بياييد«ابر بازي»کنيم!

همه ما در کتاب هاي مدرسه خوانده ايم که با تبخير آب و تراکم آب در هوا،ابرها شکل مي گيرند،ابرها نيز به عللي ،شروع به بارش مي کنند و اين جرياني پياپي ادامه مي يابد. اين چرخه گرچه تا حدودي صحيح است،اما در اين دو خط بسيار ساده سازي شده است. براي همين ساده سازي بيش از حد است که بسيار از سوال ها از دوران مدرسه،هنوز در ذهنمان مانده است و پاسخش را نمي دانيم. در اينجا بخشي از اين سوالات را پاسخ مي دهيم.

ابرها چگونه به وجود مي آيند؟
 

تا کنون نبات درست کرده ايد؟محلولي اشباع شده از شکر در آب که به دور تکه نخي آويزان در محلول، گرد هم مي آيند تا اينکه بلور نبات شکل بگيرد. بخار آب به تنهايي نمي تواند در گشت کره(پايين ترين لايه جو که تمامي تغييرات جوي اي که ما لمس مي کنيم در آن محدوده رخ مي دهد)تشکيل ابر بدهد. ذرات معلق در هوا کار همان نخ را در محلول اشباع شکر در آب مي کنند. وقتي که بخار آب به ارتفاعي مي رسد که اصطلاحا مي گوييم به نقطه اشباع رسيده است،ذرات بخار آب جذب اين ذرات معلق در هوا مي شوند و به شکل قطرات آب يا ذرات يخي در مي آيند و در نهايت ابرها را تشکيل مي دهند. اين ذرات معلق در هوا مي توانند غبار،دود(آلايندها)يا حتي نمک هم باشند. اگر هوا بي نهايت از ذرات معلق پاک بود،شايد هيچگاه در آسمان شاهد ابري دو راه ممکن است ؛ يکي هنگامي که بخار آب به اندازه کافي سرد شده باشد (يا بهتر بگوييم گرماي آن گرفته شده باشد) و ديگري زماني که بخار آب به اندازه کافي به هوا اضافه شده باشد يا اصطلاحا هوا از بخار اشباع شده باشد.

يادگيري نام ابرها در 5 دقيقه!
 

ابرها بر اساس ارتفاع و شکلشان به دسته هاي مختلفي تقسيم مي شوند.اگر ابري به صورت لايه اي وسيع ولي نازک باشد،اين ابررا استراتوس مي نامند ؛ اگر ابري به صورت کپه اي همچون گل کلم باشد،آن را کومولوس مي گويند و اگر ابري به صورت لايه اي نازک و رشته،رشته(پرمانند)،ولي در ارتفاع بسيار بالا باشد،آن را سيروس خطاب مي کنند. شناخت اين ابرها،مي تواند ما را از احتمال يا عدم بارش باران،از ارتفاع حدودي آنها و از اندازه و نوع ذرات تشکيل دهند آنها (آب يا يخ آب)آگاه سازد. شکل ابرها تابعي از شرايط جوي است که در آن شکل مي گيرند؛ابرهاي کومولوس به سبب جريان هاي همرفتي در بسته هواي گرم،به صورت کپه اي حجيم و مرتفع مي شوند و ابرهاي استراتوس به سبب برخورد جريان هواي گرم و مرطوب با جريان هواي خشک و سرد،پهن ولي کم ضخامت مي شوند. ابرهاي استراتوس و کومولوس،ابرهاي ارتفاع بالا هستند. معمولا ابرهاي کومولوس،نشانه هواي مطبوع و ملايم؛ابرهاي استراتوس،نشانه نرمه باران احتمالي و ابرهاي سيروس معرف هواي آرام و خوبند. ابرهاي کومولوس،همان ابرهايي هستند که تماشاي آنها،اشکال مختلفي را مي تواند در ذهن تداعي کند.
هواشناسان از چند پيشوند و پسوند براي نشان دادن ارتفاع ابرها بهره مي برند؛ لفظ «آلتو» نشان دهند ابرهاي ارتفاع متوسط (بالاتر از ابرهاي ارتفاع پايين) و لفظ «سيرو» نشان دهنده ابرهاي ارتفاع بالا هستند. به اين ترتيب ابرهاي لايه اي را در ارتفاع پايين،استراتوس،در ارتفاع متوسط،آلتواستراتوس و در ارتفاع بالا،سيرواستراتوس خطاب مي کنند. ابرهاي سيرواستراتوس رقيق تر از ابرهاي ديگر هستند،به طوري که حتي از پشت آنها ستاره ها در آسمان شب نمايانند. ابرهاي سيرواستراتوس سبب مي شوند که تلالو خورشيد و ما از پشت آنها،هاله اي رنگين کماني را در آسمان پديد آورد. ابرهاي آلتواستراتوس نشانه ريزش احتمالي باران ملايم و ابرهاي سيرواستراتوس نيز پيام آور آمدن جبهه هواي گرم و در نتيجه بارش احتمالي در 12 تا 24 ساعت آينده است.
همچنين ابرهاي کپه اي را در ارتفاع پايين،کومولوس،در ارتفاع متوسط،آلتوکومولوس و در ارتفاع بالا،سيروکومولوس نام گذاشتند.ابرهاي سيروکومولوس پيام آور هواي صاف و آرامند.
لفظ «نيمبو» يا «نيمبوس» نيز به ابرهايي اطلاق مي شود که از ارتفاع پايين تا ارتفاعات بالاتر کشيده شده اند يا بهتر بگوييم ضخامت زيادي دارند؛اصطلاح نيمبو براي ابرهاي باران زا يا در حال بارش به کار مي رود و در اصل ربطي به ارتفاع ندارد؛نيمبو واژه يوناني به معني بارندگي است.ابرهاي نيمبواستراتوس ابرهاي لايه اي هستند که از ارتفاع پايين تا ارتفاع متوسط کشيده شده اند؛اين ابرها،همان ابرهايي هستند که به شکل ابرهاي وسيع خاکستري رنگ در ذهن داريم. ابرهاي نيمبواستراتوس بارش زا هستند و بارش باراني يکنواخت و پيوسته را سبب مي شوند.
حتما براي شما پيش آمده که ناگاه در راه خود به شهري ديگر،وقتي که افق پيش رويتان باز است،متوجه ابر کپه اي عظيمي در برابر چشمان خود شويد؛اين ابر«کومولونيمبوس»نام دارد. از ارتفاع آغاز مي شود و تا ارتفاع بسيار ضخيم مي شوند،آنها باران زا هستند و باران هاي غير يکنواخت(رگباري)و سيلابي را پديد مي آورند. رعد و برق نيز گاهي از اين ابرها تشکيل مي شود.
گونه ديگري از ابرها هستند که همانند ابرهاي استراتوس پهن اند و مانند ابرهاي کومولوس پف کرده اند،به اين ابرها،استراتوکومولوس گفته مي شود؛ابرهايي که به صورت لايه هاي پهن پف کرده يا تکه تکه ديده مي شوند. اين ابرها عمد تا بارشي را در پي ندارند ولي اگر ببارند،بارشي بسيارسبک خواهند داشت.
ابرهاي ديگري نيز در طبيعت وجود دارند که عموميت کمتري دارند.تمامي ابرهايي که در اينجا معرفي کرديم. ابرهاي گشت کره(تروپسفر)هستند ولي در لايه هاي بالاتر جو نيز ابرهايي همچون ابرهاي شبتاب به وجود مي آيند که طبيعت آنها همچنان ناشناخته باقي مانده است. لازم به توضيح است که وردسپهر،زيرين سپهر و زيرين کره همچون گشت کره واژه هايي هستند که براي ترجمه تروپسفر استفاده مي شود.

