www.astronomia.ozone.pl

PORADNIK OBSERWACJI CHMUR

Opracował:

Mirosław Bogusz

Wrocław, styczeń 2002

2

3

Spis treści

str

§ 1. Wstęp

4

§ 2. Zachmurzenie

4

§ 3.a. Rodzaj chmur

4

§ 3.b. Charakterystyka dziesięciu rodzajów chmur

5

§ 3.c. Charakterystyka gatunków chmur

8

§ 3.d. Charakterystyka odmian chmur

8

§ 3.e. Zjawiska szczególne i chmury towarzyszące

8

§ 3.f. Chmury orograficzne i chmury szczególne

9

§ 4. Wysokość podstawy chmur

10

§ 5. Kierunek i prędkość ruchu chmur

13

Informacje dodatkowe
§ 6. Budowa fizyczna, powstawanie oraz wygląd chmur

15

§ 7. Słowniczek 19
§ 8. Bibliografia

20

4

§ 1. Wstęp

Przy obserwacjach chmur musimy się ograniczyć głównie do badań wizualnych, bowiem instrumental-

na strona jest tu dość uboga. Jeżeli do tego dodamy dużą czasową zmienność wielkości obserwowanych chmur
oraz duże bogactwo ich form, to jest rzeczą oczywistą, że wyniki odpowiednich obserwacji należy uważać za
przybliżone i ważne jedynie dla chwili, w której zostały wykonane. Obserwacje te, przeprowadzane z reguły co
kilka godzin, nie są wobec tego wystarczające do dokładnego odtworzenia sobie przebiegu wymienionych czte-
rech wielkości jako funkcji czasu.

Aby obserwacje dały jak najlepsze wyniki musimy spełnić kilka warunków:
ƒ

Obserwator powinien znajdować się na morzu bądź na lądzie w obszarach równinnych

ƒ

Powietrze powinno być przeźroczyste; widzialność nie może być osłabiona przez takie zjawiska jak

mgła, zmętnienie, pył itp.;

ƒ

Słońce musi znajdować się dostatecznie wysoko, aby jasność i zabarwienie chmur było normalne;

ƒ

Chmury powinny znajdować się tak wysoko nad horyzontem, aby można było nie uwzględniać

wpływu perspektywy.

§ 2. Zachmurzenie

Obserwacja zachmurzenia, czyli stopnia pokrycia nieba chmurami, polega na ilościowym określeniu

części nieba pokrytej chmurami. Do tego celu używa się skal liczbowych od 0 do 8 (skala 9-stopniowa), lub od
0 do 10 (skala 11-stopniowa), przy czym w obu przypadkach 0 oznacza niebo bezchmurne, 8 lub 10 – całkowite
pokrycie. Liczby pomiędzy 0 i 8 lub 0 i 10 służą do oznaczania odpowiednich stanów pośrednich zachmurzenia.

Instrumentalne metody pomiaru rozpatrywanej wielkości są dwojakiego rodzaju. Celem jednych jest

jedynie ułatwienie obserwatorowi oszacowania zachmurzenia przez podzielenie całkowitego obszaru obserwacji
na pewną ilość części, dla których ocena jest łatwiejsza. Przyrządy tego typu są mało rozpowszechnione i wobec
tego rzadko stosowane w służbie obserwacyjnej. Drugie są metodami fotograficznymi, w których aktualny stan
zachmurzenia zostaje w pewnych odstępach czasu, np. co godzinę, automatycznie rejestrowany przez aparat
fotograficzny. Otrzymane w ten sposób wyniki poza zachmurzeniem mogą być łatwo zużytkowane do oblicza-
nia prędkości ruchu chmur. Na powyższej zasadzie oparty jest przyrząd Gorgiego, składający się zasadniczo z
kuli szklanej i średnicy ok. 35 cm wewnątrz srebrzonej (zwierciadło kuliste wypukłe) oraz aparatu fotograficz-
nego. Ten ostatni umieszcza się nad kulą w odległości ok. 50 cm w położeniu pionowym obiektywem do dołu.
Obraz nieba, otrzymany w kuli jako zwierciadle kulistym, jest co jakiś czas automatycznie fotografowany.
Wreszcie informacje co do przebiegu zachmurzenia w pewnych kierunkach otrzymamy przy pomocy heliogra-
fu, przyrządu zapisującego czasowy przebieg promieniowania słonecznego, lub w nocy przy użyciu aparatu
fotograficznego, skierowanego na gwiazdę polarną. Przerwy w krzywej kolejnych położeń obrazu gwiazdy na
błonie fotograficznej wskazują na istnienie zachmurzenia, częstość przerw oraz ich długość – na charakter i
wartość liczbową tego zachmurzenia.

