Pin
Send
Share
Send


Stratocumulus perlucidus wolken, gezien vanuit een vliegtuigraam.

EEN wolk is een zichtbare massa gecondenseerde druppeltjes, bevroren kristallen die in de atmosfeer boven het aardoppervlak of een ander planetair lichaam zijn opgehangen, zoals een maan. (De voorwaarde wolk wordt ook toegepast op een massa materiaal in de interstellaire ruimte, waar het een interstellaire wolk of nevel wordt genoemd.) De wetenschappelijke studie van wolken wordt genoemd nefologie, wat een tak van meteorologie is.

Op aarde spelen wolken een belangrijke rol in de watercyclus (hydrologische cyclus). Omdat verdamping optreedt vanaf het oppervlak van oceanen, meren, rivieren en andere blootgestelde waterlichamen, wordt de damp een deel van de atmosfeer en condenseert deze later om kleine druppeltjes of ijskristallen te vormen, meestal met een diameter van 0,01 millimeter (mm). Wanneer ze omringd worden door miljarden andere druppels of kristallen, worden ze zichtbaar als wolken. Uiteindelijk slaat het water neer in de vorm van regen, sneeuw, enzovoort, waardoor de aarde wordt gevoed en de zoetwatervoorraden op het land worden aangevuld. Bovendien regelen wolken het klimaat op aarde, op basis van de hoeveelheid straling die ze reflecteren en absorberen van de zon en de aarde.

Dichte diepe wolken vertonen een hoge reflectie (70-95 procent) over het zichtbare golflengtebereik: ze zien er dus wit uit, althans vanaf de bovenkant. Wolkdruppeltjes neigen ertoe licht efficiënt te verspreiden, zodat de intensiteit van de zonnestraling met diepte in de wolk afneemt, vandaar het grijze of zelfs soms donkere uiterlijk van de wolken aan hun basis. Dunne wolken lijken de kleur van hun omgeving of achtergrond te hebben verkregen en wolken die worden verlicht door niet-wit licht, zoals tijdens zonsopgang of zonsondergang, kunnen dienovereenkomstig worden gekleurd. In het nabije infraroodbereik zouden wolken donkerder lijken omdat het water dat de wolkendruppeltjes vormt, zonnestraling op die golflengtes sterk absorbeert.

Wolken kunnen schaduwen werpen.

Wolkenvorming en eigenschappen

Globaal schema van de optische dikte van de wolk.

Wolken kunnen worden gevormd door verschillende mechanismen.

1. Waterdamp in de lucht condenseert wanneer de lucht onder het verzadigingspunt wordt afgekoeld. Dit gebeurt wanneer de lucht in contact komt met een koud oppervlak of een oppervlak dat koelt door straling, of de lucht wordt gekoeld door adiabatische expansie (opstijgend). Dit kan gebeuren:

  • langs warme en koude fronten (frontale lift);
  • waar lucht langs de zijkant van een berg stroomt en afkoelt terwijl deze stijgt (orografische lift);
  • door de convectie veroorzaakt door het verwarmen van een oppervlak door insolatie (dagelijkse verwarming);
  • wanneer warme lucht over een kouder oppervlak blaast, zoals een koele watermassa.

2. Wolken kunnen worden gevormd wanneer twee luchtmassa's onder het verzadigingspunt worden gemengd. Voorbeelden zijn: de condensatie van damp in menselijke adem op een koude dag, vliegtuigcontrails en Arctische zee-rook.

3. De lucht blijft op dezelfde temperatuur maar neemt er meer waterdamp in op totdat deze het verzadigingspunt bereikt.

Het water in een typische wolk kan een massa hebben van enkele miljoenen ton. Het volume van een wolk is navenant hoog en de netto dichtheid van de relatief warme lucht die de druppeltjes vasthoudt, is laag genoeg zodat luchtstromen onder en binnen de wolk in staat zijn om deze opgeschort te houden.

De omstandigheden in een wolk zijn niet statisch: waterdruppels vormen zich constant en verdampen opnieuw. Een typische wolkdruppel heeft een straal in de orde van 1 x 10-5 m en een eindsnelheid van ongeveer 1-3 cm / s. Dit geeft deze druppels voldoende tijd om opnieuw te verdampen terwijl ze in de warmere lucht onder de wolk vallen.

Cumulonimbus wolk

De meeste waterdruppeltjes worden gevormd wanneer waterdamp condenseert rond een condensatiekern, zoals een klein deeltje rook, stof, as of zout. In oververzadigde omstandigheden kunnen waterdruppeltjes fungeren als condensatiekernen.

