Mraky byly vždy předmětem lidského studia. Určitě jsme se divili, když jsme byli mladší z čeho jsou mraky. Vždy nám to připadalo jako bavlněné obláčky s nadýchaným vzhledem. Takto to však vůbec není.
V tomto článku vám řekneme, z čeho se mraky skládají, jaké jsou vlastnosti a jak se tvoří.
Z čeho jsou mraky
Zjednodušeně se dá říci, že cloud je hmota vodních kapiček, ledových krystalů nebo obojího, suspendované v atmosféře a vytvořené v důsledku kondenzace vodní páry v atmosféře. Mraky přicházejí v mnoha variantách a lze je rozlišit podle tvaru a výšky.
Tvorba mraků vyžaduje tři složky: vodní páru v atmosféře, částice, které umožňují její kondenzaci, a nízké teploty. Atmosféra se skládá z různých plynů, včetně vodní páry z odpařování vody, transpirace rostlin a glaciální sublimace. Tato suspendovaná pára však nemůže sama o sobě tvořit mraky. Aby vodní pára aglutinovala, potřebuje „kondenzační jádro“ neboli „aerosol“, což zjednodušeně řečeno odpovídá částici s hygroskopickými vlastnostmi (vysoká afinita k vodě), která umožňuje seskupování molekul vodní páry a jejich následnou kondenzaci.
Tato potenciální jádra jsou hojné v atmosféře a zahrnují prach, pyl, zrnka soli z oceánu a lámající se vlny, a popel ze sopečných erupcí nebo požárů. Jakmile jsou tyto dvě složky nalezeny, jsou nutné další kroky, aby se stal cloud. Vodní pára a kondenzační jádra se musí setkat s nižšími teplotami, aby dosáhly rosného bodu, neboli teploty, při které se molekuly vodní páry přemění na kapky kapalné vody.
Jedním ze způsobů, jak ochladit vzduchovou hmotu, je vytlačit ji nahoru konvekcí. Ke konvekci dochází, když Slunce ohřívá povrch Země a poté předá část tohoto tepla nejbližší vzduchové hmotě. Tato masa horkého vzduchu bude mít menší hustotu než okolní vzduch, takže bude snadno stoupat v důsledku vztlaku, což odpovídá síle směrem vzhůru, kterou působí tekutina s nižší hustotou.
výcvik
Vzduchová hmota pohybující se vodorovně (jako u studené fronty) může být také nucena se zahřát, když se cestou setká s vrcholem hory nebo se setká s jinou, chladnější vzduchovou hmotou. V obou případech, horizontálně se pohybující vzduchová hmota bude nucena stoupat a rychle dosáhnout rosného bodu, produkující mraky, a pokud jsou vhodné podmínky, déšť.
Jakmile se vzduchová hmota zvedne a ochladí na rosný bod, vodní pára začne kondenzovat v kondenzačním jádru a vytvoří první kapalné vodní částice. Po dosažení určité velikosti se tyto první částice vody začnou srážet a lepit se pohromadě v procesu zvaném kolize-koalescence. Podle složení lze oblaky klasifikovat jako studené (vysoké mraky tvořené ledovými krystaly), teplé (nízké mraky tvořené vodou) nebo smíšené (střední mraky tvořené ledovými krystalky a vodou). Přestože je teplota hluboko pod 0°C, oblak může obsahovat kapalnou vodu. Této vodě se říká „přechlazená voda“ a lze ji nalézt např. v mírných oblacích tvořených kapkami vody a ledu, které se běžně tvoří mezi -35° a -10°C.
K vytvoření ledových krystalů je zapotřebí ledové jádro (ledové jádro). Abychom získali představu o rozměrech, o kterých jsme diskutovali, každá kapka má velikost přibližně 0,001 mikronu (1 mikron je jedna miliontina metru). Na druhou stranu, aby vytvořila dešťovou kapku, která může projít vzestupným proudem a dostat se na povrch, musí měřit alespoň 1 milimetr, takže kondenzační jádro musí nashromáždit kolem milionu kapek.
Proč plují mraky?
Mraky se mohou vertikálně i horizontálně natáhnout na kilometry, vážit tuny a stále se „vznášet“ ve vzduchu. V předchozích odstavcích jsme poukázali na to, že vlivem vztlaku stoupá v atmosféře teplejší vzduchová hmota, kterou pohání chladnější hora nebo jiná vzduchová hmota. Dobrým příkladem pro ilustraci relativní jasnosti mraků je srovnání jejich celkové hmotnosti s hmotností vzduchu, ve kterém se nacházejí.
Vezměte si jako příklad typický oblak s nadmořskou výškou 3000 metrů a 1 kubický kilometr, jeho obsah kapalné vody je 1 g/metr krychlový. Celková hmotnost částic mraku je asi 1 milion kilogramů, což zhruba odpovídá hmotnosti 500 automobilů. Ale celková hmotnost okolního vzduchu ve stejném krychlovém kilometru je asi miliarda kilogramů, což je 1000krát těžší než kapalina! Takže i když typické mraky obsahují hodně vody, protože jejich hmotnost je menší než hmotnost okolního vzduchu, zdá se, že se vznášejí na obloze a houpou se ve stejné výšce, jak se pohybuje vítr.
Typy mraků
Jakmile víme, z čeho se mraky skládají, musíme vědět, jaké typy existují. Mraky lze vidět pouhým okem a jsou klasifikovány podle mezinárodního systému vytvořeného v roce 1803 britským chemikem a amatérským meteorologem Lukem Howardem, který klasifikoval mraky do čtyř hlavních kategorií nebo forem:
- cirriformis, cirry, což jsou vyvýšené, trámovité oblaky vyrobené z ledových krystalků;
- Stratiformní, stratus, rozsáhlé vrstvy oblačnosti, které často přinášejí nepřetržitý déšť;
- nimbiformes, nimby, oblaka schopná tvořit srážky;
- cumuliformní, cumulus, nafouklé ploché mraky, které křižují letní oblohu.
Současné systémy klasifikace cloudu zahrnují mnoho kombinací a pododdělení těchto čtyř základních kategorií. Když meteorolog mluví o srážkách, se vztahuje na déšť, sníh nebo jakoukoli formu kapalné nebo pevné vody, která se usazuje nebo padá z nebe. Srážky se měří srážkoměry. Nejjednodušší srážkoměr je nádoba s rovnými stěnami se stupnicí nebo pravítkem pro měření hloubky vody, která do ní padá. Většina těchto zařízení koncentruje srážky do užší trubice, aby bylo možné přesněji měřit malá množství srážek. Stejně jako jiné meteorologické přístroje lze vyrobit srážkoměr, který nepřetržitě zaznamenával svá měření.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o tom, z čeho se mraky skládají a jak se tvoří.