Documento de intercambio en la nube
También hay una opinión más profesional, que creo que es más razonable:
Cuando vuelas a una altitud de 65438 100.000 metros, ves una pequeña cantidad de barreras de niebla y aún así Nubes de luz más altas. A veces, a menudo tienes esta pregunta. ¿Por qué la mayoría de las partículas de las nubes se encuentran debajo de la superficie del mar de nubes? ¿Qué tienen de especial estas nubes altas que pueden flotar más alto que otras nubes? ? De hecho, todavía hay moléculas de agua muy finas a una altitud de 20 kilómetros. Como se mencionó anteriormente, las moléculas de agua a esta altura no se evaporan directamente del suelo, sino que son moléculas de agua reducidas por iones hidroxilo negativos después de la "evaporación secundaria". Debido a que el peso molecular del grupo hidroxilo (oh?-) es 17, que es 1 menor que el del vapor de agua, flota más alto que el vapor de agua. Cuando se convierten en agua (h? 2O), se condensan inmediatamente en partículas sólidas de graupel con un diámetro de menos de 1 micrón a una temperatura de -45°C. Reflejan la luz solar como una barrera de niebla y parecen nubes ligeras cuando lo hacen. son particularmente densos.
Debido a que una gran cantidad de partículas de graupel caen al mar de nubes, la neblina de agua en las nubes se acumula sobre las partículas de graupel y se congela en partículas de graupel más grandes. Cuando alcanza un diámetro de aproximadamente 1 mm, las partículas originales de graupel se funden en agua y caen al suelo en forma de gotas de lluvia. En invierno, las partículas originales de graupel no se derriten y forman copos de nieve o partículas grandes de graupel que caen al suelo. Esta es la causa de la lluvia y la nieve. ? En un día claro, cuando el graupole de gran altitud pasa a través de las nubes sin nubes, debido al aumento de temperatura, se derrite en el aire y se convierte en niebla, o cae al suelo y se convierte en rocío y escarcha, o en el Durante el descenso, el sol y el viento del día siguiente lo evaporaron nuevamente. Estas partículas de graupel de gran altitud son demasiado pequeñas, fáciles de derretir y difíciles de "capturar" en el lugar, por lo que los meteorólogos a menudo ignoran su existencia y función.
Cuando la meteorología moderna habla de las causas de la lluvia y la nieve, significa que el aire cálido y húmedo encuentra masas de aire frío, o que el aire caliente y húmedo asciende y luego se enfría y se condensa. La pregunta es ¿de dónde provienen estas masas de aire frío durante el verano, el otoño y las temporadas de lluvias? ¿Llueve desde los círculos ártico y antártico? Debido a que el aire caliente y húmedo lleva vapor de agua y energía térmica desde el suelo a grandes altitudes, debería hacer más calor a gran altura. ¿Por qué la temperatura baja y se condensa en lluvia y nieve? Esta teoría de la lluvia y la nieve no se puede establecer sin antes descubrir el motivo de la baja temperatura en la parte superior de la troposfera.
Como se mencionó anteriormente, la evaporación secundaria es la principal causa del frío en las grandes altitudes. Una gran cantidad de partículas de graupel caen al mar de nubes y absorben calor y se derriten, lo que hará que el mar de nubes sea "aún peor". Cuando el vapor de las nubes se condensa en gotas de lluvia y partículas de nieve en condiciones tan frías, la gravedad específica aumenta y la flotabilidad desaparece y, por supuesto, caerá hacia abajo para formar lluvia y nieve. Expresiones actuales como "lluvia convectiva", "precipitación orográfica", "lluvia frontal", "lluvia de tifón" y "lluvia artificial" sólo explican los fenómenos que acompañan al proceso de lluvia, pero no explican las causas de la misma.
===========================================< / p>
Como todos sabemos, las nubes se componen de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo, y las gotas de lluvia y los copos de nieve se componen de estas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo. Entonces, ¿cómo se forma la nieve?
En las nubes de agua, todas las gotas de agua son pequeñas gotas de agua. Se convierten en gotas de lluvia principalmente al continuar condensándose y chocando entre sí.
Las nubes de hielo están formadas por diminutos cristales de hielo. Cuando estos pequeños cristales de hielo chocan entre sí, la superficie de los cristales de hielo se calienta y se derrite, se pegan entre sí y se congelan nuevamente. Repita esto muchas veces y la cantidad de cristales de hielo aumentará. Además, hay vapor de agua en las nubes, por lo que los cristales de hielo pueden seguir creciendo debido a la condensación.
En lugares donde las nubes de hielo son generalmente altas pero no gruesas y no hay mucho vapor de agua, el crecimiento de la condensación es lento y no hay muchas oportunidades de colisión entre sí, por lo que no pueden crecer en gran medida para formar precipitación. Incluso si provoca precipitaciones, a menudo se evapora durante el proceso de caída y rara vez cae al suelo.
