміші переохолоджених крапель та кристалів (голок, стовпчиків) чи сніжинок. Наявність крапель та сніжинок сприяє утворенню опадів. Через хмари середнього ярусу сонце ледве просвічує або зовсім не просвічує. До основних форм хмар середнього ярусу відносять висококупчасті та високошаруваті хмари.

1. Висококупчасті хмари (Altocumulus — Ac)

Висота нижньої межі хмар Ac може змінюватися від 2 км до 7 км, а товщина не перевищувати 200 – 700 м. Ac складаються з крапель радіусом 3 – 6 мкм та льодяних кристалів, їх одночасне існування забезпечує малий розмір крапель. У щільніших ділянках хмар радіус крапель може сягати 10 – 25 мкм, що призводить до швидкого зростання розмірів кристалів та утворення опадів, але слабких, які переважно не досягають поверхні землі.

1.1 Види та різновиди Ac

          Вид Altocumulus undulatus (Ac und.) — висококупчасті хвилеподібні. Розміщуються пасмами, іноді їх фіксують на окремих ділянках хмарного покриву.

Різновиди Ac und.:

          1) Altocumulus translucidus (Ac trans.) — висококупчасті просвічувані. Складаються з пасм або пластин неоднорідної густини. Щільні ділянки світло-сірого кольору чергуються з більш тонкими прозорими, через які можуть просвічувати небесні світила чи блакитне небо;

2) Altocumulus opacus (Ac op.) — висококупчасті непросвічувані. Щільний суцільний шар хмар, на нижній поверхні якого можна розрізнити темні хвилі, пасма або пластини;

3) Altocumulus lenticularis (Ac lent.) — висококупчасті сочевицеподібні. Окремі щільні гладкі хмари з волокнистою каймою. Можуть зливатися у великі маси, де в окремих місцях видно сочевицеподібну форму. У невеликих гладких хмарах поблизу сонячного та місячного дисків часто можна спостерігати іризацію;

4) Altocumulus inhomogenus (Ac ing.) — висококупчасті неоднорідні. Суцільний шар хмар, місцями може мати хвилеподібну структуру або два шари. Часто це перехідна форма від As до Ac.

Вид Altocumulus cumuliformis (Ac cuf.) — висококупчасті купчастоподібні.

Різновиди Ac cuf:

          1) Altocumulus floccus (Ac floc.) — висококупчасті пластівчасті. Білі, по краях розірвані пластівці хмар. Ці хмари досить швидко змінюють свої обриси;

2) Altocumulus castellanus (Ac cast.) — висококупчасті баштоподібні. Біле або ледве сіре пасмо хмар, над яким виступають невеликі білі купчастоподібні куполи або башти. Ці хмари досить швидко змінюють форму, а іноді й швидко зникають;

3) Altocumulus cumulogenitus (Ac cug.) — висококупчасті, утворені з купчастих. Білі хмари, краї яких зливаються; утворюються з потужних купчастих або купчасто - дощових хмар, коли їх вершини розтікаються;

4) Altocumulus virga (Ac vir.) — висококупчасті зі смугами падіння. У хмарах чітко видно волокнисті смуги, які спрямовані вбік або вертикально вниз та  згодом закручуються через різну швидкість вітру на різних висотах.

Вид Altocumulus volutus (Ac vol.) — висококупчасті трубчасті. Довгасті, горизонтальні, розрізнені хмарні маси, які начебто обертаються навколо горизонтальної осі й повністю відділені від інших хмар.

1.2. Зв’язок Ac з іншими формами хмар. У окремих випадках можна спостерігати перехідні форми між високими Ac та Cс, від яких Ac відрізняються великими видимими розмірами окремих елементів та більш тьмяним сірим відтінком.

          Хмари Ac можна одночасно спостерігати з As. Більш щільні Ac, що знижуються, можуть переходити у Sc. Ac відрізняються від Sc тим, що Sc розміщуються нижче (нижче 2 км) і складаються з крупніших та темніших осередків хмар ніж Ac. Умовно приймають, що видимий розмір осередків Ac не перевищує 10-кратний діаметр сонячного диску (можуть бути закриті трьома пальцями витягнутої руки, якщо дивитися тільки одним оком). Якщо розмір  окремих осередків  хмар більший (крупніший), то їх вважають Sc.

