Nori

postat în: Căldura, Materia | 0

Nori cumuliformi în Poiana Mare, Dolj (Nori cumuliformi în Poiana Mare, Dolj)

În meteorologie, un nor este un aerosol care cuprinde o masă vizibilă de picături mici de lichid, cristale congelate sau particule suspendate în atmosferă deasupra suprafeței unui corp planetar. Picăturile și cristalele pot fi făcute din apă sau din diferite substanțe chimice. Pe pământ, se formează nori ca urmare a saturației aerului când acesta este răcit până la punctul de rouă sau când obține suficientă umiditate (de obicei sub formă de vapori de apă) dintr-o sursă adiacentă pentru a ridica punctul de rouă la temperatura ambiantă. Ei se găsesc în homosfera Pământului (care include troposfera, stratosfera și mezosfera). Nefologia este știința noriilor care este inclusă în ramura fizicii norilor a meteorologiei.

Există două metode de denumire a norilor în straturile respective ale atmosferei; latină și comună. Tipurile de nori din troposferă, stratul atmosferic cel mai apropiat de suprafața Pământului, au nume latine datorită adaptării universale a nomenclatorului lui Luke Howard. Propus formal în 1802, el a devenit baza unui sistem internațional modern care împarte norii în cinci forme fizice care apar în oricare sau în toate cele trei nivele de altitudine (anterior cunoscute sub numele de etaje). Aceste tipuri fizice, în ordinea ascendentă aproximativă a activității convective, includ zone stratiforme, șuvițe și ciriforme, stratocumuliforme (în principal structurate ca role, valuri și patch-uri), cumuliforme, și cumulonimbiforme foarte mari, care adesea prezintă o structură complexă. Formele fizice sunt împărțite la nivel de altitudine în zece tipuri de gen de bază. Numele latin pentru genurile de nivel înalt aplicabile poartă un prefix de cirrus și se adaugă un alt prefix la numele tipurilor genurilor de nivel mediu. Cele mai multe dintre genuri pot fi subdivizate în specii și subdivizate în continuare în varietăți.

Doi nori cirriformi care se formează mai sus în stratosferă și mezosferă au nume comune pentru principalele lor tipuri. Ele sunt văzute rar, mai ales în regiunile polare ale Pământului. Nori au fost observați și în atmosfera altor planete și sateliți naturali în sistemul solar și dincolo de acesta. Cu toate acestea, datorită caracteristicilor lor diferite de temperatură, ei sunt adesea compuși din alte substanțe, cum ar fi metanul, amoniacul și acidul sulfuric, precum și apa.

Considerat în ansamblu, norii homosferici pot fi clasificați încrucișat prin formă și nivel pentru a deriva cele zece genuri troposferice și cele două tipuri majore suplimentare deasupra troposferei. Genul cumulus include trei specii care indică dimensiunea verticală. Nori cu suficientă întindere verticală pentru a ocupa mai mult de un nivel de altitudine sunt clasificați oficial ca nivel scăzut sau mediu, în funcție de gama de altitudine la care fiecare se formează inițial. Dar aceștia sunt, de asemenea, mai neformal, clasificați ca multi-nivel sau verticali.

Clasificarea norilor în funcție de altitudine (Clasificarea genului în funcție de altitudinea apariției. Tipurile cu mai multe niveluri, care nu sunt limitate de altitudine, includ cele două tipuri de nori principale precipitante, cumulonimbus și nimbostratus. Ultimul a fost comprimat pe orizontală în această imagine.)

Forme și nivele Stratiform
non-convectiv
Cirriform
majoritar non-convectiv
Stratocumuliform
limitat-convectiv
Cumuliform
ne-convectiv
Cumulonimbiform
puternic convectiv
Nivel extrem Noctilucent (mesosferic polar )
Nivel foarte înalt Stratospheric polar
Foarte înalt Cirrostratus Cirrus Cirrocumulus
Nivel mediu Altostratus Altocumulus
Nivel jos Stratus Stratocumulus Cumulus humilis
Multi-nivel/vertical Nimbostratus Cumulus mediocris
Vertical înalt Cumulus congestus Cumulonimbus

Formarea și distribuția

Cum devine saturat aerul
Evoluția unei furtuni
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Typical_Lifecycle_of_a_Single_Cell_Thunderstorm.png 

(Evoluția progresivă a unei furtuni cu celule unice. )

Aerul poate deveni saturat ca rezultat al răcirii la punctul de rouă sau prin adăugarea de umiditate de la o sursă adiacentă. Răcirea adiabătică are loc atunci când unul sau mai mulți dintre cei trei agenți de ridicare – ciclonic/frontal, convectiv sau orografic – cauzează aerul care conține vapori de apă invizibili să se ridice și să se răcească până la punctul de rouă, temperatura la care aerul devine saturat. Mecanismul principal al acestui proces este răcirea adiabatică. Deoarece aerul este răcit până la punctul de rouă și devine saturat, vaporii de apă se condensează în mod normal pentru a forma picături de nor. Această condensare apare în mod normal în nucleele de condensare a norului, cum ar fi particule de sare sau de praf, care sunt suficient de mici pentru a fi susținute de circulația normală a aerului.

Ridicarea frontală și ciclonică are loc atunci când aerul stabil este forțat în sus la fronturile de vreme și în jurul unor centre de presiune joasă. Fronturile călduroase asociate cu cicloanele extratropicale au tendința de a genera nori cirriformi și stratiformi peste o arie largă, cu excepția cazului în care aerul cald care se apropie este instabil, caz în care nori cumulus congestus sau cumulonimbus vor fi în mod obișnuit înglobați în stratul principal de precipitații. Fronturile reci sunt de obicei mai rapide în mișcare și generează o linie îngustă de nori care sunt în majoritate stratocumiformi, cumuliformi sau cumulonimbiformi în funcție de stabilitatea maselor de aer cald chiar în fața frontului.

Un alt agent este mișcarea convectivă ascendentă a aerului cauzată de încălzirea solară în timpul zilei la nivelul suprafeței. Instabilitatea masei de aer permite formarea unor nori cumuliformi care pot produc ploi dacă aerul este suficient de umed. În cazuri rare, ascensorul convectiv poate fi suficient de puternic pentru a pătrunde în tropopauză (interfața dintre troposferă și stratosferă) și a împinge partea de sus a norului în stratosferă.

O a treia sursă de ridicare este circulația vântului care forțează aerul printr-o barieră fizică, cum ar fi un munte (lift orografic). Dacă aerul este în general stabil, nu se vor forma decât nori cu capac lenticular. Cu toate acestea, dacă aerul devine suficient de umed și instabil, pot apărea ploi orografice sau furtuni.

Împreună cu răcirea adiabatică care necesită un agent de ridicare, există trei mecanisme majore non-adiabatice pentru scăderea temperaturii aerului la punctul de rouă. Răcirea conductivă, radială și prin evaporare nu necesită mecanism de ridicare și poate cauza condens la nivelul suprafeței, ceea ce duce la formarea de ceață.

Există mai multe surse principale de vapori de apă care pot fi adăugați în aer ca o modalitate de realizare a saturației fără niciun proces de răcire: apă sau pământ umed, precipitații sau virga și transpirație din plante

Convergența de-a lungul zonelor cu presiune scăzută

Deși distribuția locală a norilor poate fi influențată în mod semnificativ de topografie, prevalența globală a plafonului de nori tinde să varieze mai mult prin latitudine. Acesta este cel mai răspândit la nivel global în și de-a lungul zonelor de presiune joasă ale convergenței atmosferice de suprafață care înconjoară Pământul aproape de ecuator și aproape de paralelele 50 în emisfera nordică și cea sudică. Procesele de răcire adiabatică care duc la crearea de nori prin intermediul agenților de ridicare sunt toate asociate cu convergența; un proces care implică influxul orizontal și acumularea de aer într-o anumită locație, precum și rata la care se întâmplă acest lucru. În apropierea ecuatorului, creșterea norilor se datorează prezenței zonei de convergență intertropică de joasă presiune unde aerul foarte cald și instabil promovează nori cumuliformi și cumulonimbiformi. Nori de aproape orice tip se pot forma de-a lungul zonelor de convergență la latitudini medii, în funcție de stabilitatea și umiditatea aerului. Aceste zone de convergență extratropică sunt ocupate de fronturile polare unde se întâlnesc masele de aer de origine polară și se ciocnesc cu cele de origine tropicală sau subtropicală. Aceasta conduce la formarea de cicloane extratropicale care formează vremea, compuse din sisteme de nori care pot fi stabile sau instabile în grade diferite în funcție de caracteristicile de stabilitate ale diferitelor mase de aer care sunt în conflict.