Waterdruppels die groot genoeg zijn om op de grond te vallen, worden op twee manieren geproduceerd. Het belangrijkste middel is via het Bergeron-proces, getheoretiseerd door Tor Bergeron, waarbij onderkoelde waterdruppeltjes en ijskristallen in een wolk op elkaar inwerken om de snelle groei van ijskristallen te produceren; deze kristallen slaan neer uit de wolk en smelten als ze vallen. Dit proces vindt meestal plaats in wolken met tops die koeler zijn dan -15 ° C.

Het op een na belangrijkste proces is het botsings- en wake-capture-proces, dat plaatsvindt in wolken met warmere toppen, waarbij de botsing van stijgende en vallende waterdruppeltjes steeds grotere druppels produceert, die uiteindelijk zwaar genoeg zijn om luchtstromen in de wolk en de updraft eronder en vallen als regen. Als een druppel door de kleinere druppeltjes eromheen valt, produceert het een "wake" dat enkele van de kleinere druppeltjes in botsingen trekt, waardoor het proces wordt voortgezet. Deze methode van regendruppelproductie is het primaire mechanisme in lage stratiforme wolken en kleine stapelwolken in passaatwinden en tropische gebieden en produceert regendruppels met een diameter van enkele millimeters.

Dit golfwolkpatroon vormde zich vanaf het Île Amsterdam in de uiterste zuidelijke Indische Oceaan.

De werkelijke vorm van de gecreëerde wolk hangt af van de sterkte van de opheffing en van de luchtstabiliteit. In onstabiele omstandigheden domineert convectie, waardoor verticaal ontwikkelde wolken ontstaan. Stabiele lucht produceert horizontaal homogene wolken. Frontale opheffing creëert verschillende wolkvormen afhankelijk van de samenstelling van de voorkant (ana-type of kata-type warm of koud front). Orografische opheffing creëert ook variabele wolkenvormen afhankelijk van de luchtstabiliteit, hoewel cap cloud en wave clouds specifiek zijn voor orografische wolken.

"Heet ijs" en "ijsgeheugen" in wolkvorming

Naast de gebruikelijke omgangstaal die soms wordt gebruikt om droogijs te beschrijven, is "heet ijs" de naam die wordt gegeven aan een verrassend fenomeen waarin water in ijs kan worden omgezet op kamertemperatuur door een elektrisch veld te leveren in de orde van één miljoen volt per meter.1). Het effect van dergelijke elektrische velden is gesuggereerd als een verklaring voor de vorming van wolken. Deze theorie is zeer controversieel en wordt niet algemeen aanvaard als het mechanisme van wolkvorming. De eerste keer dat wolkenijs zich rond een kleideeltje vormt, vereist het een temperatuur van -10 ° C, maar vervolgens bevriezen rond hetzelfde kleideeltje vereist een temperatuur van slechts -5 ° C, wat een soort "ijsgeheugen" suggereert.

Cloud classificatie

Cloudclassificatie naar hoogte van voorkomen.

Wolken zijn verdeeld in twee algemene categorieën: gelaagd en convectief. Deze worden stratus-wolken genoemd (of stratiform, het Latijn stratus betekent "laag") en cumuluswolken (of cumuliform; stapelwolk betekent "opgestapeld"). Deze twee wolkentypes zijn verdeeld in vier groepen die de hoogte van de wolk onderscheiden. Wolken worden geclassificeerd op basis van de wolkbasis, niet op de wolkentop. Dit systeem werd voorgesteld door Luke Howard in 1802 in een presentatie aan de Askesian Society.

Hoge wolken (familie A)

Deze vormen over het algemeen meer dan 16.500 voet (5.000 m), in het koude gebied van de troposfeer. In poolgebieden kunnen ze zich zo laag als 10.000 ft (3.048 m) vormen; ze worden aangeduid met het voorvoegsel cirro- of cirrus. Op deze hoogte bevriest water vaak, dus wolken bestaan ​​uit ijskristallen. De wolken zijn meestal wispy en zijn vaak transparant.

Clouds in Family A zijn onder meer:

  • Cirrus (CI)
  • Cirrus uncinus
  • Cirrus Kelvin-Helmholtz Colombia
  • Cirrostratus (Cs)
  • Cirrocumulus (Cc)
  • pileus
  • Contrail, een lange dunne wolk die ontstaat als gevolg van de passage van een vliegtuig op grote hoogten.

Middenwolken (familie B)

Altocumulus makreel hemel

Deze ontwikkelen zich tussen 6.500 en 16.500 voet (tussen 2.000 en 5.000 m) en worden aangegeven met het voorvoegsel alt-. Ze zijn gemaakt van waterdruppeltjes en worden vaak onderkoeld.