§ 3.a. Rodzaj chmur

Drugą ważną częścią obserwacji chmur jest możliwie dokładne określenie ich rodzaju. Rodzaj chmur

wiąże się bowiem ściśle ze stanem termo-hydrodynamicznym atmosfery. Nie wchodząc tu w żadne rozważania,
mające na celu wytłumaczenie powstawania określonych form chmur w danych warunkach w atmosferze, zaj-
miemy się ich klasyfikacją w zależności od ich wyglądu zewnętrznego. Ograniczymy się tym samym do mate-
riału ważnego dla służby obserwacyjnej.

Bogactwo form chmur spowodowało, że ich klasyfikacja przez długi czas była niejednolita. Wspomnia-

na niejednolitość w sposobie ich klasyfikowania została usunięta dopiero na gruncie współpracy i postanowień
Międzynarodowej Organizacji Meteorologicznej, w wyniku których przyjęto jedynie 10 głównych rodzajów
chmur w służbie obserwacyjnej. Opierając się na Międzynarodowym Atlasie Chmur i Wyglądów Nieba (Atlas
der Wolken und Himmelsansichten) przeprowadzimy ich ogólną klasyfikację oraz podamy krótką charakterysty-
kę ich wyglądu.

Na wszystkich prawie wysokościach chmury mogą występować w trzech postaciach:
ƒ

jako pojedyncze kłęby, które w czasie tworzenia się wykazują przede wszystkim pionową rozciągłość, a

w czasie rozkładu rozpościerają się na boki;

ƒ

jako rozpostarte, ale wyraźnie podzielone na włókna, cienkie warstwy lub bryły (baranki), często o du-

żej trwałości, lub w stanie rozkładu;

ƒ

jako mniej lub więcej całkowita, jednolita zasłona.

5

W zależności od wysokości oraz rozciągłości pionowej chmur dzielimy je na cztery rodziny, dla których da-

ne dla klimatów umiarkowanych zebrane są w poniższym zestawieniu.

I. Chmury wysokie (Wysokość: obszary polarne 3-8 km, obszary strefy umiarkowanej 5-13 km, obszary zwrot-
nikowe 6-18 km)

1. Cirrus [Ci] (chmury pierzaste)
2. Cirrocumulus [Cc] (chmury średnie kłębiaste)
3. Cirrostratus [Cs] (chmury warstwowo-pierzaste)

II. Chmury średnie, dla których średnia najwyższa wysokość jest 6000 m oraz średnia najniższa wysokość 2000
m. (Wysokość: obszary polarne 2-4 km, obszary strefy umiarkowanej 2-7 km, obszary zwrotnikowe 2-8 km)

4. Altocumulus [Ac] (chmury średnie kłębiaste)
5. Altostratus [As] (chmury średnie warstwowe)

III. Chmury niskie, dla których średnia najwyższa wysokość wynosi 2000 m., mogą się obniżać aż do po-
wierzchni ziemi. (Wysokość: obszary polarne, strefy umiarkowanej oraz obszary strefy zwrotnikowe: od po-
wierzchni ziemi do 2 km)

6. Stratocumulus [Sc] (chmury kłębiasto-warstwowe)
7. Stratus [S] (chmury niskie warstwowe)

IV. Chmury o budowie pionowej (Wysokość: średnia najwyższa wysokość osiąga poziom chmur Ci oraz średnia
najniższa wysokość wynosi około 500 m.)

8. Nimbostratus [Ns] (chmury warstwowe deszczowe)
9. Cumulus [Cu] (chmury kłębiaste)
10. Cumulonimbus [Cb] (chmury kłębiaste deszczowe)

§ 3.b. Charakterystyka rodzajów chmur

1. Cirrus (Ci). Pojedyncze, delikatne chmury o włóknistej budowie, bez cieniów, na ogół białe, często o je-

dwabistym połysku. Chmury te mają najrozmaitsze kształty; raz jako pojedyncze kosmyki, to znowu jakby
pociągnięte na niebie kreski, już to jako pióra lub rozciągnięte nitki z kłaczkami. Często są one ułożone w
pasma, jakby napięte na sklepieniu niebieskim i w wyniku perspektywy zdające się zbiegać w jednym lub
dwu przeciwległych punktach horyzontu.

2. Cirrocumulus (Cc). Warstwa albo ławica chmur Cirrus, złożona z małych białych płatków lub też z bardzo

małych kulek bez cieniów ułożonych w grupach, szeregach wreszcie w kształcie drobnych fal, przypomi-
nających często układ piasku nad morzem.

3. Cirrostratus (Cs). Delikatna biała zasłona, nie zacierająca zarysów Słońca lub Księżyca, ale powodująca

występowanie zjawisk halo dookoła tych ciał niebieskich. Czasem jest ona zupełnie przeźroczysta i nadaje
błękitowi nieba tylko mleczny wygląd, niekiedy wykazuje także mniej lub więcej wyraźną budowę włókni-
stą w postaci pogmatwanych nitek.

4. Altocumulus (Ac). Warstwa składająca się z płaskich brył lub fałd. Elementy warstwy ułożone regularnie są

dość małe, cienkie i mogą być częściowo zacienione. Poszczególne części warstwy układają się w grupy,
pasma lub rulony w jednym albo dwu kierunkach. Są one przy tym często tak ściśle zgrupowane, że ich
brzegi łączą się ze sobą.
Brzegi cienkich przezroczystych części chmur wykazują często iryzację (perłowy połysk), co jest właściwo-
ścią tego rodzaju chmur.

5. Altostratus (As). Włóknista lub prążkowana zasłona mniej lub więcej szarego, lub niebieskawego koloru.

Chmury te przypominają gruby Cirrostratus, nie dają jednak zjawisk halo, a Słońce lub Księżyc prześwieca
przez nie niewyraźnie, jak przez matową szybę.

Gdy Altostratus jest cienki (Altostratus translucidus), staje się podobny do chmury Cirrostratus, gdy

zaś jest bardzo gruby i ciemny (Altostratus opacus), to Słońce lub Księżyc całkowicie za nim znika. W tym
ostatnim przypadku występują często wskutek różnic grubości chmury obok stosunkowo jasnych obszarów
części bardzo ciemne. U podstawy chmury nie obserwuje się jednak wyraźnych nierówności, a cała masa
chmur jest miejscami włóknista lub prążkowana.

Obserwuje się wszystkie formy przejściowe od chmur Altostratus wysokich, do chmur Cirrostratus z

jednej strony, z drugiej zaś – od chmur Altostratus niskich do chmur Nimbostratus.

Z chmur Altostratus może padać deszcz lub śnieg. Jeżeli jednak deszcz jest silny, to znaczy, że warstwa

chmur stała się bardzo gruba i znacznie się obniżyła tworząc Nimbostratus. Przeciwnie – obfity śnieg może
padać z chmur Altostratus.

6

6. Stratocumulus (Sc). Warstwa lub ławica złożona z płaskich brył lub kłębków. Najmniejsze, jeszcze dość

regularnie rozmieszczone, części warstwy są dość grube, rozmyte, szare lub rulony, przy czym są one często
ułożone w jednym lub w dwu kierunkach. Przeważnie bryły te są tak zagęszczone, że brzegi ich stykają się,
jeśli wówczas pokrywają one całe niebo – nad lądem przede wszystkim w zimie – to wygląda ono jak sfa-
lowane.

7. Stratus (St). Równomierna warstwa chmur analogiczna do mgły, która jednak nie dosięga powierzchni

ziemi.

Jeżeli warstwa leży bardzo nisko i jest porozrywana w pojedyncze nieregularne strzępy, to określamy ją

wtedy nazwą Fractostratus.

8. Nimbostratus (Ns). Pozbawione struktury, niskie, jednolite chmury deszczowe o ciemno-szarym wyglądzie,

lecz jak gdyby słabo wewnątrz oświetlone.

