Az időjárás
A troposzféra a légkör legmozgalmasabb rétege. Itt zajlanak az időjárási folyamatok és - néhány kivételével - itt jelennek a légköroptikai jelenségek is. Ahogy a bevezetőben már szóltunk róla a jelenségek kialakulásához egy olyan közeg szükséges, amely valamilyen módon befolyásolja a fény haladását. Ez a közeg leggyakrabban a víz folyékony, vagy szilárd halmazállapotú formája. Most sorra vesszük az időjárás azon elemeit, amelyek felelősek lehetnek a légköroptikai jelenségek kialakulásáért.
A levegő összetétele
A klasszikus értelemben vett levegő a földfelszínhez közeli, troposzférikus gázok elegye. Összetétele: 78.08 % nitrogén, 20.95% oxigén, 0.93% argon, 0,037% szén-dioxid, 0,003% egyéb gázok. Ezen összetevőkön túl a levegőben víz, valamint folyékony és szilárd halmazállapotú anyagok fordulnak elő. A légköri gázok és a szilárd halmazállapotú anyagok a szórási jelenségek kialakulásáért felelősek.
Felhők
A víz a levegőbe gázhalmazállapotban kerül. A levegő a hőmérsékletétől függően különböző mennyiségű vízpárát képes felvenni. Ha a hőmérséklet csökken, vagy a páratartalom növekszik, akkor a levegő állapota eléri a harmatpontot. Ekkor a víz a levegőből kicsapódik, folyadék halmazállapotú lesz. A földfelszín közelében ilyenkor csapadék keletkezik (harmat, dér), a magasban pedig felhők alakulnak ki. Felhők esetében a víz kicsapódása leggyakrabban egy emelkedő légtestben történik, ahol a magasabb páratartalmú légtest egy hidegebb közegbe kerül. A felhőkben a víz folyadék, vagy szilárd állapotban egyaránt előfordulhat. A felhőkben a víz ritkán fagy meg 0°C hőmérsékleten. Ennek oka, hogy a víz fagyásához kondenzációs magok (apró porszemek, szennyezőanyagok) szükségesek. A folyadék-szilárd halmazállapot arány a felhőkben következőképpen alakul: 0°C és -7°C között a felhőket túlhűlt vízcseppek alkotják. -7°C és -20°C között már megjelenik a jég, de a vízcseppek még mindig túlsúlyban vannak. -20°C és -40°C között már a szilárd halmazállapot a jellemző -40°C alatt pedig csak jég alkotja a felhőt. Fontos a jégkristályok formája is. -5°C és -10°C között hatszög alapú lemezek és hasábok alakulnak ki. -10°C és -20°C között hatágú csillagok, az ismert hópelyhek keletkeznek. Az igazán érdekes fénytöréseket előidéző prizma alakú jégkristályok kialakulása pedig -30°C alatt várható. A fény viselkedését az egyes fizikai események kapcsán a "Fény és optika" fejezetben részletezzük. Olvasd el, hasznos!
A felhők csoportosításánál a magasságuk szerinti elkülönülésüket és a formájukat egyaránt figyelembe kell venni.
OMSZ felhőatlasz:
|
Felhők osztályozása |
||
|
Magas szintű felhők
|
6-13 km
|
Pehelyfelhő (Cirrus, Ci): Tisztán jégkristályokból álló fonalas, vagy rostos szerkezetű felhő. A jégkristályok a keletkezés körülményeitől függően különböző alakúak lehetnek. A leggyakoribb halojelenségek kialakulásában játszik szerepet.
|
|
Fátyolfelhő (Cirrostratus, Cs): Nagyobb kiterjedésű, rostos szerkezetű felhő szintén jégkristályok alkotják. Tartós halojelenségek kialakulásáért felelős. Gyakran megjelenik melegfrontok előtt.
|
||
|
Bárányfelhő (Cirrocumulus, Cc): Felhőlepel alakjában jelenik meg, kissé gomolyos szerkezetű, többé-kevésbé szabályos elrendezésű.
|
||
|
Középszintű felhők
|
3-7 km
|
Párnafelhő (Altocumulus, Ac): Szürkés színű, párnaszerű gomolyokból álló, árnyékot adó felhő. Több rétegben is kialakulhat, átlagos vastagsága 200-500 m. Túlhűlt vízcseppek alkotják. Az altostratussal gyakran együtt alkot felhőzetet. Kiterjedt felhőmező érkezése, frontrendszer közeledtére utalhat.
|
|
Lepelfelhő (Altostratus, As): Szürke színű, összefüggő, gyakran nagy vízszintes kiterjedésű felhőfaj. Vastagsága változó, helyenként a Nap elmosódottan látszhat. Vegyes halmazállapotú felhő, gyenge, de folyamatos csapadék hullhat belőle.
|
||
| Alacsony szintű felhők |
0-2 km
|
Rétegfelhő (Stratus, St): Szűrke színű, egyenletes alapú. Gyenge eső, hó hullhat belőle, vastagsága változó, a Nap helyenként átsüthet rajta. Időnként a délelőtti órákban felszálló ködből alakul ki.
|
|
Gomolyos rétegfelhő (Stratocumulus, Sc): Szürkésfehér lepelszerű felhő, kontrasztos szélekkel. Változó vastagságú, kisebb esőt, havat okozhat.
|
||
|
Konvektív felhők
|
Gomolyfelhő (Cumulus, Cu): Függőleges (konvektív) kiterjedésű felhő, alja fehér, vagy sötétkék, teteje fehér. Kontrasztos szélű, sűrű, a függőleges irányban tröténő fejlődés jól megfigyelhető. Vastagságuk több kilométer is lehet, jelentős feláramlás jellemzi. Záporszerű csapadékot okozhat.
|
|
| Zivatarfelhő (Cumulonimbus, Cb): Vastag, sűrű felhő, nagy függőleges kiterjedéssel. Gyakran üllőre emlékeztető alakja van, teteje szinte mindig sík. A felhőalap sötét, intenzív csapadék hullhat belőle zivatartevékenység kíséretében. A feláramlási zónában a szélsebesség elérheti a 10m/s-ot. A felhő teteje elérheti a tropopauzát és átnyúlhat a sztratoszférába is. | ||
| Réteges esőfelhő (Nimbostratus, Ns): Sötétszürke, vastag, nagy vízszintes kiterjedésű felhő, a Napot teljesen eltakarja. Vegyes halmazállapotú, hópelyheket, túlhűlt vízcseppeket egyaránt tartalmazhat. A felhőalapból csapadék hullik. | ||
Az egyes fajokon belül még több típus is létezeik, ezek felsorolásától most eltekintünk. A légköroptikai jelenségek kialakulása szempontjából fontos felhőkről az egyes jelenségeket tárgyaló fejezetekben többet lehet megtudni.
