OBLAKI

Oblák je pojav v Zemljinem ozračju, v katerem so zgoščeni vodni hlapi ali majhni kristalčki ledu. Enak pojav v nižjih plasteh se imenuje megla.

Tudi drugi planeti z lastno atmosfero imajo lahko oblake. Na Veneri so oblaki žveplenih par, Mars ima vodne oblake, Jupiter in Saturn imata amonijeve oblake, Uran in Neptun pa predvsem oblake iz metanovih par.

NASTANEK

Ko se zrak samostojno ali prisilno dviga v višave, pretrga stik s tlemi in s tem tudi z dovodom toplote oziroma energije in vlage. Opraviti imamo z gibanjem po suhi adiabati, zrak se širi, opravlja delo in porablja toplotno energijo, pri čemer se ohlaja po 1°C na vsakih 100 višinskih metrov. Ko se dvigajoči zrak ohlaja, se mu povečuje vlaga, vse dokler ne doseže temperature rosišča in se »utekočini«. Nastane oblak. Ob tem se sprosti specifična izparilna toplota, to je tista energija, ki bi jo potrebovali, da bi ta del zraka spet »posušili«. Sproščena toplota dodatno ogreva zdaj že z vlago nasičen zrak, zato je njegov padec temperature na 100-metrski višinski pas približno pol manjši, saj znaša okoli 0,5°C (vlažni ali kondenzacijski adiabatni gradient). Pri zelo vlažnem zraku se na tak način še pospeši dviganje zraka (konvekcija), zato imamo pogosto opraviti z burnim vremenskim dogajanjem. Adiabatna sprememba je odvisna tudi od nasičenosti zraka z vodno paro. Temperatura pada po suhi adiabati do le višine kondenzacije naprej pa po vlažini. Višina kondenzacije je odvisna tudi od izhodiščne temperature in vlage. Oblaki nastanejo, ko se vodna para zaradi ohlajanja zraka zgosti na majhnih delcih, ki so vedno v zraku. Te delce imenujemo aerosoli. Vodna para se zgosti v kapljice ali kristalčke, kadar se vlažen zrak ohlaja. Zrak se ohlaja, če se dviga, zato nastajajo oblaki tam, kjer se zrak dviga, in izginevajo tam kjer se spušča. Voda ima lahko v običajnem oblaku maso do več milijonov ton. Kakorkoli pa je prostornina oblakov ustrezno velika, gostota mreže vodnih hlapov pa je dovolj majhna, da zračni tokovi pod in znotraj oblaka še lahko obdržijo v zraku majhne kapljice. Kljub temu pa okoliščine v oblaku niso statične: kapljice se nenehno tvorijo in izhlapevajo. Običajen polmer kapljice v oblaku je 1 x 10-5 m in končna hitrost 1 do 2 cm/s. To daje kapljicam dovolj časa, da ponovno izhlapijo med padanjem skozi toplejši zrak pod oblakom Za nastanek oblakov je torej potrebna vlaga in dvižni mehanizem.

Poznamo tri glavne vzroke za dviganje:

*TERMIČNA KONVEKCIJA

dviganje zraka zaradi pregrevanja nad toplim površjem. Termika pomeni steber dvigajočega se zraka zaradi sončnega segrevanja. Toplejši zrak se dviga in se pri tem ohlaja. Dviganje se zaustavi, ko se dvigajoči se zrak ohladi na temperaturo okoliškega zraka. Včasih največkrat poleti pa so pogoji taki, da termično dviganje seže do velikih višin, kar povzroči nastanek nevihtnih oblakov-kumulonimbusov.

*OROGRAFIJA (topografija)

dviganje zraka ob gorskih ovirah Velikokrat prihajajo nad obsežnimi področji stalni vetrovi po več ur ali celo dni skupaj. Kadar leži na področju takih vetrov gorska pregrada, se mora zrak pretekati čez njo. Na zavetrni strani grebenov je veter sorazmerno topel in suh, pravimo mu fen.

*FRONTA

dviganje oziroma narivanje toplega zraka nad hladen zrak v obliki klina. Z »leve« in »desne« strani prihajata hladni fronti in topel zrak, ki je med njima, narivata nad sabo. Topel zrak se ohlaja, kondenzira in nastane oblak

Pri vsakem od naštetih oblik dviganja se pojavijo oblaki značilnih oblik. Oblika je odvisna od moči dvigajočega se zraka in zračne stabilnosti. Pri nestabilnih pogojih prevladujejo konvekcija, pri kateri nastanejo navpično razviti oblaki. Stabilen zrak pa ustvari vodoravno enovite oblike.

Frontalna dviganja ustvarijo različne oblike oblakov, ki pa so odvisne od fronte. Tudi orografska dviganja (dviganje zraka po gorskih ovirah) ustvarjajo različne oblike oblakov, ki pa so odvisne od stabilnosti zraka.

RAZVRSTITEV OBLAKOV

Oblake so razdelili v 10 rodov in v tri višinske pasove po mednarodnem dogovoru

RAZVRSTITEV GLEDE NA OBLIKO

cirusi ali raztrgani oblaki

brez izrazite oblike, pogosto razcefrani, brez izrazitega spodnjega roba in vrha, najpogosteje manjših velikosti.

stratusi ali plastoviti oblaki

v vodoravni smeri bistveno večji kot v navpični. So v eni ali več plasteh ozračja.

kumulusi ali kopasti oblaki

v vodoravni in navpični smeri približno enaki ali pa je velikost v navpični smeri celo večja. Imajo izrazito raven spodnji rob, zgornji rob pa je po obliki podoben kopam, kupolam ali stolpom, razbrazdan podobno kot cvetača.

RAZVRSTITEV GLEDE NA VIŠINO

Visoki oblaki

so ledeni oblaki s temperaturami pod -35 °C v višini od 7 do 13 km.

Cirusi so vlaknatega videza ali svilnatega sijaja v obliki belih nežnih vlaken, velikih kosmov ali ozkih trakov. Cirusni oblaki ne povzročajo sence na zemlji. Sestavljeni so iz ledenih kristalov. Pojavljajo s v višinah nad 6 km. Opazovanje teh oblakov je zanimivo in daje informacije o gibanju zraka v višjih zračnih plasteh. Nakazuje dviganje vlažnega zraka. Ta v višinah kondenzira oziroma sublimira v ledene kristale. Temperatura cirusnih oblakov je pod -40º.

Ti oblaki so često znanilci poslabšanja vremena, vendar pa ne napovedujejo poslabšanja vedno, kadar jih opazimo na nebu. Pojavljajo se namreč tudi pri procesih, ki so omejeni le na višje plasti ozračja in se v nekaterih primerih ne prenesejo v spodnje plasti ozračja – zato ne sledi poslabšanje vremena. Pojavijo se na prednji strani tople fronte. Čim hitreje se premikajo zračne mase, toliko bolj so oblaki razcefrani. Četudi je nebo popolnoma prekrito z njimi, vidimo skoznje Sonce in imamo sončno vreme. Včasih so Cirusi tako obsežni, da se jih ne da med seboj ločiti in tvorijo koprene ali plasti imenovane »cirostratusi«.

Cirustratusi so visoki oblaki in so sestavljeni iz ledenih kristalov. So prozorna belkasta koprena, včasih vlaknastega ali gladkega videza, ki povsem ali delno prekriva nebo. Skoznje se prav dobro vidi Sonce ali Luna. Ker so tanki, se na njih pojavlja redek, a izrazit nebesni pojav, obroč okoli Sonca ali Lune, ki mu pravimo halo. Pojavljajo se v višinah nad 6 km. Cirostratusi napovedujejo padavine v naslednjih 12 urah. Včasih povzroči konvekcija na večjih višinah drugo obliko »cirusovih« oblakov, imenovano »cirokumulusi«.