Jeżeli występuje opad – to jest on ciągły w postaci deszczu lub śniegu. Nie można klasyfikować powło-

ki chmur jako Nimbostratus wyłącznie na podstawie opadu, bowiem zdarza się, że z chmur Nimbostratus
nie pada ani deszcz, ani śnieg.

Często istnieje opad nie dosięgający ziemi. W tym przypadku podstawa chmur wygląda „wilgotno” i

jest rozmyta, ponieważ wszędzie zwisają smugi tzw. „virga”. Określenie podstawy staje się wówczas nie-
możliwe.

9. Cumulus (Cu). Grube chmury o pionowym rozwoju, których górna część tworzy kopułę pokrytą kłębami,

podczas gdy podstawa jest prawie pozioma.

Jeżeli chmura znajduje się po przeciwnej stronie nieba niż Słońce, jej powierzchnia widoczna dla ob-

serwatora jest bardziej błyszcząca niż brzegi kłębów. Jeżeli promienie Słońca padają z boku – chmura wy-
kazuje duże kontrasty w oświetleniu. Jeżeli wreszcie znajduje się przed Słońcem – wydaje się ciemna o ja-
snych konturach.

Chmury przypominające kształtem chmury Cumulus, jedynie bardzo postrzępione, których poszczegól-

ne części wykazują nieustanne zmiany – określa się jako Fractocumulus.

10. Cumulonimbus (Cb). Potężne masy chmur, o dużym pionowym rozwoju, których części kłębiaste wznoszą

się w kształcie gór lub wież, których jednakże górna część wykazuje budowę włóknistą i niejednokrotnie
rozpościera się na kształt kowadła.

Chmury Cumulonimbus mają podstawę, podobnie jak Nimbostratus. Na niej obserwuje się zwykłe

smugi „virga”. Często jeszcze poniżej podstawy chmur Cumulonimbus tworzą się niskie porozrywane
chmury Fractocumulus lub Fractostratus.

Chmury Cumulonimbus dają na ogół przelotne opady (z reguły ulewy) deszczu lub śniegu (niekiedy

krupy lub grad), którym często towarzyszą wyładowania elektryczne.

Jeżeli nie można zaobserwować wierzchołka chmury, to już sam tylko przelotny opad wystarcza do

rozpoznania Cumulonimbus.

§ 3.c. Charakterystyka gatunków chmur

Określenie rodzaju chmury na ogół nie wystarcza. Każdy niemal z wyszczególnionych wyżej 10 rodzajów ma
jeszcze w określonych warunkach ich powstawania i rozwoju pewne charakterystyczne kształty lub grubość,
które pozwalają na bardziej szczegółowe ich sklasyfikowanie. Dla każdego zatem rodzaju może wystąpić kilka
gatunków, które obecnie postaramy się krótko scharakteryzować.

Cirrus
ƒ

Cirrus fibratus (Ci fib) - w kształcie mniej lub więcej prostoliniowych, albo też nieregularnie zakrzywio-

nych i nie łączących się ze sobą nitek o końcach bardzo delikatnych.

ƒ

Cirrus uncinus (Ci unc) - w kształcie przecinka, zakończonego zagiętym do góry kosmykiem lub pazurem.

ƒ

Cirrus spissatus, (Ci spis) – Cirrus tak gęsty, że przy nieuwadze może być wzięty za chmury średnie lub

niskie.

ƒ

Cirrus nothus (Ci not) - określamy również jako „fałszywy” Ci, pochodzący z chmur Cb jako pozostałość

jego górnej, zlodowaciałej części.

ƒ

Cirrus castellanus (Ci cas) – chmury, które w górnej części przynajmniej miejscami wykazują wypukłości

w postaci wieżyczek, nadającym tym chmurom na ogół wygląd ząbkowany. Wieżyczki te, z których część
ma większą wysokość niż szerokość, posiadają wspólną podstawę i wydają się ułożone wzdłuż pewnych li-
nii. Wieżyczkowaty charakter chmur castellanus jest szczególnie dobrze widoczny, gdy są one obserwowa-
ne z boku.

ƒ

Cirrus floccus (Ci flo) – gatunek, w którym każdy człon chmury jest małym kłębiastym kłaczkiem, dolna

część kłaczka mniej lub bardziej postrzępiona i często towarzyszy jej virga.

7

Cirrocumulus
ƒ

Cirrocumulus stratiformis (Cc str) - chmury rozpostarte w postaci rozległego, poziomego płata lub war-

stwy.

ƒ

Cirrocumulus lenticularis (Cc len) - soczewkowaty, o zwykle ostrych i czasami iryzujących brzegach,

kształt chmur zwłaszcza na wysokościach Cs, Ac, As (niżej ta odmiana występuje rzadziej). Chmury lenti-
cularis występują szczególnie często w czasie dni z wiatrami: fenem, sirocco, mistralem.

ƒ

Cirrocumulus castellanus (Cc cas) - chmury, które w górnej części przynajmniej miejscami wykazują

wypukłości w postaci wieżyczek, nadającym tym chmurom na ogół wygląd ząbkowany. Wieżyczki te, z
których część ma większą wysokość niż szerokość, posiadają wspólną podstawę i wydają się ułożone
wzdłuż pewnych linii. Wieżyczkowaty charakter chmur castellanus jest szczególnie dobrze widoczny, gdy
są one obserwowane z boku.

ƒ

Cirrocumulus floccus (Cc flo) - gatunek, w którym każdy człon chmury jest małym kłębiastym kłaczkiem,

dolna część kłaczka mniej lub bardziej postrzępiona i często towarzyszy jej virga.

Cirrostratus
ƒ

Cirrostratus nebulosus (Cs neb) - mglista, zupełnie równomierna zasłona, niekiedy tak cienka, że jest led-

wie widoczna, niekiedy zaś dość gęsta, ale zawsze bez wyraźnych szczegółów budowy i powodująca wystę-
powanie zjawisk halo.

ƒ

Cirrostratus fibratus (Cs fib) - biała zasłona w kształcie mniej lub więcej prostoliniowych, albo też niere-

gularnie zakrzywionych i nie łączących się ze sobą nitek o końcach bardzo delikatnych.

Altocumulus
ƒ

Altocumulus floccus (Ac flocc) - (zaliczany w Międzynarodowym Atlasie Chmur i Wyglądów Nieba do

podgatunków Cumuliformis floccus) w kształcie płatków, przypominających porozrywany Cu, lecz bez wy-
raźnej podstawy dolnej.

ƒ

Altocumulus castellanus (Ac cas) - stanowi w pewnym sensie wzmożony Ac flocc. Jest to grupa chmur Cu,

wychodzących ze wspólnie wysoko położonej, poziomej podstawy i wyglądających na kształt wieży.

ƒ

Altocumulus stratiformis (Cc str) - chmury rozpostarte w postaci rozległego, poziomego płata lub warstwy.

ƒ

Altocumulus lenticularis (Cc len) - soczewkowaty, o zwykle ostrych i czasami iryzujących brzegach,

kształt chmur zwłaszcza na wysokościach Cc, Ac, Sc (niżej ta odmiana występuje rzadziej). Chmury lenti-
cularis występują szczególnie często w czasie dni z wiatrami: fenem, sirocco, mistralem.

Altostratus nie wyróżniamy gatunków.

Nimbostratus nie wyróżniamy gatunków.

Stratocumulus
ƒ

Stratocumulus stratiformis (Sc str) - chmury rozpostarte w postaci rozległego, poziomego płata lub war-

stwy.

ƒ

Stratocumulus lenticularis (Sc len) - soczewkowaty, o zwykle ostrych i czasami iryzujących brzegach,

kształt chmur zwłaszcza na wysokościach Cc, Ac, Sc (niżej ta odmiana występuje rzadziej). Chmury lenti-
cularis występują szczególnie często w czasie dni z wiatrami: fenem, sirocco, mistralem.

ƒ

Stratocumulus castellanus (Sc cas) - stanowi w pewnym sensie wzmożony Ac flocc. Jest to grupa chmur

Cu, wychodzących ze wspólnie wysoko położonej, poziomej podstawy i wyglądających na kształt wieży.