چرا برخي ابرها سفيدند و برخي ديگر تيره؟
 

برخي ابرها سفيدند و برخي تيره؛آيا اين جمله صحيح است؟ابتدا بايد ببينيم که منشا رنگ ابرها چيست!ابرها از ذرات متراکم بخار آب به صورت قطرات آب يا يخ درست شده اند،ذرات آب يا يخ نيز بين70 تا 95 درصد نور را بازتاب مي کنند.بازتاب نور خورشيد سبب مي شود که ابرها در اکثر مواقع سفيد به نظر برسند،به ويژه زماني که از فراز ارتفاعي يا درون هواپيما بر بالاي آنها بنگريم. اما همان طور که مشخص است هرچه به درون ابر و لايه هاي زيرين ابر برويم ،ميزان نور رسيده خورشيد کمتر مي شود و به سبب سطوح زيرين ابرها،تيره ديده مي شود. بايد دقت کنيم که هر چقدر ذرات تشکيل دهنده ابر کوچک باشند،احتمال عدم نفوذ و بازتاب نور بيشتر مي شود و بالعکس هر چقدر ذرات آب بزرگ تر باشند،نور راحت تر مي تواند از ميان آنها عبور کند . به همين سبب است که ابرهاي بارشي نيمبواستراتوس که از ذرات کوچک آب ساخته شده اند و نور را به سختي عبور دهند،خاکستري رنگ ديده مي شوند. ولي در مقابل ابرهاي خاکستري رنگ ديده مي شوند.ولي در مقابل ابرهاي کومولونيمبوس که حتي در لايه هاي پاييني خود سفيد ديده مي شوند،از ذرات بزرگ تري درست شده اند و به همين سبب باران هاي توفاني را سبب مي شوند. البته اگر ابر کومولونيمبوس در زاويه اي قرار گيرد که ما کف آن را ببينيم،اين ابرها در کف،تيره ديده مي شود،چون اين ابرها داراي ضخامت خيلي زيادي هستند که در هر حال مانع عبور درصد زيادي نور خواهند شد به ويژه پيش از بارش هاي رگباري که حاصل از اين ابرها هستند هوا به يکباره تيره مي شود.ابرها گهگداري رنگ هاي ديگري نيز به خود مي گيرند؛زمان طلوع و غروب خورشيد،اغلب ابرها به رنگ پس زمينه آسمان در مي آيند و رنگ هاي گرم غروب و سرد طلوع را به خود مي گيرند.