Cirokumulusi so visoki oblaki in jih imenujemo tudi male ovčice. To so majhni ledeni oblački, podobni ovčkam in so iz ledenih kristalov. Sestavljeni so iz tankih belih kosmov ali peg, kakor da nebo prekriva čipkast vzorec. Razporejeni so v bolj ali manj pravilnih progah ali skupinah. Širina posameznih oblačnih delov ne presega 1 stopinje (kar je približna širina mezinca na iztegnjeni roki). Cirokumulusni oblaki ne povzročajo sence na zemlji. Cirokumulus in altokumulus sta si včasih zelo podobna; kakorkoli za razliko od altokumulusa se cirokumulus nahaja višje v ozračju. Zato se nam tudi zdi, da so cirokumulusni oblački mnogo manjši in ne dajejo sence. Cirokumulus nastane iz cirusa ali cirostratusa, ko se počasi ogreva iz spodnje strani. Segrevanje povzroči, da se zrak dviguje in spušča znotraj oblaka. Zato cirokumuluse običajno povezujemo z cirusi in cirostratusi.

Srednje visoki oblaki

nastajajo na višini od 2000-7000m

Altostratusi so srednje visoki oblaki iz vode in ledu. So sivkasta ali modrikasta delno prosojna koprena, ki povsem ali delno pokrivajo nebo in so podobni dvignjeni megli. Skozi altostratus nejasno vidimo Sonce kot skozi motno steklo. Lahko so tako debeli, da popolnoma prekrijejo Sonce in ne povzročajo pojavov halo. Napovedujejo obširna območja snega in dežja. Ti oblaki so lahko nevarni, ker lahko povzročijo ledeno oblogo na letalih. Altokumulusi so srednje visoki oblaki in so znani tudi pod imenom velike ovčke. So beli ali sivi ali belo-sivi kosmi, prevleke ali plasti oblakov, navadno tako gosti, da zasenčijo Sonce. V njih se mešata voda in led. Običajno so zasenčeni in so precej bolj »zavaljene ovčice«, kroglaste ali valjaste oblike. Med seboj so spojeni ali pa tudi ne. Širina posameznih oblakov, ki znaša 1-5 stopinj, je bistveno večja kakor pri cirokumulusih (5 stopinj ustreza širini štirih prstov na iztegnjeni roki). Ne mečejo zaznavne sence. Altokumulusi večinoma naznanjajo poslabšanje vremena in se pojavljajo pred prodorom hladnega zraka oziroma pred hladno fronto. Ti oblaki navadno nastajajo zato, ker se v ozračje postopoma spušča hladnejši zrak.

Nizki oblaki

nastajajo na višini pod 3000m.

Stratusi so nizki oblaki. So nizkoležeča brezoblična oblačna plast, sivina, iz katere ne dežuje (kvečjemu prši). Pogosto je to dvignjena megla. Ime stratus izhaja iz latinščine in pomeni »razprostirati se«. Lahko so vodeni ali sneženi. So siva oblačna plast z enotnim spodnjim robom. Včasih iz njih rosi ali rahlo sneži (ledene iglice ali zrnat sneg). Kadar skozenj vidimo Sonce, so obrisi Sonca jasno vidni. Pojavov halo ni. Včasih se pojavljajo v obliki raztrganih kosmov. Nastajajo lahko kot posledica močne ohladitve zaradi sevanja toplote (nastaja visoka megla). Nastajajo tudi ob vzponskem drsenju zraka ob topli fronti - na mejni površini med toplimi in hladnimi zračnimi masami ob inverzijskih plasteh. Nimbostratusi so nizki in srednje visoki oblaki iz vode in ledu. So siva, pogosto temna popolnoma sklenjena oblačna plast. Iz nimbostratusa padajo neprekinjene padavine. Poleti prinašajo dež, pozimi pa sneg. Nimbostratus povsem zakriva Sonce in ne povzroča pojava halo. Nastajajo tedaj, ko se plast altostratusa spušča in debeli; iz njih prično padati padavine. Pod njimi se tedaj, ko se spuščajo, pojavljajo raztrgane krpe oblakov, ki so prav tako sive barve in jih imenujemo fraktostratusi in fraktokumulusi. Debeli so lahko do 3000 m; nad njimi so navadno altostratusi; nad temi pa cirostratusi. Nimbostratusi napovedujejo obširna območja snega in dežja. Stratokumulusi so nizki oblaki sestavljeni iz vode. So sivi ali beli kosmi, prevleka ali plast oblakov, v kateri so skoraj vedno tudi temni deli. Kroglaste in grudaste gmote so lahko tudi valjaste ali bolj ali manj zaobljene. Po svoji kopasti obliki so nekoliko podobni kumulusom, a so zaradi velike razprostranjenosti in spodnje slojevitosti podobni stratusom. Širina posameznih delov je lahko večja od 5 stopinj (širina več kot štirih prstov na iztegnjeni roki). Ne mečejo zaznavne sence. Navadno se pojavljajo v zvezi z inverzijami v obliki stratusov in tudi v drugih vremenskih procesih, to je pri gibanjih in mešanju zraka v spodnjih plasteh ozračja. V glavnem ne prinašajo bistvenega poslabšanja vremena.