Stratus
ƒ

Stratus nebulosus (S neb) - jako mglista, zupełnie równomierna zasłona, niekiedy tak cienka, że jest ledwie

widoczna, niekiedy zaś dość gęsta, ale zawsze bez wyraźnych szczegółów budowy i powodująca występo-
wanie zjawisk halo.

ƒ

Stratus fractus (St fra) – chmury o nieregularnych kształtach i wyraźnie postrzępionym wyglądzie.

Cumulus
ƒ

Cumulus humilis (Cu hum) – Cumulus o niedużym pionowym rozwoju i jak gdyby spłaszczony. Wystę-

puje przede wszystkim w czasie pięknej pogody.

ƒ

Cumulus congestus (Cu con) – silnie spiętrzony Cu, którego kopuły mają kształt „kalafiora”. Zaokrąglone

kształty górnych jego części są najlepszym wskaźnikiem do odróżnienia go od Cb, którego wierzchołki
wskazują budowę spłaszczoną i włóknistą.

ƒ

Cumulus mediocris (Cu med) – chmury o umiarkowanej rozciągłości pionowej, których wierzchołki wyka-

zują niewielkie wypukłości.

8

ƒ

Cumulus fractus (Cu fra) - chmury o nieregularnych kształtach i wyraźnie postrzępionym wyglądzie.

Cumulonimbus
ƒ

Cumulonimbus calvus (Cb cal) – w którym wierzchołki zaczynają stopniowo tracić swoje formy kuliste

(tzn. pełne kształty i ostre kontury), lecz nie występują tam jeszcze chmury Ci. Masywne kłęby Cb stają się
jakby zamglone, zacierają się i pozwalają na rozpoznanie w białej masie mniej lub więcej pionowych smug.
Lodowacenie wierzchołków, któremu towarzyszy powstawanie struktury włóknistej, z reguły rozprzestrze-
nia się bardzo prędko. Dolne części chmur wykazują często smugi wskutek opadu: deszczu, śniegu, krup lub
gradu.

ƒ

Cumulonimbus capillatus (Cb cap) - w którym występują wyraźnie formy chmur Ci, mające często choć

nie zawsze kształt kowadła (Cumulonimbus incus, Cb inc). Chmura ta powoduje często występowanie bar-
dzo wyraźnego virga.

§ 3.d. Charakterystyka odmian chmur

Przy pomocy wprowadzonych wyżej dziesięciu rodzajów oraz scharakteryzowaniu gatunków chmur

można już opisać ogólnie każdy niemal układ chmur. Jest rzeczą ważną stwierdzić tu, że w określonych warun-
kach fizycznych powstawania chmur występują ich charakterystyczne układy, bądź kształty dla wszystkich ro-
dzajów, które mogą być bardzo ważne dla poznania mechanizmu ich tworzenia się i rozwoju. Jest więc rzeczą
celową wprowadzenie tu kilku najważniejszych odmian chmur, które będą ważne jak to już zaznaczaliśmy, dla
wszystkich rodzajów chmur.
ƒ

Undulatus (und) – określenie to stosuje się do chmur złożonych z wydłużonych, wzajemnie równoległych

części (fal) tak, że wygląd chmur przypomina sfalowaną powierzchnię morza. Często fale układają się w
dwu przecinających się kierunkach, w wyniku czego konfiguracja chmur jest podobna do szachownicy.
Odmiana und jest szczególnie częstą dla rodzajów Cc i Ac.

ƒ

Radiatus (rad) - chmury złożone z równoległych smug (smug biegunowych), które w wyniku perspektywy

zdają się zbiegać w jednym punkcie horyzontu lub dwu przeciwległych w przypadku, gdy smugi rozciągają
się na całe niebo. Punkt, w którym smugi lub ich przedłużenia przecinają horyzont w tej stronie nieba, z któ-
rej chmury płyną, nazywamy punktem radiacji.

ƒ

Intortus (in) – chmury Ci, których włókna są nieregularnie powyginane i sprawiają wrażenie poplątanych

chaotycznie.

ƒ

Vertebratus (ve)- chmury, których części składowe są ułożone w sposób przypominający żebra, kręgosłup

lub szkielet ryby. Określenie to odnosi się głównie do chmur Ci.