چرا زير ابرها صاف است؟
 

انبوه خودروها را در پشت چراغ قرمز به ياد آورديد،چرا هيچ خودرويي خط عابر را رد نکرده است؟مشخص است چون اجازه عبور از خط را ندارد. ابرها نيز همين وضعيت را دارند. بخار آب که از سطح زمين فاصله مي گيرد به سوي لايه هاي بالايي جو مي رود تا اينکه به نقطه اشباع برسد. نقطه اشباع،نقطه اي است که در آن رطوبت به 100 درصد مي رسد و بخار آب به شکل قطرات آب درمي آيند.در آن فاصله از زمين است که ابرها اجازه حضور مي يابند و به همين سبب است که نقش لايه هاي زيرين ابرهاي ارتفاع پايين اين گونه ديده مي شود. اما لايه زيرين تمامي ابرها صاف نيست؛ابرهاي ارتفاع بالاي سيروس به هيچ وجه در لايه هاي زيرين خود نقش تخت ندارند و فقط به سبب اينکه در فاصله دوري از ما قرار دارند،اين گونه به نظر مي رسند.

آيا ابر يخي هم داريم؟
 

ابرهاي ارتفاع بالا از ذرات يخ درست شده اند،چرا که ارتفاع اين ابرها از سطح زمين بسيار زياد است و در اين ارتفاع از گشت کره،دما بسيار پايين است. تمامي پيشوند سيرو دارند،از اين گونه ابرها هستند. بهتر است بدانيم که اصطلاح پرسا را هم براي ابرهاي سيروس به کار مي برند.

ابرهاي شب تاب چگونه اند؟
 

ابر شب تاب پديده نادري است که در شفق غروب خورشيد مي تواند نمايان شود. اين پديده به تازگي در مجموعه پديده هاي هواشناسي قرار گرفته است. اين ابرها عمد تا در تابستان و ما بين عرض هاي 50تا70 درجه،در هر دو نيمکره ديده شده اند. هنوز منشا اين ابرها ناشناخته است و حتي جايگاه اين ابرها به جاي اينکه در گشت کره باشد،در ميان کره(مزوسفر)است و ارتفاعي بسيار زياد(76تا85)کيلومتر از سطح زمين دارند. کريستال هاي بسيار ريز يخ آب در ابعاد حدودي 100نانومتر،ذرات تشکيل دهنده ابرهاي شبتاب هستند. وقتي خورشيد غروب مي کند،همزمان با اينکه لايه هاي پاييني جو در سايه مي رود،اين ابرهاي نازک شب تابي در آسمان نمايان مي شوند. يکي از نظريه هايي که در مورد ابرهاي شب تاب وجود دارد اين است که ابرهاي شب تاب بر خلاف ابرهاي معمولي مي توانند فقط با به هم پيوستن ذرات کريستال يخ آب به وجود آيد،گر چه برخي هم متعقدند که پخش ذرات فوران آتشفشاني در ارتفاع بالا،سبب ظهور چنين ابرهايي مي شود؛برخي ديگر نيز اين پديده را نتيجه اي از تغيير اقليم مي دانند.

ابرها چقدر از ما فاصله دارند؟
 

ابرهاي استراتوس و کومولوس هر دو در زير ارتفاع دو هزار متري از سطح زمين شکل مي گيرند. در حالت هاي خاصي که رطوبت هوا اندک است ،ممکن است ابرهاي کومولوس را در ارتفاع بالاتري مشاهده کرد. ابرهاي استراتوکومولوس نيز معمولا در زير ارتفاع 2400 متري وجود دارند. ابرهاي نيمبواستراتوس در زير ارتفاع سه هزار متري و ابرهاي کومولونيمبوس از ارتفاع دو هزار تا 16 هزار متري مي توانند کشيده شوند. منظور از کشيده شدن ضخامت زياد اين ابرهاست به طوري کف اين ابرها از ارتفاع زير هزار متر تا دو هزار متر تشکيل مي شود و قله اين ابرها گاهي تا مرز فوقاني گشت کره يعني وردايست(تروپوپاز)کشيده مي شود. ابرهاي آلتواستراتوس و آلتوکومولوس در ارتفاع 2400تا6100متري(بيشتر تا ارتفاع 4200متر)ديده مي شوند.ابرهاي ارتفاع بالاي سيرواستراتوس وسيروکومولوس نيز بالاتر از ارتفاع شش هزار متري از سطح زمين تشکيل مي شوند؛اما ابرهاي سيروس خود در ارتفاع بيشتر از هفت هزار متري در آسمان ظاهر مي شوند. ابرهاي شب تاب در ارتفاع بسيار بالاتري از باقي ابرها نمايان مي شوند،اين ابرها در حدود 75 هزار تا 85 هزار متر از سطح زمين فاصله دارند.
منبع:دانستنيها شماره 16