OBLAKI NAVPIČNEGA RAZVOJA

Kumulusi so nizki oblaki (nekje na 2000m) vertikalnega razvoja. So ločeni, navadni gosti oblaki, ki se vertikalno razvijejo v obliki kop in kupol, katerih vrhnja površina je podobna cvetači. Osvetljeni so bleščeče beli. Največkrat zrastejo zelo visoko. Deli oblaka, ki jih ožarja sonce, so bleščeče beli, medtem ko je spodnji rob oblaka vodoraven in zelo temen, ker je v senci. Ti oblaki nastajajo zaradi vzponskih zračnih tokov in zato kažejo navpično dviganje zraka. Pojavljajo se navadno okrog 10. ure dopoldne in če ni dovolj vlage v ozračju, izginevajo v popoldanskih urah. V takih primerih govorimo o kumulusih lepega vremena. Če pa je ozračje dovolj nasičeno z vlago, se iz kumulusov razrastejo oblaki, ki jih imenujemo kumulus congestuse, iz njih pa se v ugodnih prilikah ozračja razrastejo v višje plasti kumulonimbusi.

Kumulonimbusi so nizki oblaki vertikalnega razvoja. Razprostirajo se vse od 2000 m pa do 15000 m . So veliki in gosti vodeni oblaki, ki so lahko močno vertikalno razviti, v obliki visokih stolpov, z ravnim spodnjim robom in razbrazdanim ali vlaknatim vrhom, v obliki perjanice ali nakovala. Ko zaledeni gornji del, mu pravimo nevihtni oblak. V naših zemljepisnih širinah so visoki tudi do 16 km in povzročajo močne ujme – točo, nevihte. Najpogosteje se pojavljajo v topli polovici leta, ko je zemeljska površina močno segreta in ko je v ozračju troposfere dovolj vlage. Prav tako se pojavljajo pri prodorih vlažnih, hladnih zračnih mas.

Za nastanek kumulonimbusa potrebujemo tri sestavine:

Veliko vlage, veliko toplega nestabilnega ozračja, energijo, ki bo dvignila topel, vlažen zrak hitro navzgor.

Po nastanku ločimo dva tipa teh oblakov:

toplotni kumulonimbusi, ki nastajajo zaradi labilnosti ozračja brez frontalnih procesov

frontalni kumulonimbusi, ki nastajajo na mejni površini hladne fronte.

Ko se topel zrak dviga nad hladnejši zrak, se le-ta začne ohlajati, da vodna para kondenzira v kapljice. Kondenzacija segreva bližnji zrak, tako da se dviganje zraka nadaljuje. Ker se zrak še kar naprej dviga, se vodne kapljice ohlajajo in nastajajo ledeni kristali. Gravitacija povzroči, da kapljice in ledeni kristali začnejo padati. To povzroči pomikanje vodnih kapljic navzgor in navzdol.

Nestabilnost med dvigovanjem in padanjem povzroči nabiranje statične elektrike v oblaku. Izpraznitev te elektrike povzroči bliskanje in grmenje.

POSEBNI OBLAKI

kondenzacijska sled

je umetni oblak, ki ga tvori motor reaktivnega letala ali krilni vrtinec pri velikih hitrostih. Sled je kondenziran tok drobnih kristalov ledu v vlažnih in hladnih predelih višinskega zraka. Sledi so podobne oblakom in vsebujejo vodno paro. Vidimo jih v zračnih vrtincih letal, po navadi iz njihovih izpuhov ali ob vrtincih na konicah kril.