คิวมูโลนิมบัส: ฝนตกหนักและฟ้าร้องบนขอบฟ้า

การพยากรณ์อากาศสมัยใหม่พึ่งพา เครื่องจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน. เครื่องจำลองเหล่านี้ใช้สมการทางฟิสิกส์ทั้งหมดที่อธิบายบรรยากาศ รวมถึงการเคลื่อนที่ของอากาศ ความร้อนของดวงอาทิตย์ และการก่อตัวของเมฆและฝน

การปรับปรุงที่เพิ่มขึ้นใน การคาดการณ์เมื่อเวลาผ่านไป หมายความว่าการพยากรณ์อากาศห้าวันที่ทันสมัยนั้นเก่งพอ ๆ กับการพยากรณ์อากาศสามวัน 20 ปีที่ผ่านมา.

แต่คุณไม่จำเป็นต้องมีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในการทำนายว่าสภาพอากาศเหนือหัวของคุณมีแนวโน้มว่าจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรในอีกไม่กี่ชั่วโมงข้างหน้า – สิ่งนี้เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วในทุกวัฒนธรรม สำหรับพันปี. การเฝ้ามองดูท้องฟ้าเบื้องบน และรู้เพียงเล็กน้อยว่าเมฆก่อตัวอย่างไร คุณจะสามารถคาดเดาได้ว่าฝนกำลังจะมาหรือไม่

นอกจากนี้ ความเข้าใจเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับฟิสิกส์เบื้องหลังการก่อตัวของเมฆยังเน้นย้ำถึงความซับซ้อนของชั้นบรรยากาศ และให้ความกระจ่างว่าทำไมการทำนายสภาพอากาศภายในเวลาไม่กี่วันจึงเป็นปัญหาที่ท้าทายเช่นนี้

ต่อไปนี้เป็นเมฆ XNUMX ก้อนที่ควรจับตามอง และเมฆเหล่านี้จะช่วยให้คุณเข้าใจสภาพอากาศได้อย่างไร

1) คิวมูลัส

คิวมูลัส: เมฆปุยสีขาวเล็กน้อย. เบรตต์ เซย์เลส/Pexels, CC BY

เมฆก่อตัวขึ้นเมื่ออากาศเย็นลงจนถึงจุดน้ำค้าง ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่อากาศไม่สามารถเก็บไอน้ำทั้งหมดได้อีกต่อไป ที่อุณหภูมินี้ ไอน้ำควบแน่นจนเกิดเป็นหยดน้ำของเหลว ซึ่งเรามองว่าเป็นเมฆ สำหรับกระบวนการนี้ที่จะเกิดขึ้น เราต้องการให้อากาศถูกบังคับให้ลอยขึ้นไปในบรรยากาศ หรือเพื่อให้อากาศชื้นสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็น

ในวันที่แดดจัด การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ทำให้แผ่นดินร้อน ซึ่งจะทำให้อากาศที่อยู่เหนืออากาศร้อนขึ้น อากาศอุ่นขึ้นโดยการพาความร้อนและรูปแบบ Cumulus. เมฆ "อากาศดี" เหล่านี้ดูเหมือนสำลี หากคุณมองท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยคิวมูลัส คุณอาจสังเกตเห็นว่าพวกมันมีฐานที่ราบเรียบ ซึ่งทั้งหมดอยู่ในระดับเดียวกัน ที่ระดับความสูงนี้ อากาศจากระดับพื้นดินเย็นลงจนถึงจุดน้ำค้าง เมฆคิวมูลัสโดยทั่วไปไม่มีฝน – คุณอยู่ในสภาพอากาศที่ดี

2) คิวมูโลนิมบัส

แม้ว่าคิวมูลัสขนาดเล็กจะไม่ตก หากคุณสังเกตเห็นว่าคิวมูลัสมีขนาดใหญ่ขึ้นและขยายสูงขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ แสดงว่ามีฝนตกหนัก นี่เป็นเรื่องปกติในฤดูร้อนโดยตอนเช้าคิวมูลัสพัฒนาเป็นลึก cumulonimbus (พายุฝนฟ้าคะนอง) เมฆในตอนบ่าย

คิวมูโลนิมบัสที่มีรูปร่างทั่งลักษณะเฉพาะ

ใกล้พื้นดิน คิวมูโลนิมบัสถูกกำหนดไว้อย่างดี แต่เมื่อสูงขึ้นไป พวกมันก็เริ่มที่จะดูเล็กลงที่ขอบ การเปลี่ยนแปลงนี้บ่งชี้ว่าเมฆไม่ได้ทำมาจากหยดน้ำอีกต่อไป แต่เป็นผลึกน้ำแข็ง เมื่อลมพัดละอองน้ำที่อยู่นอกเมฆ พวกมันจะระเหยอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมที่แห้งกว่า ทำให้เมฆน้ำมีความคมมาก ในทางกลับกัน ผลึกน้ำแข็งที่ลอยออกไปนอกก้อนเมฆจะไม่ระเหยอย่างรวดเร็ว ทำให้มีลักษณะที่บางเฉียบ

คิวมูโลนิมบัสมักมียอดแบน ภายใน Cumulonimbus อากาศอุ่นจะลอยขึ้นโดยการพาความร้อน โดยจะค่อยๆ เย็นลงจนมีอุณหภูมิเท่ากับบรรยากาศโดยรอบ ในระดับนี้ อากาศจะไม่ลอยตัวอีกต่อไป จึงไม่สามารถลอยขึ้นไปได้อีก แต่กลับแผ่ออกกลายเป็นรูปร่างทั่งที่มีลักษณะเฉพาะ