Divergența de-a lungul zonelor de înaltă presiune

Diferența este opusul convergenței. În atmosfera Pământului, aceasta implică o evacuare orizontală a aerului din partea superioară a unei coloane de aer în creștere sau din partea inferioară a unei coloane în scădere adesea asociată cu o zonă sau o creastă de presiune ridicată. Nebulozitatea tinde să fie cel mai puțin răspândit în apropierea polilor și la subtropice aproape de paralele 20, nord și sud. Acestea din urmă sunt uneori denumite creste subtropicale. Prezența unei creste subtropicale de înaltă presiune pe scară largă pe fiecare parte a ecuatorului reduce nebulozitatea la aceste latitudini joase. Modele similare au loc și la latitudini mai mari în ambele emisfere.

Efecte asupra climei și atmosferei

Rolul norilor troposferici în reglementarea climatului și a climei rămâne o sursă principală de incertitudine în proiecțiile privind încălzirea globală. Această incertitudine apare din cauza echilibrului delicat al proceselor legate de nori, care se întind de la milimetri la dimensiuni planete. Prin urmare, interacțiunile dintre evenimentele meteorologice pe scară largă (meteorologia sinoptică) și nori devin dificil de reprezentat în modelele globale.

Complexitatea și diversitatea norilor, așa cum s-a subliniat mai sus, se adaugă la această problemă. Pe de o parte, norii de deasupra de culoare albă favorizează răcirea suprafeței Pământului prin reflectarea radiațiilor de unde scurte de la soare. Cea mai mare parte a luminii solare care ajunge la sol este absorbită, încălzind suprafața, care emite radiații în sus la lungimi de undă mai lungi, în infraroșu. Cu toate acestea, la aceste lungimi de undă, apa din nori acționează ca un absorbant eficient. Apa reacționează prin radiație, de asemenea în infraroșu, atât în ​​sus, cât și în jos, iar radiația cu lungime mare de undă determină o încălzire la suprafață. Acest lucru este similar cu efectul de seră al gazelor cu efect de seră și al vaporilor de apă.

Tipurile genurilor de nivel înalt demonstrează în mod special această dualitate atât cu răcirea în cazul albedo-ului la unde scurte, cât și cu efectele de încălzire cu efect de seră pentru undele lungi. În general însă, norii din cristale de gheață din troposfera superioară tind să favorizeze încălzirea netă. Dar efectul de răcire este dominant cu nori din picături de apă foarte mici de nivel mediu și jos, cu o rază medie de aproximativ 2 μm, mai ales când se formează în straturi extinse care blochează mai mult soarele. Aerosolii din picături mici nu sunt buni la absorbția radiațiilor de undă lungă reflectate înapoi de pe Pământ, deci există o răcire netă, fără aproape niciun efect de undă lungă. Acest efect este deosebit de pronunțat cu norii mici care se formează peste apă. Măsurătorile efectuate de NASA indică faptul că, în ansamblu, efectele norilor mici și mijlocii care tind să favorizeze răcirea depășesc efectele de încălzire ale straturilor înalte și ale rezultatelor variabile asociate cu norii dezvoltați vertical.

Masele joase și verticale de cumulus, cumulus înalt și cumulonimbus sunt realizate din picături de apă mai mari, cu o rază de 5 până la aproximativ 15 μm. Picăturile de nori nimbostratus pot fi destul de mari, până la o rază de 15 μm. Aceste picături mai mari, asociate cu norii dezvoltați vertical, sunt capabili mai mult să capteze radiația de undă lungă, reducând astfel efectul de răcire într-un anumit grad. Cu toate acestea, acești nori mari care adesea precipitează sunt variabili sau imprevizibili în efectul lor global datorită variațiilor în concentrația, distribuția și extinderea lor verticală.

La cât este de dificilă evaluarea efectelor caracteristicilor plafinilor de nori curenți asupra schimbărilor climatice, este chiar mai dificilă prezicerea rezultatului acestei schimbări în ceea ce privește modelele și evenimentele viitoare ale norilor. În consecință, multe cercetări s-au axat pe răspunsul norilor la nivel jos și verticali la un climat în schimbare. Dezvoltarea modelelor globale poate produce rezultate destul de diferite, unele indicând o creștere a norilor de nivel jos, și altele o scădere.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *