Найлютіші вороги астрономів. Які існують типи хмар і як вони утворюються

Хмари є частиною нашого звичного життя в більшості місць на планеті, причому настільки, що про них досить легко забути. Однак дослідники наголошують, що вони надзвичайно важливі для нашої планети та відіграють вирішальну роль у перетворенні Землі на населену, пише Space.

Дані NASA свідчать про те, що хмари вирішальним чином пов'язані з регулюванням температури на Землі — по суті, саме вони відбивають частину сонячної енергії, щоб ми не спеклися на сонці, й утримують частину, щоб нам не було занадто холодно. Крім того, хмари можна використовувати як прогнозування погоди, що наближається.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Що таке хмари

За словами виконувача обов'язків директора Національної програми зі зменшення впливу ураганів (NWIRP) в інженерній лабораторії Національного інституту стандартів і технологій (NIST), метеоролога Джеймса Лад'ю, хмари є "видимою масою частинок конденсованої пари, зважених в атмосфері планети". Земні хмари здебільшого складаються з води: їх можна виявити у вигляді туману на висоті близько 76-85 кілометрів, де розташовані рідкісні сріблясті хмари, проте більшість із них все ж таки знаходяться на висоті нижче 13 100 метрів.

Відомо, що на Землі хмари відповідають за опади, наприклад, дощ, який виникає, коли краплі води в хмарах стають занадто важкими, а тому випадають назад на поверхню планети.

Як формуються хмари

За словами Ладью, для формування хмар потрібне правильне поєднання інгредієнтів та умов. Наприклад, в атмосфері води вода є завжди, проте це зовсім не гарантує створення хмари. Дослідники з NOAA зазначають, для цього процесу молекулам води необхідно прикріпитися до чогось, щоб конденсуватися — фактично ці об'єкти являють собою так звані ядра конденсації хмар.

Ці ядра можуть являти собою безліч найрізноманітніших речей: від диму лісових пожеж до океанських бризок і бруду, що переноситься вітром, але є одне але — вони повинні бути крихітними, всього близько одного мікрона, і гігроскопічними, такими, що притягують воду. Коли вода конденсується на ядрах, загальна крапля хмари, як правило, у 100 разів більша за ядро.

Крім того, у процесі створення хмар не останню роль відіграють температура та точка роси. За словами дослідників, повітря має досягти 100% відносної вологості, проте повітря в атмосфері постійно рухається, а тому критерії не є стабільними — саме тому хмари можуть так швидко з'являтися і зникати.

Які існують типи хмар

Міжнародний атлас хмар Всесвітньої метеорологічної організації є глобальним стандартом класифікації — у ньому перелічено 10 основних типів хмар. За словами Ладью, часом також можна зустріти теорію про те, що існує лише чотири основні типи хмар, тоді йдеться про класифікацію, встановлену промисловим хіміком Люком Говардом у його "Нарисі модифікації хмар", написаному 1803 року.

До слова, Говард назвав три основні типи хмар — перисті, купчасті та шаруваті, а також четвертий особливий тип, що називається німбом.

Пізніше Міжнародний атлас розширив цю класифікацію до 10 основних типів хмар.

Хмари високого рівня:

• перисті (білі хмари у формі плям або смуг);
• перисто-купчасті (неоднорідний шар білих хмар);
• перисто-шаруваті (прозора завіса з тонких білуватих хмар).

Хмари середнього рівня:

• висококучеві (білі або сірі плямисті хмари, розділені на рулони);
• високошаруваті (сіра або блакитна напівпрозора завіса з хмар);
• шарувато-дощові (густий сірий покрив).

Низькорівневі хмари:

• купчасті хмари (біла пухка хмара);
• купчасто-дощові хмари (високі грозові);
• шарувато-купчасті (сірий або білий плямистий шар згорнутих або округлих хмар);
• шаруваті (шар сірих напівпрозорих хмар).

Зазначимо, що існують й інші види хмар, проте вони надзвичайно рідкісні й, як правило, не входять до цієї системи класифікації.

Чи є на інших планетах хмари

Як би нам того не хотілося, проте хмари притаманні не тільки Землі. Дані Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі свідчать про те, що хмари зустрічаються на всіх планетах, крім Меркурія. Причому деякі з них містять сліди води, зазвичай у вигляді кристалів льоду.

Проте є дещо, що вирізняє земні хмари з-поміж інших — вони майже повністю складаються з води, тоді як на інших планет основною складовою є різні гази. Наприклад, на Юпітері хмари здебільшого складаються з аміачного льоду та гідросульфіду амонію, а на Венері — із сірчаної кислоти.

Також дослідники виявили, що хмари зустрічаються і за межами нашої Сонячної системи на деяких екзопланетах.

Раніше Фокус писав про те, що вчені розповіли, чому хмари "пливуть по небу".