Лабораторна робота 3. Режим хмарності та атмосферні явища
Ціль роботи: а) навчитися використовувати постереження за хмарами для передбачення погоди за місцевими ознаками.
Матеріали та обладнання: атлас хмар, анемометр, барометр-анероїд, термометр строковий, компас, щоденник спостережень, олівці кольорові.
Теоретичні відомості
Класифікація хмар. Наприкінці ХІХ століття була прийнята міжнародна класифікація хмар. Ця класифікація являє собою поділ тропосферних хмар на роди, види, різновиди за додатковими ознаками із відповідними латинськими найменуваннями, прийнятими за міжнародною угодою. В Україні застосовуються також їхні українські еквіваленти.
Хмари можна класифікувати в різний спосіб:
- за висотою формування (рис. 3.1, табл. 3.1);
- за формою (табл. 3.2);
- внутрішньою будовою.
Кожний рід хмар спостерігається у визначеному інтервалі висот (ярусі), що залежить від широти. У залежності від висоти основи виділяють:
- хмари верхнього ярусу - в основному складаються з кристалів льоду, тому що вони розташовуються в помірних широтах вище 5 км, у полярних - вище 3 км, у тропічних - вище 6 км. Хмари верхнього ярусу звичайно тонкі і білі за зовнішнім виглядом, але можуть зустрічатися і багатокольорові, коли сонце розташоване низько над обрієм;
- хмари середнього ярусу - зазвичай зустрічаються на висотах 2 - 7 км для помірних широт, 2 - 4 км - для полярних і 2 - 8 км - для тропічних. Оскільки їхні висоти невеликі, то вони переважно складаються з крапельок води, однак, можуть містити і кристалики льоду, коли температура досить низька;
- хмари нижнього ярусу - в основному складаються з крапельок води, тому що вони розташовуються на висотах нижче 2 км. Однак, коли температура досить низька, ці хмари можуть також містити частки льоду і сніг.
Окремо виділяють хмари вертикального розвитку з основою на рівні нижнього ярусу і високими вершинами (іноді до 14 км і вище).
Це — купчасті хмари, що мають вид ізольованих хмарних мас, вертикальні розміри яких одного порядку з горизонтальними. Викликаються вони звичайно або температурною конвекцією, або фронтальним підйомом, і можуть рости до висоти 12 км, реалізуючи зростаючу енергію через конденсацію водяної пари в межах самої хмари.
Рисунок 3.1 – Типи хмар за висотою
Таблиця 3.1 - Типи хмар за висотою та висота хмар в різних широтах
Тип хмар |
Висота, км |
||
у полярних широтах |
у помірних широтах |
у тропічних широтах |
|
Верхній (Тип А, лат. Cirro) |
3-8 |
5-13 |
6-18 |
Середній (Тип B, лат. Alto) |
2-4 |
2-7 |
2-8 |
Нижній (Тип C, лат. Strato) |
до 2 |
до 2 |
до 2 |
Роди хмар. За формою хмарних утворень виділяється 10 родів хмар, що взаємно виключають один одного:
Таблиця 3.2 – Роди хмар
Символ |
Рід |
Латинська назва |
|
Перисті |
Cirrus (Ci) |
|
Перисто-купчасті |
Cirrocumulus (Cc)
|
|
Перисто-шаруваті |
Cirrostratus (Cs) |
|
Високо-купчасті |
Altocumulus (Ac)
|
|
Високо-шаруваті |
Altostratus (As) |
|
Шарувато-купчасті |
Stratocumulus (Sc) |
|
Шаруваті |
Stratus (St) |
|
Шарувато-дощові |
Nimbostratus (Ns) |
|
Купчасті |
Cumulus (Cu) |
|
Купчасто-дощові |
Cumulonimbus (Cb) |
Види хмар. Велика частина родів підрозділяється на види за особливостями їхньої форми і внутрішньої структури. Види також взаємно виключаються. Кожна окрема хмара визначеного роду може бути віднесена тільки до одного виду. Видові назви, застосовані в якості доповнення до родової назви хмари (табл. 3.2).