Clouds in Family B zijn onder meer:

  • Altostratus (As)
  • Altostratus undulatus
  • Altocumulus (Ac)
  • Altocumulus undulatus
  • Altocumulus makreel hemel
  • Altocumulus castellanus
  • Altocumulus lenticularis

Lage wolken (familie C)

Lage wolken

Deze worden gevonden tot 6500 voet (2000 m) en omvatten de stratus (dicht en grijs). Wanneer stratus wolken de grond raken, worden ze mist genoemd.

Clouds in Family C zijn onder meer:

  • Stratus (St)
  • Nimbostratus (Ns)
  • Cumulus humilis (Cu)
  • Cumulus mediocris (Cu)
  • Stratocumulus (Sc)

Verticale wolken (familie D)

Cumulonimbuswolken met sterke updrafts

Deze wolken kunnen sterke opwaartse stromingen hebben, ver boven hun bases uitkomen en zich op vele hoogtes vormen.

Clouds in Family D zijn onder meer:

  • Cumulonimbus (geassocieerd met zware neerslag en onweer) (Cb)
  • Cumulonimbus incus
  • Cumulonimbus calvus
  • Cumulonimbus met mammatus
  • Cumulus congestus
  • Pyrocumulus
Mammatus wolkenformaties

Andere wolken

Er zijn een paar wolken boven de troposfeer; deze omvatten noctilucente en polaire stratosferische wolken (of nacreuze wolken), die respectievelijk in de mesosfeer en de stratosfeer voorkomen.

Wolk velden

Een wolkenveld is gewoon een groep wolken, maar soms kunnen wolkenvelden bepaalde vormen aannemen die hun eigen kenmerken hebben en speciaal zijn geclassificeerd. Stratocumuluswolken zijn vaak te vinden in de volgende vormen:

  • Open cel, die lijkt op een honingraat, met wolken rond de randen en een heldere, open ruimte in het midden.
  • Gesloten cel, die in het midden troebel is en aan de randen helder is, vergelijkbaar met een gevulde honingraat.
  • Actinoform, die lijkt op een blad of een spaakwiel.

Kleuren

Een wolk in een gradiënt blauwe hemel.Een voorbeeld van verschillende wolkkleuren.Kleurrijke wolkenformatie.Iriserende wolken.Iriserende wolken.Regen dragende wolken.Regenwolken over de Noordzee uit de kust van Herne Bay, Kent.

De kleur van een wolk vertelt veel over wat er in de wolk gebeurt. Wolken vormen zich wanneer relatief warme lucht met waterdamp lichter is dan de omringende lucht en dit zorgt ervoor dat deze stijgt. Terwijl het stijgt koelt het af en condenseert de damp uit de lucht als microdruppeltjes. Deze kleine waterdeeltjes zijn relatief dicht opeengepakt en zonlicht kan niet ver in de wolk doordringen voordat het wordt gereflecteerd, waardoor een wolk zijn karakteristieke witte kleur krijgt. Naarmate een wolk ouder wordt, kunnen de druppels samenkomen om grotere druppels te produceren, die kunnen combineren om druppels te vormen die groot genoeg zijn om als regen te vallen. In dit accumulatieproces wordt de ruimte tussen druppels groter en groter, waardoor licht veel verder in de wolk kan doordringen. Als de wolk voldoende groot is en de druppels erin ver genoeg uit elkaar staan, kan het zijn dat een percentage van het licht dat de wolk binnenkomt niet wordt teruggekaatst voordat het wordt geabsorbeerd (denk aan hoeveel verder je kunt zien in een zware regen in tegenstelling tot hoe ver men kan zien in een zware mist). Dit proces van reflectie / absorptie is wat leidt tot het bereik van de wolkenkleur van wit tot grijs tot zwart. Om dezelfde reden zien de onderkant van grote wolken en zware bewolking er in verschillende grijsgraden uit; er wordt weinig licht gereflecteerd of teruggestuurd naar de waarnemer.

Andere kleuren komen van nature voor in wolken. Blauwachtig grijs is het resultaat van lichtverstrooiing in de wolk. In het zichtbare spectrum bevinden blauw en groen zich aan de korte kant van de zichtbare golflengten van het licht, terwijl rood en geel aan de lange kant zijn. De korte stralen worden gemakkelijker verstrooid door waterdruppeltjes en de lange stralen worden eerder geabsorbeerd. De blauwachtige kleur is het bewijs dat dergelijke verstrooiing wordt geproduceerd door druppels ter grootte van een regenbui in de wolk.