Lo que más favorece el crecimiento de las gotas de nube es la nube híbrida. Las nubes mixtas están compuestas de pequeños cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada. Cuando una masa de aire está saturada con cristales de hielo, se insatura con gotas de agua. En este momento, el vapor de agua de la nube se condensa en la superficie de los cristales de hielo, mientras que las gotas de agua sobreenfriada se evaporan, lo que hace que los cristales de hielo "adsorban" el vapor de agua de las gotas de agua sobreenfriada. En este caso, los cristales de hielo crecen rápidamente. Además, el agua sobreenfriada es muy inestable. Si lo tocas, se congelará. Por lo tanto, cuando las gotas de agua sobreenfriada chocan con cristales de hielo en nubes mixtas, se congelan y se adhieren a la superficie de los cristales de hielo, lo que hace que crezcan rápidamente. Cuando los pequeños cristales de hielo crecen, superan la resistencia y flotabilidad del aire y caen al suelo, se convierten en nieve.
A principios de primavera y finales de otoño, el aire cerca del suelo está por encima de los 0 ℃, pero esta capa de aire no es espesa y la temperatura no es muy alta, lo que evitará que los copos de nieve caigan al suelo y derritiéndose completamente. Esto es lo que se llama "nieve húmeda" o "tanto lluvia como nieve". Este fenómeno se conoce como “aguanieve” en meteorología.
De igual forma, el tamaño de la nieve también se clasifica según la cantidad de precipitación. La nieve se puede dividir en tres categorías: nieve ligera, nieve moderada y nieve intensa, como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. Estándares de precipitación para varios tipos de nieve
Tipos
Nieve ligera
Nieve media
Nieve intensa
24 Precipitación en horas
Menos de 2,5
2,6-5,0
Más de 5,0
Precipitación en 12 horas
Por debajo de 1,0
1,1-3,0
Mayor que 3,0
La formación y tipos de nieve
Autor: Dashan Fuente del artículo: Clics recopilados de Internet: 97 Hora de actualización: 2005-1-16
Como todos sabemos, las nubes se componen de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo, y las gotas de lluvia y los copos de nieve se componen de estas pequeñas gotas de agua. gotitas y pequeños cristales de hielo. Entonces, ¿cómo se forma la nieve?
En las nubes de agua, todas las gotas de agua son pequeñas gotas de agua. Se convierten en gotas de lluvia principalmente al continuar condensándose y chocando entre sí.
Las nubes de hielo están formadas por diminutos cristales de hielo. Cuando estos pequeños cristales de hielo chocan entre sí, la superficie de los cristales de hielo se calienta y se derrite, se pegan entre sí y se congelan nuevamente. Repita esto muchas veces y la cantidad de cristales de hielo aumentará. Además, hay vapor de agua en las nubes, por lo que los cristales de hielo pueden seguir creciendo debido a la condensación. En lugares donde las nubes de hielo son generalmente altas pero no gruesas y no hay mucho vapor de agua, la condensación crece lentamente y no hay muchas oportunidades de colisión entre sí, por lo que no pueden crecer en gran medida para formar precipitación. Incluso si provoca precipitaciones, a menudo se evapora durante el proceso de caída y rara vez cae al suelo.
Lo que más favorece el crecimiento de las gotas de nube es la nube híbrida. Las nubes mixtas están compuestas de pequeños cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada. Cuando una masa de aire está saturada con cristales de hielo, se insatura con gotas de agua. En este momento, el vapor de agua de la nube se condensa en la superficie de los cristales de hielo, mientras que las gotas de agua sobreenfriada se evaporan, lo que hace que los cristales de hielo "adsorban" el vapor de agua de las gotas de agua sobreenfriada. En este caso, los cristales de hielo crecen rápidamente. Además, el agua sobreenfriada es muy inestable. Si lo tocas, se congelará. Por lo tanto, cuando las gotas de agua sobreenfriada chocan con cristales de hielo en nubes mixtas, se congelan y se adhieren a la superficie de los cristales de hielo, lo que hace que crezcan rápidamente. Cuando los pequeños cristales de hielo crecen, superan la resistencia y flotabilidad del aire y caen al suelo, se convierten en nieve.
A principios de primavera y finales de otoño, el aire cerca del suelo está por encima de los 0 ℃, pero esta capa de aire no es espesa y la temperatura no es muy alta, lo que evitará que los copos de nieve caigan al suelo y derritiéndose completamente. Esto es lo que se llama "nieve húmeda" o "tanto lluvia como nieve". Este fenómeno se conoce como “aguanieve” en meteorología.
De igual forma, el tamaño de la nieve también se clasifica según la cantidad de precipitación. La nieve se puede dividir en tres categorías: nieve ligera, nieve moderada y nieve intensa, como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. Estándares de precipitación para varios tipos de nieve
Tipos de nieve ligera, nieve intensa y nieve intensa
La precipitación de 24 horas es inferior a 2,5 y 2,6-5,0 es superior a 5,0.
La precipitación de 12 horas es inferior a 1,0 y 1,1-3,0 es superior a 3,0.
