Οδηγός πεδίου · Μορφολογία νεφών

Σχήματα γραμμένα στον αέρα

Ασυνήθιστες σιλουέτες νεφών λειτουργούν ως φυσικοί ιχνηλάτες αεροσηράγγων, σηματοδοτώντας στάσιμα ορεινά κύματα, όρια διάτμησης ταχύτητας και ταχείες μεταβάσεις φάσης.

Στάσιμα κύματα και κύλινδροι διάτμησης

Μια ακίνητη φωτογραφία στοιβαγμένων, πορσελάνινα λείων δίσκων πάνω από το Όρος Ρενιέ, το Φούτζι ή τις Άνδεις της Παταγονίας δημιουργεί την αδιάψευστη εντύπωση ότι στερεά αντικείμενα είναι ακίνητα σε ήρεμο αέρα. Ωστόσο, αν ένας παρατηρητής καταγράψει βίντεο 60 δευτερολέπτων του Altocumulus standing lenticularis, μικροσκοπικές άκρες αχνών τρέχουν προς τα κατάντη με ταχύτητα θυέλλης, ενώ η συνολική σιλουέτα αρνείται να κινηθεί.

Όταν υγρός αέρας με σταθερή στρωμάτωση διασχίζει ένα ορεινό φράγμα, η άνωση επαναφέρει προς τα κάτω τα μετατοπισμένα τμήματα αέρα στην υπήνεμη πλευρά, δημιουργώντας στάσιμα ατμοσφαιρικά κύματα βαρύτητας που διαδίδονται δεκάδες χιλιόμετρα προς τα κάτω του ρεύματος και ψηλά στη στρατόσφαιρα. Κάθε κορυφή κύματος ανυψώνει αέρα αδιαβατικά κάτω από το σημείο δρόσου, οπότε τα σταγονίδια συμπυκνώνονται κατά μήκος της προσήνεμης άκρης· ο αέρας που κατεβαίνει στην κοιλάδα του κύματος θερμαίνεται αδιαβατικά και εξατμίζει αυτά τα σταγονίδια κατά μήκος της υπήνεμης άκρης. Τα στρώματα ξηρού και υγρού αέρα διαμορφώνουν πολυόροφους σχηματισμούς «στοίβας πιάτων».

Στάσιμο περίβλημα συμπύκνωσης κύματος υπήνεμου

Lifting Condensation Level (Saturation Threshold) Lee Wave Crest = Cloud · Trough = Clear Air
Πολυστρωματικό φακοειδές νέφος κύματος, φωτισμένο από το ζεστό φως του ηλιοβασιλέματος, στάσιμο πάνω από την κορυφογραμμή ενός αλπικού βουνού
Στοιβαγμένα Altocumulus lenticularis duplicatus. Τα λείας όψης άκρα δείχνουν στρωτή ροή μέσα στο στρώμα του νέφους, ωστόσο οι πιλότοι ανεμόπτερων γνωρίζουν ότι ισχυροί στροβιλισμοί rotor συχνά ανακατεύονται αόρατα στο οριακό στρώμα ακριβώς κάτω από την κοιλάδα του κύματος.
Fluctus (αστάθεια Kelvin–Helmholtz) Σε αντίθεση με τα φακοειδή που είναι δεσμευμένα στο ανάγλυφο, τα σπάζοντα κυματιστά κύματα που κυρτώνονται (fluctus) απαιτούν χαμηλούς αριθμούς Richardson (<0.25): η κατακόρυφη διατμητική ροή του ανέμου κατά μήκος μιας απότομης θερμικής αναστροφής υπερνικά τη σταθερότητα της άνωσης, και οι κορυφές του νέφους κυρτώνονται σε εφήμερες κορυφογραμμές που διαλύονται μέσα σε 90 έως 180 δευτερόλεπτα.
Κυκλική οπή cavum (fallstreak) διανοιγμένη καθαρά μέσα σε λεπτό υπόψυκτο στρώμα νέφους altocumulus, με λεπτές ινώδεις ουρές παγοκρυστάλλων virga στο κέντρο
Cavum (οπή πτώσης) με κεντρική ουρά cirrus virga. Συχνά αναφέρεται ως πύραυλοι ή οπτικές ανωμαλίες, η γεωμετρία του αντανακλά καθαρή ανάπτυξη πάγου Wegener–Bergeron–Findeisen.
Ανεστραμμένη Συναγωγή και Μικροφυσική

Mammatus, Asperitas, Cavum και Morning Glory

  • Cumulonimbus Mamma (θύλακες Mammatus)

    Κρεμαστοί λοβοί σαν μαστοί κάτω από τα αμόνια των καταιγίδων, όπου ο αέρας του αμονιού φορτωμένος με πάγο βυθίζεται μέσα στον ξηρότερο αέρα κάτω από το νέφος. Η εξάχνωση των πίπτοντων κρυστάλλων πάγου ψύχει θύλακες αέρα που είναι αρνητικά άνωστοι σε σχέση με το περιβάλλον. Ο δραματικός πλάγιος φωτισμός του ηλιοβασιλέματος τονίζει το ανάγλυφο των θυλάκων· τα mammatus εμφανίζονται συχνά στο εξασθενούν πίσω τμήμα της καταιγίδας, αφού η μέγιστη ένταση έχει ήδη περάσει.

  • Cavum (Καταρράκτης υπέρψυχρης πάγωσης)

    Λεπτά στρώματα altocumulus σε −15 °C έως −30 °C συχνά αποτελούνται από καθαρά υπέρψυχρα υγρά σταγονίδια χωρίς πυρήνες πάγου. Όταν ένα αεροσκάφος που ανεβαίνει ή κατεβαίνει διαστέλλει τον αέρα πίσω από τις άκρες των έλικων ή των πτερύγων, η τοπική αδιαβατική ψύξη κάτω από −40 °C πυρηνώνει αμέσως κρυστάλλους πάγου. Επειδή η πίεση κορεσμένων ατμών είναι χαμηλότερη πάνω από πάγο παρά πάνω από νερό, τα γύρω σταγονίδια εξατμίζονται πάνω στους αναπτυσσόμενους κρυστάλλους, σκάβοντας μια διευρυνόμενη κυκλική ή καναλοειδή οπή, με χιονώδεις ουρές virga να πέφτουν στη μέση.

  • Volutus Roll Clouds (Το Morning Glory)

    Αποκολλημένοι οριζόντιοι σωλήνες που εκτείνονται εκατοντάδες χιλιόμετρα—παρατηρούνται πιο αξιόπιστα πάνω από τον κόλπο Carpentaria της Αυστραλίας κοντά στο Burketown κάθε Σεπτέμβριο–Οκτώβριο—σχηματίζονται κατά μήκος συγκρουόμενων μεμονωμένων ατμοσφαιρικών μετώπων (bores) θαλάσσιας αύρας και όχι από καθόδους καταιγίδων.

Ταξινόμηση WMO και έλεγχος πραγματικότητας στο πεδίο

Χαρακτηριστικό νέφους Ταξινόμηση WMO Τυπικό ύψος Κύριος φυσικός μηχανισμός Συνηθισμένη φωτογραφική παρερμηνεία
Lenticularis Είδος (Ac, Cc, Sc) 2,000 – 12,000 m Ορεινά στάσιμα κύματα βαρύτητας Εκλαμβάνονται ως στερεές στάσιμες δομές ή τεχνητά αεροσκάφη
Mamma Συμπληρωματικό χαρακτηριστικό 4,500 – 9,000 m (αμόνι) Ψύξη από εξάχνωση και αρνητικά άνωστοι θύλακες Θεωρείται ότι σημαίνει επικείμενο ανεμοστρόβιλο ακριβώς από πάνω
Asperitas Συμπληρωματικό χαρακτηριστικό (2017) 1,200 – 3,500 m Διοχετευμένα ατμοσφαιρικά κύματα βαρύτητας και διατμητική ροή ανέμου Υπερεπεξεργασμένες φωτογραφίες HDR κάνουν ακίνδυνες βάσεις κυμάτων να φαίνονται αποκαλυπτικές
Arcus (Shelf έναντι Volutus) Συμπληρωματικό / Είδος 300 – 2,000 m Εκροή ψυχρής δεξαμενής που ανυψώνει θερμή υγρή εισροή Οριζόντια κίνηση scud που εκλαμβάνεται ως κατακόρυφη περιστροφή ανεμοστροβίλου

Επόμενο: Πώς Μεγαλώνει Ακραία το Χαλάζι →