Een groenachtige tint naar een wolk ontstaat wanneer zonlicht wordt verspreid door ijs. Een cumulonimbuswolk die groen is, is een vrij zeker teken van dreigende zware regen, hagel, sterke wind en mogelijke tornado's.

Geelachtige wolken zijn zeldzaam, maar kunnen voorkomen in de late lente tot vroege herfstmaanden tijdens het bosbrandseizoen. De gele kleur is te wijten aan de aanwezigheid van rook.

Rode, oranje en roze wolken komen bijna volledig voor bij zonsopgang / zonsondergang en zijn het resultaat van de verstrooiing van zonlicht door de atmosfeer. De wolken zijn niet zo kleur; ze reflecteren de lange (en niet verstrooide) zonnestralen die op die uren overheersen. Het effect is vrijwel hetzelfde als wanneer je een rode schijnwerper op een wit vel zou laten schijnen. In combinatie met grote, volwassen donderkoppen kan dit bloedrode wolken produceren. De avond vóór de Edmonton, Alberta tornado in 1987, zagen Edmontonians dergelijke wolken - diep zwart aan hun donkere kant en intens rood aan hun zonzijde. In dit geval was het adagium "rode lucht 's nachts, de vreugde van de zeeman" verkeerd.

Globaal dimmen

Het recent erkende fenomeen van globaal dimmen wordt vermoedelijk veroorzaakt door veranderingen in de reflectiviteit van wolken vanwege de verhoogde aanwezigheid van aerosolen en andere deeltjes in de atmosfeer.

Wereldwijd ophelderen

Recent onderzoek door Martin Wild en collega's2 geeft een wereldwijde ophelderingstrend aan.

Globale verheldering wordt veroorzaakt door verminderde hoeveelheden fijnstof in de atmosfeer. Met minder fijnstof is er minder oppervlakte voor condensatie. Omdat er minder condensatie in de atmosfeer is en de verdamping toeneemt door toenemende hoeveelheden zonlicht op het wateroppervlak, is er meer vocht, waardoor er minder maar dikkere wolken ontstaan.

Wolken op andere planeten

Binnen ons zonnestelsel heeft elke planeet of maan met een atmosfeer ook wolken. De wolken van Venus bestaan ​​volledig uit druppeltjes zwavelzuur. Mars heeft hoge, dunne wolken waterijs. Zowel Jupiter als Saturnus hebben een buitenste wolkendek samengesteld uit ammoniakwolken, een tussenliggend dek van ammoniumhydrosulfidewolken en een binnenste dek van waterwolken. Uranus en Neptunus hebben een atmosfeer gedomineerd door methaanwolken.

De maan Titan van Saturnus heeft wolken waarvan wordt aangenomen dat ze grotendeels uit druppeltjes vloeibaar methaan bestaan. De missie Satini van Cassini-Huygens heeft aanwijzingen opgeleverd voor een vloeistofcyclus op Titan, inclusief meren nabij de polen en rivierkanalen op het oppervlak van de maan.

Zie ook

In bergachtige gebieden vind je vaak de toppen boven de wolken zoals hier voor de Pico Ruivo gezien vanuit Pico do Arieiro, Portugal.
  • Klimaat
  • Wolk zaaien
  • Mist
  • Mist
  • Moesson
  • Neerslag (meteorologie)
  • Onweersbui
  • Tornado
  • Tropische cycloon
  • Weer

Notes

  1. ↑ Choi 2005, het SAO / NASA Astrophysics Data System. Ontvangen op 21 februari 2008.
  2. ↑ Martin Wild et al., "Van dimmen tot ophelderen: decadale veranderingen in zonnestraling op het aardoppervlak", Wetenschap 6 mei 2005; 308: 847-850

Referenties

  • Day, John A. 2005. Het boek der wolken. New York, NY: Sterling Publishing Co. ISBN 1402728131.
  • Day, John A. en Vincent J. Schaefer. 1998. Peterson Eerste gids voor wolken en weer. 2e ed. Boston: Houghton Mifflin. ISBN 0395906636.
  • Pretor-Pinney, Gavin. 2007. De Cloudspotter's Guide: The Science, History and Culture of Clouds. New York, NY: Perigee Trade. ISBN 0399533451.
  • Hamblyn, Richard. 2002. De uitvinding van wolken: hoe een amateur-meteoroloog de taal van het luchtruim smeedde. New York, NY: Picador; Herdruk editie. ISBN 0312420013.

Bekijk de video: Aliyah - Wolk Official (Augustus 2021).

Pin
Send
Share
Send