Las formas de los copos de nieve
Los copos de nieve tienen muchas formas y son muy bonitos. Si los pones bajo una lupa, encontrarás que cada copo de nieve es un patrón extremadamente hermoso, e incluso muchos artistas quedan asombrados. Pero, ¿cómo se forman las distintas formas de los copos de nieve? Los copos de nieve son en su mayoría hexagonales porque pertenecen al sistema cristalino hexagonal. Los pequeños cristales de hielo en los "embriones" de los copos de nieve en las nubes tienen dos formas principales. Un tipo es hexagonal y delgado, llamado cristales columnares, pero a veces sus extremos son puntiagudos y parecen agujas, llamados cristales aciculares. El otro son las escamas hexagonales, como escamas cortadas de un lápiz hexagonal, llamadas cristales en escamas.
Si la sobresaturación del aire circundante es baja, los cristales de hielo crecerán lenta y uniformemente por todos lados. Cuando aumentan y disminuyen, aún mantienen su apariencia original y se denominan cristales de nieve columnares, aciculares y escamosos, respectivamente.
Si el aire circundante está muy sobresaturado, los cristales de hielo no sólo aumentarán de tamaño sino que también cambiarán de forma. La más común es desde la forma de escama hasta la de estrella.
Resulta que cuando los cristales de hielo crecen, el vapor de agua cerca de los cristales de hielo se consumirá. Por tanto, cuanto más cerca del cristal de hielo, más fino es el vapor de agua y menor es el grado de sobresaturación. Cerca de la superficie del cristal de hielo, porque el exceso de vapor de agua se ha condensado sobre el cristal de hielo y acaba de alcanzar la saturación. De esta manera, la densidad del vapor de agua cerca del cristal de hielo es menor que la que se encuentra lejos del cristal de hielo. El vapor de agua se mueve desde alrededor del cristal de hielo hasta donde está el cristal de hielo. Las moléculas de vapor de agua primero encuentran las esquinas y protuberancias de los cristales de hielo, donde se condensan y hacen que los cristales de hielo crezcan. Por lo tanto, las esquinas y las partes que sobresalen del cristal de hielo crecerán rápidamente primero y luego se ramificarán gradualmente. Más adelante, crecerán nuevas ramitas en cada rama y rincón por el mismo motivo. Además, en las depresiones entre cada esquina y bifurcación. El aire ya no está saturado. A veces incluso se aplica aquí un proceso de sublimación, que permite transportar el vapor de agua a otros lugares. Esto hace que las ramas angulares sean más prominentes, formando lentamente los familiares copos de nieve en forma de estrella.
Lo anterior es en realidad un proceso típico de formación de copos de nieve en forma de estrella. Sus partes equivalentes, independientemente de su forma o tamaño, deben ser iguales. Este típico copo de nieve con forma de estrella sólo puede formarse en un entorno ideal y tranquilo (como por ejemplo en un laboratorio). En la atmósfera, no puede aumentar paso a paso como se mencionó anteriormente, y la forma formada no puede ser tan típica. Esto se debe a que a medida que los cristales de hielo caen gradualmente y a veces giran, cada rama queda expuesta a una cantidad diferente de vapor de agua, y aquellas ramas que están expuestas a más vapor de agua crecen mucho más. Entonces, los copos de nieve que vemos habitualmente son generalmente iguales, pero diferentes entre sí.
Además, durante el proceso de caída de las nubes, los copos de nieve también caerán del entorno adecuado para formar esta forma al entorno adecuado para formar otra forma, por lo que verás varias formas complejas de copos de nieve. Algunos parecen gemelos, otros parecen espinas. Aunque todos son copos de nieve en forma de estrella, hay tres, seis o incluso doce o dieciocho ramas.
Los anteriores son todos casos de un solo copo de nieve. A medida que caen los copos de nieve, cada copo se adhiere fácilmente entre sí y se une para formar copos de nieve más grandes. La fusión de los copos de nieve se observa principalmente en las tres situaciones siguientes. (1) Cuando la temperatura es inferior a 0°C, los copos de nieve chocan mientras caen lentamente. La colisión crea presión y calor, lo que hace que los lugares de colisión se derritan y se peguen entre sí, y luego el agua derretida se congela inmediatamente nuevamente. Así, los dos copos de nieve se fusionaron. (2) Cuando la temperatura es ligeramente superior a 0 ℃, los copos de nieve ya están cubiertos con una capa de película de agua. En este momento, si dos copos de nieve chocan, se pegarán por la tensión superficial del agua. (3) Si las ramas de los copos de nieve son más complicadas, puedes colgar los dos copos de nieve juntos simplemente trepando.
Los copos de nieve caen de las nubes al suelo, y el viaje es muy largo. Cuando las condiciones son adecuadas, se pueden fusionar múltiples subidas y volverse muy grandes. Cuando nieva mucho, a veces aparecen unos copos de nieve parecidos a gansos, que se forman por múltiples fusiones.
Pero a veces los copos de nieve chocan entre sí, en lugar de combinarse entre sí, se rompen, dando como resultado algunos copos de nieve deformados. Por ejemplo, cuando nieva, a veces se pueden ver algunas "estrellas" individuales, y este es el caso.
============================================ ===
Las nubes son la base de las precipitaciones y el eslabón intermedio en el ciclo del agua en la Tierra. La aparición y el desarrollo de las nubes siempre van acompañados de un intercambio de energía.
Las formas de las nubes cambian constantemente y a menudo aparecen nubes específicas en condiciones climáticas específicas, por lo que las nubes tienen cierta importancia indicadora de los cambios climáticos.
(1) Condiciones de formación y clasificación de las nubes
En la atmósfera, las condiciones importantes para la condensación son la existencia de núcleos de condensación y la sobresaturación del aire. Para la formación de nubes, su sobresaturación se debe principalmente al enfriamiento adiabático provocado por el ascenso vertical del aire. La forma y escala del movimiento ascendente son diferentes, así como el estado, la altura y el espesor de las nubes formadas. Hay cuatro formas principales de movimiento ascendente de la atmósfera:
1. Convección térmica
Se refiere al movimiento convectivo ascendente causado por el calentamiento desigual del suelo y la estratificación atmosférica inestable. Las nubes formadas por convección son en su mayoría cúmulos.
2. Elevación dinámica
Se refiere al movimiento ascendente a gran escala del flujo de aire cálido y húmedo causado por frentes y flujos de aire convergentes. Las nubes formadas por este movimiento son principalmente nubes estratiformes.
3. Fluctuaciones atmosféricas
Se refiere a las fluctuaciones provocadas por el flujo atmosférico a través de un terreno irregular o debajo de la capa de inversión. Las nubes producidas por las fluctuaciones atmosféricas pertenecen principalmente a nubes onduladas.
4. Levantamiento del terreno
Se refiere al movimiento ascendente causado por la atmósfera que se ve obligada a moverse hacia arriba cuando está bloqueada por el terreno. Las nubes formadas por este movimiento incluyen cúmulos, ondas y estratiformes, a menudo llamadas nubes orográficas.
Aunque las formas de las nubes varían mucho, siempre existen ciertas reglas en su formación. Según la altura y la forma de formación de las nubes, la clasificación china divide las nubes en 4 familias y 10 géneros. El "Atlas de nubes de China" publicado en China en 1972 dividió las nubes en tres familias y 11 géneros (Tabla 3.3, consulte el Capítulo 5 de "Prácticas de meteorología y climatología" para obtener más detalles).
(2) La formación de varias nubes
1. La formación de cúmulos
Las nubes cumulonimbos son nubes de desarrollo vertical, que incluyen principalmente cumulonimbos ligeros, cumulonimbos. y cumulonimbus. Los cúmulos se forman principalmente en las tardes de verano. Aparecen aislados y dispersos, con una base plana y una cima convexa.
La formación de cúmulos siempre está relacionada con la convección ascendente en una atmósfera inestable. La posibilidad de formar cúmulos por convección depende no sólo de las condiciones de condensación, sino también de la altura que puede alcanzar la convección. Si la altura máxima que puede alcanzar la convección (el límite superior de la convección) es mayor que la altura de condensación, se formarán cúmulos; de lo contrario, no se formarán cúmulos. Cuanto más fuerte es la convección, mayor es la diferencia entre el límite superior de convección y la altura de condensación, y mayor es el espesor de los cúmulos. El rango horizontal de la zona ascendente convectiva es más amplio y el rango horizontal de los cúmulos es mayor.
Los cúmulos ligeros, los cúmulos densos y los cumulonimbos son diferentes etapas del desarrollo de los cumulonimbos. Los cúmulos producidos por convección térmica en masas de aire son los más típicos. En la mitad del verano del año, el suelo está sujeto a una fuerte radiación solar y la temperatura del suelo es muy alta, lo que calienta aún más la capa de gas cercana a la superficie. Debido a las irregularidades de la superficie terrestre, el aire en algunos lugares se calienta mucho y el aire en otros lugares es húmedo. Como resultado, se forman bloques de gas (burbujas calientes) que difieren ligeramente en temperatura, humedad y densidad del entorno. se producen en la atmósfera cercana al suelo. La temperatura interna de estas masas de aire es relativamente alta y flotan con el viento debido a la flotabilidad del aire circundante, regenerándose y desapareciendo constantemente. Las masas de aire más grandes se elevan a mayores altitudes, formando células convectivas cuando alcanzan la altura de condensación, y luego se desarrollan gradualmente hasta convertirse en cúmulos aislados y dispersos con fondos planos y cimas convexas. Dado que el movimiento del aire es continuo y se compensa entre sí, el aire ascendente se condensa en nubes debido al enfriamiento, y el aire alrededor de las nubes se repone al descender, por lo que el aire que desciende se calienta rápidamente adiabáticamente y no forma nubes. Entonces, las nubes acumuladas se dispersaron y el cielo azul se reveló entre las nubes. Para un área determinada, al mismo tiempo, la distribución horizontal de la temperatura y la humedad del aire es casi la misma, y su altura de condensación también es básicamente la misma, por lo que la parte inferior de los cúmulos es plana.
