Kenttäopas · Pilvimorfologia

Ilmaan kirjoitettuja muotoja

Tutut pilvisiluetit toimivat luonnollisina tuulitunnelin jäljittäjinä, jotka merkitsevät paikallaan pysyviä vuoriaaltoja, nopeusleikkausrajoja ja nopeita olomuodon muutoksia.

Paikallaan pysyvät aallot ja leikkausrullat

Paikallaan oleva valokuva pinotuista, posliininsileistä kiekoista Mount Rainierin, Fujin tai Patagonian Andien yllä luo selvän vaikutelman kiinteistä esineistä, jotka ovat pysähtyneet tyyneen ilmaan. Jos havainnoija kuitenkin tallentaa 60 sekunnin videon Altocumulus standing lenticularis -pilvestä, pienet reunahöyhenet kiitävät myrskytuulen nopeudella kohti suojan puolta, vaikka koko siluetti ei liiku paikaltaan.

Kun vakaasti kerrostunut kostea ilma nousee vuoriesteen yli, nostevoima palauttaa siirtyneet ilmapaketit alaspäin suojaisalla puolella. Näin syntyy paikallaan pysyviä ilmakehän painovoima-aaltoja, jotka etenevät kymmeniä kilometrejä myötätuuleen ja nousevat korkealle stratosfääriin. Jokainen aallon harja nostaa ilmaa adiabaattisesti kastepisteensä alapuolella, joten pisarat tiivistyvät vastatuulen reunalle. Aallonpohjassa laskeva ilma lämpenee adiabaattisesti ja haihduttaa pisarat myötätuulen reunalla. Kerroksittaiset kuivat ja kosteat kerrokset muovaavat monikerroksisia "lautaspinoja".

Paikallaan pysyvä suojapuolen aaltopilvi

Lifting Condensation Level (Saturation Threshold) Lee Wave Crest = Cloud · Trough = Clear Air
Monikerroksinen linssimäinen aaltopilvi, jonka lämmin auringonlaskun valo valaisee ja joka pysyy paikallaan alppiharjanteen yllä
Pinottuja Altocumulus lenticularis duplicatus -pilviä. Tasaiset reunat viittaavat laminaariseen virtaukseen pilvikerroksen sisällä, mutta purjelentäjät tietävät, että voimakas roottoriturbulenssi kuohuu usein näkymättömissä rajakerroksessa aallonpohjan suoraan alapuolella.
Fluctus (Kelvin–Helmholtz-epävakaus) Toisin kuin vuoreen sidotut linssipilvet, kaartuvat ja murtuvat aallot (fluctus) vaativat matalan Richardsonin luvun (<0.25). Terävän lämpöinversion yli tapahtuva tuulen pystysuuntainen leikkaus voittaa nostevoimaisen vakauden, ja pilvenlaet kaartuvat hetkellisiksi harjanteiksi, jotka haihtuvat 90–180 sekunnissa.
Pyöreä cavum-kaasuaukko (fallstreak-reikä) on leikkautunut siististi ohuen ylijäähtyneen altocumulus-pilvikerroksen läpi, ja keskellä roikkuu höyhenmäinen jääpyrstö (virga)
Cavum (fallstreak-reikä) ja keskellä cirrus-virgan pyrstö. Sitä raportoidaan usein rakettisuihkuina tai optisina poikkeamina, mutta sen geometria kuvastaa puhdasta Wegener–Bergeron–Findeisen-jään kasvua.
Käänteinen konvektio ja mikrofysiikka

Mammatus, asperitas, cavum ja Morning Glory

  • Cumulonimbus mamma (mammatus-pussit)

    Riippuvat, utareen muotoiset lohkot roikkuvat ukkospilvien alasinten alla, missä jäätä kantava alasinilma laskeutuu kuivempaan pilven alapuoliseen ilmaan. Laskevien jääkiteiden sublimaatio jäähdyttää ilmatasku, jotka ovat ympäristöönsä nähden painovoimaisesti laskevia. Dramaattinen auringonlaskun sivuvalo korostaa pussien muotoja. Mammatus-pilviä näkyy usein myrskyn kypsyneellä takareunalla, kun huipputeho on jo ohi.

  • Cavum (ylijäähtyneen jäätymisen kaskadi)

    Ohuet altocumulus-kerrokset, joiden lämpötila on −15 °C:sta −30 °C:seen, koostuvat usein puhtaista ylijäähtyneistä nestepisaroista, joista puuttuvat jäätymisytimet. Kun nouseva tai laskeva lentokone laajentaa ilmaa potkurinkärkien tai siipien takana, paikallinen adiabaattinen jäähtyminen alle −40 °C:seen saa jääkiteet muodostumaan välittömästi. Koska kyllästyshöyrynpaine on jään päällä alhaisempi kuin veden päällä, ympäröivät pisarat haihtuvat kasvaville kiteille. Näin syntyy laajeneva pyöreä tai kanavan muotoinen aukko, jonka keskellä putoaa lumista virgaa.

  • Volutus-rullapilvet (Morning Glory)

    Irralliset vaakasuorat putket, jotka ulottuvat satojen kilometrien päähän, muodostuvat törmäävien merituulten yksinäisten ilmakehän bore-aaltojen mukana eikä ukkospilvien laskuvirtauksista. Niitä havaitaan luotettavimmin Australian Carpentarialahdella Burketownin lähellä joka syys–lokakuussa.

WMO-luokitus ja kenttätodellisuuden tarkistus

Pilvipiirre WMO-luokitus Tyypillinen korkeus Pääasiallinen fysikaalinen mekanismi Yleinen valokuvatulkintavirhe
Lenticularis Laji (Ac, Cc, Sc) 2,000 – 12,000 m Orografiset paikallaan pysyvät painovoima-aallot Erehdytään kiinteiksi paikallaan pysyviksi rakenteiksi tai keinotekoisiksi laitteiksi
Mamma Lisäpiirre 4,500 – 9,000 m (alasin) Sublimaatiojäähdytys ja painovoimaisesti laskevat ilmatasku Oletetaan tarkoittavan, että tornado on välittömästi yläpuolella
Asperitas Lisäpiirre (2017) 1,200 – 3,500 m Kanavoidut ilmakehän painovoima-aallot ja tuulenleikkaus Liian voimakkaasti käsitellyt HDR-kuvat saavat vaarattomat aaltojen pohjat näyttämään apokalyptisiltä
Arcus (reunapilvi vs. volutus) Lisäpiirre / laji 300 – 2,000 m Kylmän altaan ulosvirtaus nostaa lämmintä, kosteaa sisävirtausta Vaakasuora scud-liike erehdytään pystysuoraksi tornadomaiseksi pyörteeksi

Seuraavaksi: Miten rakeet kasvavat äärimmäisiksi →