ƒ

Lacunosus (la) - ławice, płaty lub warstwy chmur, zwykle dość cienkie, charakteryzujące się obecnością

mniej lub bardziej regularnie rozłożonych zaokrąglonych otworów, z których wiele ma brzegi postrzępione.
Człony chmur i otwory są ułożone często w taki sposób, ze wyglądem przypominają siec lub plaster miodu.
Określenie to odnosi się głównie do chmur Cc i Ac, może również odnosić się do chmur Sc, jednak bardzo
rzadko.

ƒ

Duplicatus (du) - ławice, płaty lub warstwy chmur, ułożone jedna nad druga na nieco różnych poziomach,

niekiedy częściowo połączone ze sobą. Określenie to odnosi się głównie do chmur Ci, Cs, Ac, As i Sc.

ƒ

Opacus (op) - rozległa ławica, płaty lub warstwa chmur, których większa część jest na tyle nieprzeświecają-

ca, że całkowicie zasłania Księżyc lub Słońce. Określenie to odnosi się do chmur Ac, As, Sc i S.

ƒ

Perlucidus (pe) – rozległa ławica, płat lub warstwa chmur o wyraźnych, czasami bardzo małych przerwach

między ich członami. Przez te przerwy są widoczne Słońce, Księżyc, błękit nieba lub wyżej położone chmu-
ry.

§ 3.e. Zjawiska szczególne i chmury towarzyszące

Zjawiska szczególne:
ƒ

Incus (inc) – górna część chmury Cumulonimbus, rozpostarta w kształcie kowadła o gładkim, włóknistym

lub prążkowanym kształcie.

ƒ

Mamma (mam) – określenie to stosuje się do wszystkich chmur, w których poniżej dolnej podstawy zwisają

wypukłości w kształcie wymion. Odmiana ta występuje zwłaszcza przy chmurach Sc i Cb u ich podstawy
lub, jak to ma najczęściej miejsce u Cb, w dolnej części kowadła. Tę odmianę obserwuje się czasem u
chmur Ci prawdopodobnie wówczas, gdy pochodzą one z rozpadającego się kowadła chmury Cb.

ƒ

Virga (vi) – pionowe lub ukośne smugi opadu, które wychodzą z dolnej powierzchni chmury i nie dosięgają

ziemi. Virga występuje przeważnie w przypadku chmur Cc, Ac, As, Ns, Sc, Cu i Cb.

ƒ

Praecipitatio (pra) – opad (deszcz, mżawka, śnieg, ziarna lodowe, grad itp.) padający z chmury i dochodzą-

cy do powierzchni ziemi. Praecipitatio spotyka się przeważnie w przypadku chmur As, Ns, Sc, S, Cu i Cb.

9

ƒ

Arcus (arc) – gęsty, poziomy wał o mniej lub bardziej postrzępionych brzegach, znajdujący się na czole

dolnych części niektórych chmur i przy dużej długości przyjmujący wygląd ciemnego, groźnego łuku. Arcus
występuje w przypadku chmur Cb i rzadziej Cu.

ƒ

Tuba (tub) – kolumna lub lej, wyrastające z podstawy chmur. Zjawisko to wskazuje na istnienie mniej lub

bardziej silnego wiru. Tuba występuje w przypadku chmur Cb i rzadziej Cu.

Chmury towarzyszące:
ƒ

Pileus (pil)– chmura towarzysząca o małej rozciągłości poziomej w kształcie czapki lub czepka. Chmura ta

występuje nad wierzchołkiem chmury o budowie kłębiastej lub przylega do wierzchołka, który ją niejedno-
krotnie przebija. Stosunkowo często można obserwować kilka chmur pileus jedna nad drugą. Pileus wystę-
puje głównie w przypadku chmur Cu i Cb.

ƒ

Velum (vel)– zasłona o dużej rozciągłości poziomej, znajdująca się tuż nad wierzchołkami jednej lub kilku

chmur o budowie kłębiastej, albo też przylegająca do ich górnej części. Chmury te często ją przebijają. Ve-
lum występuje głównie w przypadku chmur Cu i Cs.

ƒ

Pannus (pan) – Strzępy chmur, niekiedy tworzące ciągłą warstwę, znajdującą się poniżej innej chmury, a

czasami przylegające do niej. Pannus występuje przeważnie w przypadku chmur As, Ns, Cu i Cb.