Si el límite superior de convección es ligeramente superior a la altura de condensación, generalmente sólo se forman cúmulos ligeros. Dado que la cima de la nube generalmente está por debajo de la altura de la isoterma de 0 °C y el cuerpo de la nube está compuesto de gotas de agua, la velocidad de la corriente ascendente en la nube no es grande, generalmente no más de 5 m/s, y la turbulencia en la nube es también débil. A la altura donde aparece el cúmulo ligero, si hay fuertes vientos y turbulencias fuertes, las nubes del cúmulo ligero se romperán, que es el llamado cúmulo roto.
Cuando el límite superior de convección es mucho mayor que la altura de condensación, el cuerpo nuboso es alto y la parte superior tiene forma de coliflor, formando cúmulos. Las cimas de sus nubes se extienden a altitudes inferiores a 0°C y están compuestas de gotas de agua sobreenfriada. La corriente ascendente en la nube es fuerte, alcanzando 15-20 m/s, y la turbulencia en la nube también es fuerte.
Si la corriente ascendente es fuerte, las cimas de las nubes de los cúmulos pueden extenderse hacia arriba y pueden extenderse a altitudes inferiores a -15 °C. Como resultado, las cimas de las nubes se congelan formando cristales de hielo y aparecen estructuras filamentosas que forman nubes cumulonimbus. La parte superior de una nube cumulonimbus es arrastrada por vientos de gran altitud y se extiende horizontalmente formando un yunque, llamado nube de yunque. En la dirección de los vientos de gran altitud, el yunque de las nubes puede extenderse mucho, por lo que su dirección de extensión se puede utilizar para juzgar la dirección del movimiento de las nubes cumulonimbus. El espesor de los cumulonimbus es muy grande, alcanzando entre 5.000 y 8.000 metros en latitudes medias y más de 10.000 metros en latitudes bajas. En las nubes las corrientes descendentes ascienden muy rápidamente. Las corrientes ascendentes alcanzan a menudo los 20-30 metros/segundo. En las nubes se observa una velocidad de ascenso de 60 metros/segundo. La velocidad de descenso es también de 10-15 metros/segundo.
Los cúmulos formados por convección térmica tienen cambios diurnos evidentes. Por la mañana suele haber cúmulos ligeros. A medida que la convección se intensifica, gradualmente se convierte en cúmulos. La convección es más fuerte por la tarde y a menudo puede convertirse en cumulonimbos. Por la noche, la convección se debilita y las nubes cumulonimbos se disipan gradualmente, evolucionando a veces hacia nubes falsas, nubes cumulonimbos y nubes cumulonimbos estratocúmulos. Si por la tarde todavía hay cúmulos ligeros en el cielo, significa que el aire es relativamente estable, los cúmulos ya no pueden desarrollarse ni crecer y el clima es mejor. Por lo tanto, los cúmulos ligeros también se llaman claros. -Cielo cúmulos, que es señal de días soleados continuos. En verano, si las nubes cumulonimbos aparecen temprano en la mañana, significa que el aire ya es inestable y puede convertirse en nubes cumulonimbos. Por lo tanto, los cúmulos de la mañana son un signo de tormentas eléctricas. Por la noche, los cúmulos se disipan y luego los estratocúmulos evolucionan, lo que indica que la estratificación del aire es estable. Las nubes se dispersarán por la noche, lo que es una señal de tiempo despejado. Se puede observar que las características de variación diurna de los cúmulos formados por convección térmica son útiles para juzgar directamente los cambios climáticos a corto plazo.
2. La formación de las nubes estratiformes
Las nubes estratiformes son nubes tipo cortina uniformes, a menudo con una gran extensión horizontal, que incluyen cirroestratos, cirros, estratosferas y nimboestratos.
Las nubes estratiformes son causadas por el movimiento ascendente de sistemas de aire a gran escala, provocado principalmente por el movimiento ascendente de frentes. Este movimiento ascendente sistemático suele tener una gran amplitud horizontal y una velocidad de ascenso de sólo 0,1-1 m/s. Debido a su larga duración, el aire puede ascender varios kilómetros. Por ejemplo, cuando el aire cálido se mueve hacia el lado del aire frío, debido a la diferencia de densidad, el aire cálido y húmedo estable se desliza lentamente hacia arriba a lo largo de la pendiente del aire frío, se enfría adiabáticamente y forma una nube estratiforme. La parte inferior de la nube es aproximadamente consistente con la pendiente donde se encuentran el aire cálido y el frío (también llamado frente), y la parte superior de la nube es aproximadamente horizontal. El espesor de las nubes varía mucho en las distintas partes de la ladera. Delante se encuentran los cirros y cirroestratos, que son los más delgados, normalmente entre unos pocos cientos de metros y 2.000 metros. Las nubes están compuestas de cristales de hielo. En el medio se encuentran las nubes altoestratos, que generalmente tienen entre 1000 y 3000 m de espesor. La parte superior está compuesta principalmente por cristales de hielo y la parte principal está compuesta principalmente por cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada. Por último, está la piedra de lluvia, que generalmente tiene un espesor de 3.000 a 6.000 m. Su parte superior está compuesta de cristales de hielo, el medio está compuesto por gotas de agua sobreenfriada y cristales de hielo, y el fondo está compuesto por gotas de agua porque la temperatura es superior a 0 °C.
Se puede ver por la formación de nubes estratiformes en el sistema anterior que algunas nubes pueden servir como presagios antes de que llegue la precipitación. Las nubes cirroestratos, por ejemplo, suelen aparecer delante de sistemas de nubes en capas y su aparición suele ir acompañada de halos solares y lunares. Entonces, cuando ves un halo en el cielo, sabes que las nubes cirroestratos se han movido. En el futuro, las nubes nimboestratos también se moverán y el clima puede volverse lluvioso. El proverbio agrícola "El sol débil a medianoche, la lluvia débil al mediodía y el viento débil al mediodía" se refiere a este signo.
3. La formación de las nubes onduladas
Las nubes onduladas son nubes onduladas, incluidas las nubes cirrocúmulos, altocúmulos y estratocúmulos. La velocidad de aumento en las nubes puede alcanzar decenas de centímetros por segundo, sólo superada por la velocidad de aumento en las nubes de acumulación.
Cuando el aire fluctúa, el aire sube en los picos de las olas y desciende en los valles.
Debido al enfriamiento adiabático, las nubes se forman donde el aire asciende, pero no donde desciende. Si existen capas de nubes con espesor uniforme antes de que se forme la onda, las nubes se espesarán en la cresta de la onda y se volverán más delgadas o incluso desaparecerán en el valle de la onda, formando así nubes paralelas de menor espesor y cierta distancia, presentando una fila o fila. de nubes onduladas.
En general, se cree que hay dos razones principales para las fluctuaciones: en primer lugar, hay interfaces con diferentes densidades de aire y velocidades de flujo de aire en la atmósfera, que causan fluctuaciones. La segunda es la fluctuación causada por el flujo de aire que pasa a través de las montañas (llamadas ondas topográficas u ondas de sotavento).
Cuando se producen fluctuaciones en la interfaz de alta velocidad del viento y baja densidad en la capa superior y baja velocidad del viento y alta densidad en la capa inferior, dado que la dirección y la velocidad del viento en cada altura cambian con frecuencia, la dirección de las fluctuaciones cambia con el tiempo. , y las fluctuaciones recién generadas se superponen a las fluctuaciones originales, formando así nubes en forma de tablero de ajedrez. Las nubes cirrocúmulos se forman cuando la capa de gas fluctuante es muy alta, las nubes altocúmulos se forman cuando es alta y las nubes estratocúmulos se forman cuando es baja.
El espesor de la nube de olas no es grande, generalmente de decenas a cientos de metros, y a veces alcanza los 1000-2000 m. Cuando aparece, a menudo significa que la capa de aire es relativamente estable y el clima no cambia mucho. Proverbios como "Tianyun matará gente" y "Hay manchas de carpas en el cielo, por lo que no hay necesidad de entregar la comida mañana" significan que después de la aparición de nubes altocúmulos o estratocúmulos, el clima estará despejado y no cambiará. mucho. Las nubes de ondas sistémicas, como los cirrocúmulos, evolucionan a partir de cirros o cirroestratos, por lo que están conectadas a grandes nubes estratiformes, lo que indica la llegada del viento y la lluvia. "En un cielo de escamas de pez, habrá viento aunque no llueva" se refiere a este presagio.
4. La formación de nubes especiales
Además de la formación de las nubes mencionadas anteriormente, también existen algunas nubes especiales, como las esféricas suspendidas, floculentas y con forma de castillo. , en forma de vaina, etc., que suelen ser tendencias meteorológicas. Por lo tanto, comprender sus causas y características ayudará a utilizarlos para juzgar el clima futuro.
(1) Nube esférica suspendida: se refiere al grupo de nubes que cuelga en la parte inferior de la nube y que a menudo aparece en la parte inferior de las nubes cumulonimbus. A veces se ve en la base de nubes nimboestratos.
Cuando hay una gran cantidad de gotas de agua en la nube, si hay una fuerte corriente ascendente cerca de la base de la nube, las gotas de agua que caen se levantarán para formar una nube que parece estar suspendida en la nube. base de la nube. Esta es la levitación esférica.
La aparición de nubes esféricas suspendidas suele indicar precipitación, porque una vez que la corriente ascendente se debilita, las gotas de agua que originalmente estaban retenidas caerán y formarán precipitación.
(2) Nubes de castillo y nubes floculantes: la parte inferior de la nube de castillo es horizontal y la parte superior es una pequeña torre de nubes convexa dispuesta una al lado de la otra, que se asemeja a un castillo en la distancia. La formación de este tipo de nubes se produce a menudo sobre la base de nubes onduladas. Cuando se forman nubes de ondas debajo de la capa de inversión, si la capa de inversión no es demasiado gruesa, cuando se desarrolla la turbulencia debajo de la capa de inversión, habrá un fuerte flujo de aire ascendente que pasará a través de la capa de inversión para condensar el vapor de agua, formando una parte superior en forma de arco. La nube, esta es la nube del castillo. Las nubes almenadas comunes incluyen las nubes altocúmulos almenadas y las nubes estratocúmulos almenadas.
Las nubes floculantes se rompen y parecen bolas de algodón. Suelen formarse por una intensa mezcla turbulenta en una capa de aire húmedo y son principalmente cúmulos floculentos.
En la mitad del año de verano, si por la mañana hay cúmulos almenados o floculentos, significa que la capa superior de aire a esta altura es inestable. Al mediodía, una vez que se desarrolla la convección en niveles bajos, las capas de aire inestables superior e inferior se combinarán para producir fuertes corrientes ascendentes, formando nubes cumulonimbus, tormentas eléctricas o granizo. El debilitamiento de la convección por la noche, como la aparición de cúmulos almenados, indica que un sistema inestable se acercará a grandes altitudes y que al día siguiente pueden ocurrir tormentas eléctricas sistemáticas.
(3) Nubes lenticulares: Las nubes lenticulares son gruesas en el medio y delgadas en los bordes, y tienen forma de vaina. Las nubes lenticulares comunes son principalmente cúmulos podulares y estratocúmulos leguminosos.
Las nubes lenticulares se forman por la convergencia de corrientes ascendentes y descendentes locales. Cuando una corriente ascendente enfría el aire adiabáticamente para formar una nube, si es bloqueada por una corriente descendente, sus bordes se irán adelgazando gradualmente debido a la corriente descendente, formando una nube lenticular. En zonas montañosas, el flujo de aire también puede formar nubes lenticulares bajo la influencia del terreno.
Lo anterior presenta el proceso físico de formación de cúmulos, nubes estratiformes, nubes onduladas y algunas nubes especiales. Pero no están aislados ni son inmutables. A medida que cambian las condiciones, pueden desarrollarse, disiparse y transformarse de una nube a otra. Por ejemplo, en los cúmulos, los cúmulos ligeros pueden convertirse en cúmulos gruesos y, finalmente, en cumulonimbos. Una vez que el cumulonimbus se disipa, puede evolucionar a pseudocumulonimbus, cumulonimbus y cumulonimbus estratocúmulos. Por otro ejemplo, cuando las nubes onduladas se desarrollan, pueden evolucionar a nubes estratocúmulos (las nubes altocúmulos sombreadas pueden evolucionar a nubes estratocúmulos, y las nubes estratocúmulos sombreadas pueden evolucionar a nubes nimboestratos). Cuando las nubes estratiformes se disipan, también evolucionarán hacia nubes onduladas (después de que las nubes nimboestratos se disipen, pueden evolucionar hacia estratocúmulos, altocúmulos o estratocúmulos). En definitiva, el surgimiento, desarrollo y evolución de la nube son complejos y regulares.
Materiales de referencia:
“Meteorología y Climatología” de Zhou Shuzhen (Tercera Edición).
============================================ === =
La niebla es una condensación de vapor de agua compuesta por pequeñas gotas de agua o cristales de hielo que flotan en el aire, que se produce en la capa cercana a la superficie de la atmósfera. Dado que la niebla es la condensación del vapor de agua, es necesario encontrar su causa a partir de las condiciones que provocan la condensación del vapor de agua. Hay dos razones para la saturación de vapor de agua en la atmósfera: una es que la evaporación aumenta el vapor de agua en la atmósfera; la otra es el enfriamiento del aire mismo; El enfriamiento es más importante para la niebla. Cuando hay núcleos de condensación en el aire, si el vapor de agua continúa aumentando o derritiéndose, se producirá condensación en el aire saturado. La niebla se forma cuando las gotas de agua condensada reducen la visibilidad horizontal a menos de 1 km.
Además, la velocidad excesiva del viento y las fuertes perturbaciones no favorecen la formación de niebla.
Por lo tanto, en zonas propicias para el enfriamiento de la capa inferior de aire, si hay suficiente vapor de agua, el viento es suave, la estratificación atmosférica es estable y hay una gran cantidad de núcleos de condensación. , es más probable que se produzca niebla. En general, hay más posibilidades de que se forme niebla en zonas industriales y centros urbanos porque allí hay abundantes núcleos de condensación.
============================================ === =
El rocío son gotas de agua que se condensan cuando el vapor de agua encuentra objetos fríos. Para explicar la causa del rocío, podemos simular las condiciones de formación de rocío en la naturaleza, aumentar la humedad del aire mediante la evaporación del agua y reducir la temperatura de los objetos mediante el hielo, de modo que aparecerá rocío en los objetos fríos. A través de este experimento, los estudiantes no sólo pueden comprender las causas de la condensación, sino también aprender a diseñar experimentos de simulación.
============================================ === =
A primera hora de la mañana en la estación fría, las briznas de hierba y los terrones de tierra suelen estar cubiertos por una capa de cristales de escarcha. Brillan con el sol naciente y se derriten a medida que sale. La gente suele llamar a este fenómeno "glaseado". Si miramos el calendario, cada año termina en octubre y siempre existe el término solar "Primera helada". Hemos visto nieve y lluvia, pero nadie ha visto escarcha. De hecho, la escarcha no cae del cielo, sino que se forma en el aire cerca del suelo.
La escarcha es una especie de cristal de hielo blanco que se forma principalmente por la noche. En casos raros, también puede comenzar a formarse justo antes del atardecer, cuando el sol está inclinado. Normalmente, la escarcha se derrite rápidamente después del amanecer. Pero cuando hace frío o está en un lugar con sombra, las heladas pueden durar todo el día.
Las heladas por sí solas no son dañinas ni perjudiciales para las plantas. Lo que la gente suele llamar "daños por congelación" es en realidad el "daño por congelación" cuando se forma escarcha.
La formación de escarcha no sólo está relacionada con las condiciones climáticas del momento, sino también con la naturaleza de los objetos adheridos. Cuando la temperatura de la superficie de un objeto es muy baja pero la temperatura del aire cerca de la superficie es relativamente alta, existe una diferencia de temperatura entre el aire y la superficie del objeto. Si la diferencia de temperatura entre la superficie del objeto y el aire se debe principalmente al enfriamiento radiativo de la superficie del objeto, cuando el aire más cálido entra en contacto con la superficie del objeto, el aire se enfriará y cuando el vapor de agua esté sobresaturado, el exceso de vapor de agua. precipitará. Si la temperatura es inferior a 0°C, el exceso de vapor de agua se condensa formando cristales de hielo en la superficie del objeto, lo que se convierte en escarcha. Por lo tanto, la escarcha siempre se forma en condiciones climáticas propicias para el enfriamiento radiativo de la superficie.
Además, las nubes dificultan el enfriamiento radiativo de los objetos terrestres durante la noche y las nubes en el cielo no favorecen la formación de escarcha. Por lo tanto, las heladas se producen principalmente en noches despejadas, cuando la radiación terrestre se enfría considerablemente.
Además, el viento también influye en la formación de escarcha. Cuando hay brisa, el aire fluye lentamente a través de la superficie del objeto sobreenfriado, suministrando continuamente vapor de agua, lo que favorece la formación de escarcha. Pero cuando el viento es fuerte, debido a que el aire fluye rápidamente, el tiempo que toca la superficie fría es demasiado corto. Al mismo tiempo, cuando el viento es fuerte, el aire de las capas superior e inferior se mezcla fácilmente entre sí, lo que no favorece el enfriamiento y también dificulta la formación de escarcha. En términos generales, cuando la velocidad del viento alcanza el nivel 3 o superior, es menos probable que se forme escarcha.
Por ello, las heladas suelen formarse en noches soleadas, ventosas o tranquilas durante la estación fría.
La formación de escarcha no sólo está relacionada con las condiciones climáticas antes mencionadas, sino también con las propiedades de los objetos terrestres. La escarcha se forma en la superficie de los objetos que se enfrían por radiación, por lo que cuanto más fácil es para la superficie irradiar calor y cuanto más rápido se enfría, más fácil es que se forme escarcha sobre ella.
Objetos similares, en las mismas condiciones, tienen la misma cantidad de calor si tienen la misma masa. Si al mismo tiempo irradian y disipan calor por la noche, los objetos con una gran superficie disipan más calor y se enfrían más rápido, lo que facilita que se forme escarcha sobre ellos. Es decir, si la superficie de un objeto es grande en relación con su masa, se puede formar escarcha fácilmente sobre él. Las hojas de hierba son muy ligeras, pero tienen una gran superficie y son propensas a que se forme escarcha en ellas. Además, la superficie rugosa de un objeto es más propicia para la disipación de calor y la disipación de calor que una superficie lisa, por lo que es más probable que las superficies rugosas, como los terrones de tierra, se congelen.
Hay dos formas de que la escarcha desaparezca: una es sublimarse en vapor de agua, y la otra es fundirse en agua. El más común es que se derrita y desaparezca después del amanecer debido al aumento de las temperaturas. El agua helada es buena para los cultivos.
============================================ === =======
El granizo cayó de las nubes como lluvia y nieve. Pero las nubes de granizo son cumulonimbos muy fuertes y sólo los cumulonimbos extremadamente fuertes pueden producir granizo.
Las nubes cumulonimbos, como todo tipo de nubes, se forman mediante la elevación y condensación del aire cerca del suelo. A medida que el aire se eleva desde el suelo, su presión disminuye y su volumen se expande. Si el aire ascendente no intercambia calor con su entorno, la temperatura del aire disminuirá porque la expansión consume energía. Este cambio de temperatura se llama enfriamiento adiabático. Según los cálculos, por cada 100 metros que sube el aire en la atmósfera, la temperatura disminuirá aproximadamente 1 grado debido al cambio adiabático. Sabemos que a una temperatura determinada, existe un límite en la cantidad de vapor de agua contenida en el aire. Alcanzar este límite se llama "saturación". A medida que disminuye la temperatura, disminuye la cantidad de vapor de agua que puede contener el aire. Por lo tanto, el aire originalmente insaturado puede saturarse debido al enfriamiento adiabático durante el movimiento ascendente. Después de que el aire alcanza la saturación, el exceso de vapor de agua se adherirá a los núcleos de condensación que flotan en el aire para formar gotas de agua. Cuando las temperaturas caen por debajo de cero grados centígrados, el exceso de vapor de agua se condensa en pequeños cristales de hielo. Estas gotas de agua y cristales de hielo