Таблиця 3.2 - Види хмар
Вид |
Латинська назва |
Волокнисті |
fibratus (fid) |
Кігтевидні |
uncinus (unc) |
Щільні |
spissatus (spiss) |
Баштовидні |
castellanus (cast) |
Пластівчасті |
floccus (floc) |
Середні |
mediocris (med) |
Лисі |
calvus (calv) |
Шаруватоподібні |
stratiformis (str) |
Тумановидні |
nebulosus (neb) |
Сочевицевидні |
leticularis (lent) |
Розірвані |
fractus (fr) |
Плоскі |
humilis (hum) |
Потужні |
congestus (cong) |
Волохаті |
capillatus (cap) |
Різновиди хмар. Хмари можна класифікувати за особливостями макроскопічних елементів, а також за більшим або меншим ступенем прозорості. Різновиди взаємно не виключаються. Одна і та ж хмара може бути віднесена до двох або декількох різновидів, або до жодного з них. Назви різновидів, що можуть приєднуватися до назви роду хмар (табл. 3.3)
Різновиди translucidus і opacus взаємно несумісні.
Таблиця 3.3 – Різновиди хмар
Різновид |
Латинська назва |
Різновид |
Латинська назва |
переплутані |
intortus (int) |
радіальні |
radiatus (rad) |
хребтовидні |
vertebratus (vert) |
діряві |
lacunosus (lac) |
хвилясті |
undulatus (und) |
подвійні |
duplicatus (dupl) |
прозорі |
translucidus (tr) |
роздільні |
perlucidus (perl) |
непрозорі |
opacus (op) |
|
|
Порядок роботи
1 Кількість хмар (хмарність) оцінюється в балах, сумарною часткою небозводу, зайнятого хмарами. Хмарність оцінюють по 10-бальній системі візуально: чисте небо – 0 балів; 1/10 неба вкрита хмарами – 1 бал; 2/10 – 2 бали; 3/10 – 3 бали і т.д.; все небо вкрите хмарами – 10 балів.
2 Виберіть на нижній поверхні хмарного покриву добре помітний на загальному фоні ділянку, розташовану по можливості віще 45о над горизонтом, і визначіть його висоту над землею. Визначіть спочатку загальну кількість хмар всіх ярусів, що вкривають небозвід.
3 Далі окремо оцініть хмарнімть нижнього ярусу.
4 Запис в щоденнику спостережень зробіть у вигляді дробу: у чисельнику вказується загальна хмарність, у знаменнику – нижня хмарність, виражена в балах.
5 Визначіть форму хмар за зовнішнім виглядом, скориставшись додатком В.
6 Найменування форм, видів і різновидів хмар запишіть в щоденник спостережень за допомогою скорочених латинських назв за прийнятою класифікацією (табл. 3.1 - 3.3). При записах форм хмар спочатку вказують хмари, котрі займають невелику частку неба, потім вписують інші в порядку убування їх видимої кількості. Якщо небо закрито туманом, то в рядку «Форми» ставиться знак тумана.
7 Спостереження за хмарами використайте для передбачення погоди за місцевими ознаками. Зробіть висновки.
8 Щоденник спостережень за атмосферними явищами слід здійснювати протягом навчального року.
9 Використайте дані спостережень при обробці метеорологічних спостережень під час літньої ознайомчої практики для оцінки річного ходу метеорологічних елементів (додаток Д).
Контрольні запитання:
1 Які форми хмар нижнього ярусу мають добовий хід?
2 Якi хмари утворюються у верхнiй частинi тропосфери i складаються з дрiбних кристаликiв льоду?
3 Якi хмари називаються зливовими?
4 Що є причиною утворення конвективних опадів?
5 Яка відстань від поверхні Землі до основи хмар середнього ярусу?
6 Якi хмари восени або весною густою заволокою вкривають небо на висотi 1,5-2 км?
7 До яких значень погіршується дальність при сильному тумані?