          1.3. Характерні особливості спостереження за Ac з поверхні землі. У більшості випадків Ac легко визначити за характерним обрисом та світлим кольором. На відміну від As вони не створюють суцільний однорідний сірий покрив і не мають волокнистої структури. Іноді важко відрізнити Ac від Cc або Ac від Sc.

          1.4 Процеси утворення Ac.

          Головні процеси утворення Ac такі:

— хвильові рухи повітря на межі високо розташованих шарів інверсії;

— адвекція фронтальних шаруватоподібних хмар з циклонів та їх подальше трансформування;

— хвильові рухи над гірськими перешкодами;

— розтікання потужних Cu та Cb, особливо за наявності інверсії;

— конвективні рухи повітря в шарі вище ніж 2 км.

2. Високошаруваті хмари (Altostratus — As)

          Висота нижньої межі As перебуває в межах від 2 км до 7 км, товщина переважно 1 – 2 км, а іноді й більше. Тонкі As та верхні частини більш щільних хмар складаються переважно з кристалів (стовпчики) або суміші з переохолодженими краплями. Нижні частини цих хмар складаються з більш крупних сніжинок або дрібних крапель дощу (зазвичай, нижче рівня з температурою 0 °С). 

2.1 Види та різновиди As

          Вид Altostratus nebulosus (As neb.) — високошаруваті туманоподібні. Це однорідний сірий масив хмар.

Різновиди Altostratus nebulosus:

• As nebulosus translucidus (As neb. trans.) - високошаруваті туманоподібні просвічувані

• As nebulosus opacus (As neb. op.) - високошаруваті туманоподібні непросвічувані As nebulosus opacus (As neb. op.)

• As nebulosus praecipitatio (As neb. рr.) - високошаруваті туманоподібні з опадами

Вид Altostratus undulatus (As und.)  —  високошаруваті хвилеподібні. Хмари мають помітну хвилеподібну нижню межу та волокнисту структуру на окремих ділянках.

1) Altostratus translucidus (As trans.) — високошаруваті просвічувані. Сонце та місяць просвічують як через матове скло. Тіні від наземних предметів практично відсутні;

2) Altostratus opacus (As op.) — високошаруваті непросвічувані. Щільні сірі хмари, через які сонце не просвічує і визначити його місце розташування на небозводі практично неможливо;

3) Altostratus praecipitatio (As pr.) — високошаруваті. Хмари, з яких фіксують опади невеликої інтенсивності, які влітку часто не досягають поверхні землі.

2.2 Зв’язок As з іншими формами хмар.

          Хмари As у результаті ущільнення та зниження переходять у Ns. Хмари As є ніби проміжні між Cs та Ns; їх можна спостерігати разом з Ас, при цьому можливі переходи As у Ac і навпаки, а також As можна спостерігати разом з потужними Cb фронтального походження.

          2.3 Характерні особливості спостереження за As з поверхні землі.

          У деяких випадках важко відрізнити As від Cs та Ns і навіть від Sc. Хмари As, порівняно з Cs, щільніші й розташовані нижче. Вдень As мають сірий колір і набагато сильніше закривають сонце. Порівняно з висококупчáстими хмарами високошаруваті мають вигляд більш однорідної суцільної пелени, без просвітів. Навіть якщо пелена обривається в тій чи іншій частині неба (це буває на краю хмарної системи), там не буває ні просвітів, ні поділу на окремі пласти. Якщо ж такий поділ можна виявити, але за рештою ознак хмари треба віднести до As, їх відмічають як перехідну форму й записують так: As (Ac).

          Хмари As відрізняються від Ns більшою висотою розташування й меншою щільністю та світлим тоном. Опади з As не завжди досягають поверхні землі, особливо влітку. Щільний хмарний покрив з нижньою межею на рівні близько 2 км і відсутністю опадів можна фіксувати як As op., а за наявності опадів — тільки як Ns. Але наявність опадів не може бути єдиною ознакою: якщо хмари світлі, тонкі, знаходяться на більшій висоті ніж Ns і дають опади (що часто буває взимку), їх треба відмічати як As.

          2.4 Процеси утворення As.

          Високошаруваті хмари утворюються внаслідок охолодження теплого повітря в результаті повільного плавного висхідного руху уздовж фронтальної поверхні.

Таблиця 1. – Морфологічна класифікація хмар

Текст статті підготовлено фахівцями Хмельницького обласного центру з гідрометеорології