3) เซอร์รัส

เมฆ Cirrus สามารถทำเครื่องหมายการเข้าใกล้ของด้านหน้าที่อบอุ่น – และฝนได้ เครดิตภาพ: ไซมอน เอ. เอ็กสเตอร์

Cirrus อยู่ในชั้นบรรยากาศที่สูงมาก พวกมันมีขนาดเล็ก ประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งทั้งหมดที่ตกลงมาในชั้นบรรยากาศ ถ้าเซอร์รัสถูกพัดพาไปตามแนวนอนโดยลมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกัน พวกมันจะมีรูปร่างเหมือนตะขอ เฉพาะที่ระดับความสูงหรือละติจูดที่สูงมากเท่านั้น Cirrus ผลิตฝนที่ระดับพื้นดิน

แต่ถ้าคุณสังเกตว่า Cirrus เริ่มปกคลุมท้องฟ้ามากขึ้นและลดต่ำลงและหนาขึ้น นี่เป็นสัญญาณที่ดีว่าแนวหน้าที่อบอุ่นกำลังใกล้เข้ามา ในแนวหน้าที่อบอุ่นมวลอากาศที่อบอุ่นและเย็นมาบรรจบกัน อากาศอุ่นที่เบากว่าจะถูกบังคับให้ลอยขึ้นเหนือมวลอากาศเย็น ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเมฆ เมฆที่ลดต่ำลงแสดงว่าส่วนหน้ากำลังใกล้เข้ามา ทำให้มีฝนตกเป็นช่วงๆ ในอีก 12 ชั่วโมงข้างหน้า

4) สตราตัส

Stratus: มืดมน ฮันนาห์ คริสเตนเซ่น, ผู้เขียนให้ไว้

ชั้นเมฆ เป็นแผ่นเมฆชั้นต่ำต่อเนื่องปกคลุมท้องฟ้า สตราตัสก่อตัวขึ้นโดยอากาศที่ลอยขึ้นอย่างแผ่วเบา หรือโดยลมอ่อนๆ ที่พัดพาอากาศชื้นมาเหนือพื้นดินที่หนาวเย็นหรือผิวน้ำทะเล เมฆ Stratus นั้นบาง ดังนั้นในขณะที่สภาพอากาศอาจรู้สึกมืดมน ฝนไม่น่าจะเป็นไปได้ และส่วนใหญ่แล้วจะมีฝนตกปรอยๆ เล็กน้อย Stratus นั้นเหมือนกับหมอก ดังนั้นหากคุณเคยเดินบนภูเขาในวันที่มีหมอก แสดงว่าคุณได้เดินอยู่ในก้อนเมฆ

5) แม่และเด็ก

เมฆสองประเภทสุดท้ายของเราจะไม่ช่วยให้คุณคาดการณ์สภาพอากาศที่กำลังจะมาถึง แต่จะมองเห็นการเคลื่อนที่ที่ซับซ้อนเป็นพิเศษของชั้นบรรยากาศ รูปทรงเลนส์เรียบ แม่และเด็ก เมฆก่อตัวขึ้นเมื่ออากาศถูกพัดขึ้นเหนือทิวเขา

เมฆ แม่และเด็ก ก่อตัวเหนือภูเขา

เมื่อผ่านภูเขา อากาศจะจมกลับสู่ระดับเดิม เมื่อมันจม มันจะอุ่นขึ้นและเมฆก็ระเหยไป แต่มันสามารถพุ่งเกินได้ ซึ่งในกรณีนี้มวลอากาศจะเด้งกลับขึ้นมาเพื่อให้ก้อนเมฆ Lenticular อีกก้อนก่อตัวขึ้น สิ่งนี้สามารถนำไปสู่กลุ่มเมฆที่ขยายออกไปนอกเทือกเขา ปฏิสัมพันธ์ของลมกับภูเขาและลักษณะพื้นผิวอื่นๆ เป็นหนึ่งในรายละเอียดมากมายที่ต้องแสดงในเครื่องจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อรับการทำนายสภาพอากาศที่แม่นยำ

6) เคลวิน-เฮล์มโฮลทซ์

และสุดท้ายที่ฉันชอบเป็นการส่วนตัว NS เคลวิน - เฮล์มโฮลทซ์ เมฆคล้ายกับคลื่นทะเลที่แตกสลาย เมื่อมวลอากาศที่ระดับความสูงต่างกันเคลื่อนที่ในแนวนอนด้วยความเร็วที่ต่างกัน สถานการณ์จะไม่เสถียร แนวกั้นระหว่างมวลอากาศเริ่มระลอกคลื่น ในที่สุดก็ก่อตัวเป็นคลื่นขนาดใหญ่ขึ้น

เมฆเคลวิน-เฮล์มโฮลทซ์มีลักษณะคล้ายคลื่นแตกในมหาสมุทร

เมฆเคลวิน-เฮล์มโฮลทซ์เป็นของหายาก – ครั้งเดียวที่ฉันเห็นหนึ่งก้อนอยู่เหนือ Jutland ทางตะวันตกของเดนมาร์ก – เพราะเราสามารถเห็นกระบวนการนี้เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศก็ต่อเมื่อมวลอากาศที่ต่ำกว่ามีเมฆอยู่ จากนั้นเมฆสามารถติดตามคลื่นที่แตกออก เผยให้เห็นความสลับซับซ้อนของการเคลื่อนไหวที่มองไม่เห็นเหนือศีรษะของเรา

เกี่ยวกับผู้เขียน

Hannah Christensen นักวิจัยเยี่ยมเยียน ฟิสิกส์มหาสมุทรและดาวเคราะห์ในบรรยากาศ University of Oxford

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน