مراحل تشکیل ابر؛ ابرها چگونه تشکیل میشوند؟
تشکیل ابر با وجود عواملی مانند تبخیر، وجود جبهههای هوایی گرم و سرد و تراکم بخار آب امکان پذیر است. مراحل تشکیل ابرها شامل سه مرحله افزایش بخار آب، بالا رفتن بخار آب و ترکیب با هواویز و رسیدن به نقطه شبنم میشود.
ستاره | سرویس علوم - ابرها از قطرات بسیار ریز آب و کریستالهای یخی ذره بینی که قادرند در آسمان معلق شوند، تشکیل شده اند. اگر قطرات به اندازه کافی بزرگ شوند، چشم قادر به مشاهده آنها به عنوان ابر یا مه خواهد بود و در صورتی که بیشتر رشد کنند، به عنوان باران (برف) به سمت زمین سرازیر خواهند شد. در ادامه با مراحل تشکیل ابر، عوامل تشکیل دهنده ابرها و گونههای مختلف ابری آشنا میشوید.
اصلاً چنین به نظر نمیرسد که ممکن است آب داخل یک لیوان متحرک باشد، اما مولکولهای تشکیل دهنده آب همواره در حال حرکت هستند. مولکولها با گرم شدن آب با سرعت بیشتری حرکت میکنند و در شرایطی که خنک شوند جنبش آنها آهستهتر صورت میگیرد. تحرک تعدادی از مولکولها در حدی است که میتوانند به داخل هوا گریز بزنند و وقتی که وارد هوا شدند، فرآیند تبخیر شروع میشود. اگر آب حرارت داده شود مولکولهای بیشتری تبخیر شده و به بخار آب تبدیل میشوند، و با خنک شدن آب فرآیند انقباض شروع میشود، یعنی جنبش مولکولهای آب آهسته شده و تعدادی از آنها توان ماندن به شکل بخار را از دست میدهند؛ پس در هوا جمع شده و به شکلگیری قطرات مایع ریزی میانجامند. در مورد ابرها، قطرات مایعی که در فرآیند انقباض شکل گرفتهاند به اندازهای کوچک و کم وزن هستند که در هوا معلق میمانند، و تنها در صورتی که به حد کافی بزرگ شوند، شاهد بارش آنها به سمت زمین خواهیم بود.
مراحل تشکیل ابرها
تشکیل ابر با وجود فرآیندی به نام انقباض امکان پذیر است. اما پیش از اینکه به جزئیات آن بپردازیم، توصیه میکنیم فعالیت زیر را مطالعه کرده و در منزل خود به صورت عملی انجام دهید:
یک دیگچه پر از آب را روی شعله گاز قرار داده و آن را تا درجه جوشش بجوشانید. یک سرپوش روی آن قرار دهید و اجازه دهید تا به مدت یک دقیقه روی دیگچه بماند و سپس آن را بردارید. چه چیزی را مشاهده میکنید؟ قطرات آب از سرپوش جدا شده و به داخل دیگچه میریزند. این همان فرآیندی است که "انقباض" خوانده میشود.
مرحله اول تشکیل ابر) افزایش بخار آب
جو زمین از گازهایی از جمله بخار آب تشکیل شده و برخی اوقات در اثر تابش نور خورشید آبهای سطح زمین به گاز تغییر شکل میدهند، در نتیجه بخار آب بیشتری به جو وارد میشود. از سوی دیگر، گیاهان نیز در فرآیندی به نام فراتراوش از طریق برگهای خود به ایجاد بخار آب میپردازند.
مرحله دوم تشکیل ابر) بالارفتن بخار آب و ترکیب با هواویز
اما بخار آب به این دلیل به سوی آسمان بالا میرود که نوعی هوای گرم محسوب شده و نسبت به هوای سرد غلظت کمتری دارد؛ البته در حالتی که یک جبهه هوای متحرک سرد (که غلیظتر است) به یک جبهه هوای گرم برخورد کند باز هم بخار آب قادر به حرکت به بالا خواهد بود، چون جبهه هوای سرد میتواند خود را به فضای زیرین منتقل کرده و به جبهه هوای گرم فشار وارد کند تا ارتفاعش را افزایش دهد. هنگام ورود بخار آب به جو زمین، ذرههای بسیار ریز غبار، دوده و نمک که مواد ذره بینی موجود در جو هستند (هواویز) با آن ترکیب میگردند. ذرههای آب به وسیله بادهای عمودی قوی یا جریانهای جا به جایی نگه داشته شده و در حین افزایش ارتفاع منبسط شده و خنک میشوند. هوای گرم مرطوب در اثر فرآیند خنک سازی ادیابتیک سرد میشود.
مرحله سوم تشکیل ابر) رسیدن به نقطه شبنم و تشکیل ابر
بخار آب همراه با کاهش دمای هوای محیط به نقطه شبنم میرسد و به ذرات بسیار ریز آب و کریستالهای یخ تبدیل میشود، سپس با هواویز برخورد کرده و به یکدیگر میچسبند. سرانجام نیز با انباشت ذرات آب و هواویزهای به هم چسبیده، فرآیند به هم پیوستن انجام پذیرفته و ابرها شکل میگیرند. اندازه قطرات آب موجود در ابر میتواند بین ۱۰ میکرون تا ۱ میلیمتر باشد.
نکته: نقطه شبنم دمایی است که آب موجود در هوا در فشار ثابت با همان سرعت تبخیر، تقطیر میشود.
نکته: نقطه شبنم دمایی است که آب موجود در هوا در فشار ثابت با همان سرعت تبخیر، تقطیر میشود.
چندان طول نمیکشد که رطوبت فراوانی به شکل ابر رسانا در جو زمین، بسیار بیشتر از آنچه که هوای منطقه میتواند تحمل کند، جمع میشود؛ در این حالت گفته میشود که اشباع صورت پذیرفته و آب و کریستالهای یخ برای ریزش به سوی زمین آماده شدهاند.
وقتی که هوا اشباع میشود و دیگر قادر به انباشت بخار آب بیشتری نیست، به دو طریق ابرها شکل میگیرند:
هرچه هوا گرمتر باشد قادر به انباشت مقدار بیشتری بخار آب است. ابرها معمولاً از طریق انقباض پدید میآیند (هوا همانطور که ارتفاع میگیرد، سرد میشود و کاهش دمای هوا توانایی آن را در انباشت بخار آب طوری کاهش میدهد که فرآیند انقباض صورت میپذیرد). ارتفاعی که نقطه شبنم در آن ممکن میگردد و ابرها شکل میگیرند به نام سطح انقباض شناخته میشود.
خلاصه چگونگی تشکیل ابر
عوامل تشکیل ابر کدامند؟
گرمایش سطح
بدیهی است که گرما باعث تبخیر آب میشود. بنابراین اصلیترین مرحله تشکیل ابر وجود گرمایش سطحی است. وقتی که زمین و متعاقب آن هوا در اثر تابش نور خورشید گرم شده و وارد جو میشود. ردیفهایی که بالا میروند را معمولاً ردیفهای حرارتی میخوانند. گرمایش سطح به تولید ابرهای کومولوس مایل است.
توپوگرافی یا فشار کوهزاد
توپوگرافی (یا شکل و ویژگیهای منطقهای) یکی از عوامل تشکیل ابر است. وقتی که هوا در اثر فشار به نقاط فراتر از حدود کوهها یا تپهها وارد میشود همزمان با افزایش ارتفاع، خنک میشود که معمولاً ابرهای لایهای به این صورت شکل میگیرند.
جبهههای هوایی
تشکیل ابرها زمانی صورت میگیرد که در یک منطقه گسترده و همراه با جبههها، یک توده هوای گرم به طرف بالای یک توده هوای خنک و غلیظ منتقل میشود. جبهه عبارت است از مرز میان هوای گرم و مرطوب و هوای سرد و خشک.
همگرایی
اگر جریانهای هوای سیالی که از جهتهای مختلف میوزند، به همگرایی برسند، وارد جو میشوند و این امر به تشکیل ابرهای کومولوس و شرایط رگباری منجر میشود.
جریان گردابی
تغییری ناگهانی در سرعت باد مرتفع به پیدایش جریانهای متلاطم گردابی در هوا میانجامد.
اسامی و طبقه بندی ابرها
لاک هاوارد، برای نخستین بار در سال ۱۸۰۲ پیشنهاد طبقه بندی ابرها را مطرح کرد و امروزه هم با استفاده از همان سیستم ابرها را در سه گروه طبقه بندی میکنیم: استراتوس، کومولوس و سیروس.
ابرهای کم ارتفاع: ابرهای کم ارتفاع به این قرار هستند: کومولوس، کومولو نیمبوس، استراتو کومولوس و استراتوس.
ابرهای با ارتفاع میانی: ابرهای با ارتفاع میانی به این شرح هستند: آلتو کومولوس، آلتو استراتوس و نیمبو استراتوس.
ابرهای مرتفع: سیروس، سیرو کومولوس و سیرو استراتوس در این گروه قرار میگیرند. تمام ابرهای مرتفع در ارتفاع بیش از ۲۰۰۰۰ پایی قرار دارند.
دیگر ابرها: این دسته شامل دیگر پدیدههای ابری از قبیل نوکتیلوسنت، ابرهای شب و کونترایلها هستند.چرا رنگ ابرها سفید است؟
نور آفتاب به طور مساوی در میان ابرها پخش میشود، به عبارت دیگر نور آفتاب همواره سفید باقی میماند و ظاهری سفید و خاص به ابرها میبخشد.
مه چیست؟
مه در اصل ابری در سطح زمین است. در مورد چرایی پیدایش مه و انواع مختلف آن جستجو کنید.
ارتفاع ابرها چقدر است؟
نوع ابر | ارتفاع ابر (بر حسب واحد پا) |
سیروس
سیرو کومولوس سیرو استراتوس |
ابرهای مرتفع
معمولاً در ارتفاع 20000 پایی و بیشتر بر فراز جزایر بریتانیا |
آلتو کومولوس
آلتو استراتوس نیمبو استراتوس |
ابرهای با ارتفاع میانی
معمولاً در ارتفاع 6500 و 20000 پایی جزایر بریتانیا |
استراتو کومولوس
استراتوس کومولوس |
ابرهای کم ارتفاع
معمولاً در ارتفاع 6500 پایی جزایر بریتانیا |
نکته مهم: هر پا یا فوت ۰.۰۰۰۳ کیلومتر است. اگر ارتفاعات بالا را در این عدد ضرب کنید، ارتفاع ابرها بر حسب کیلومتر به دست خواهد آمد.
|