§ 3.f. Chmury orograficzne i chmury szczególne

Chmury orograficzne

W strumieniu powietrza przepływającym nad wzniesieniem, górą lub grzbietem górskim mogą wystę-

pować chmury orograficzne poniżej poziomu wierzchołka przeszkody, na jego poziomie lub powyżej. Wygląd
tych chmur może się różnić od zwykłego wyglądu każdego z dziesięciu rodzajów chmur, jednakże chmury oro-
graficzne są zawsze zaliczane do któregoś z tych rodzajów. Najbardziej pospolite chmury orograficzne należą do
rodzajów As, Sc i Cu. Budowa fizyczna chmury orograficznej jest na ogol podobna do budowy chmur tego ro-
dzaju, do którego powinna być zaliczana.
Chmura orograficzna, będąc zależna od rzeźby terenu, jeżeli w ogóle się porusza, to na ogół bardzo wolno, cho-
ciaż wiatr na poziomie chmury może być silny. W pewnych przypadkach prędkość tego wiatru ujawnia się w
szczegółach budowy samej chmury, jak np. przez oddzielne człony, które poruszają się od jednego do drugiego
końca chmury.

Chmury orograficzne mogą przybierać bardzo różne kształty. W przypadku pojedynczej góry, chmury

orograficzne maja często kształt kołnierza otaczającego górę lub czapy okrywającej wierzchołek. Zarówno koł-
nierz, jak i czapa są wyraźnie symetryczne. Chmury te dają nieznaczne opady lub tez nie dają opadów.
Wydłużone wzgórza lub góry mogą powodować tworzenie się po ich stronie powietrznej chmur opadowych o
dużej rozciągłości. Chmury tego rodzaju wieńczą grzbiet i zanikają zaraz za nim. Obserwowane od strony za-
wietrznej chmury te są często podobne do ławicy.
Przy silnym wietrze, chmury orograficzne mogą się tworzyć w pobliżu wierzchołka unosząc się w powietrzu po
stronie zawietrznej góry. Nie należy mylić chmur tego typu ze śniegiem zwiewanym z grzbietu górskiego lub
wierzchołka.

Dość często pojedyncza chmura lub zespół kilku chmur orograficznych, zazwyczaj w postaci soczewek

lub migdałów, zjawia się nad wzgórzem lub górą, czasami nieco po stronie podwietrznej lub zawietrznej.
Łańcuchy górskie lub nawet stosunkowo małe podłużne wzniesienia na obszarach nizinnych mogą powodować
w strumieniu powietrza przepływającego nad nimi powstawanie fal stacjonarnych. Gdy powietrze jest dostatecz-
nie wilgotne, w grzbietach fal mogą powstawać chmury orograficzne i wówczas jest możliwe obserwowanie
jednej chmury nad wierzchołkiem gór lub nieco po stronie podwietrznej i jednej lub kilku innych po stronie
zawietrznej. W tym ostatnim przypadku chmury występują w regularnych odstępach co kilka kilometrów.
Chmury falowe mogą również występować jednocześnie na różnych poziomach. Falom występującym po stro-
nie zawietrznej towarzysza czasami w niższych warstwach duże stacjonarne wiry o poziomych osiach. W górnej
części tych wirów może się tworzyć jakby bariera chmur (chmury rotorowe).

Chmury szczególne
ƒ

Obłoki iryzujące – są podobne do chmur Ci lub As len. Wykazują one bardzo znaczną iryzację, podobnie

jak masa perłowa, najbardziej lśniące barwy są obserwowane wówczas, gdy tarcza słoneczna znajduje się
kilka stopni poniżej horyzontu.
Fizyczna budowa obłoków iryzujących jest dotychczas nieznana; przypuszcza się, że mogą się one składać z
drobniutkich kropelek wody lub kulistych cząstek lodu.
Obłoki iryzujące są rzadkim zjawiskiem. Były one obserwowane głównie w Szkocji i Skandynawii, ale
również donoszono o ich pojawianiu się we Francji i na Alasce. Pomiary wykazały, że obłoki iryzujące ob-
serwowane nad południową Norwegią występowały na wysokościach od 21 do 30 km.

10

ƒ

Obłoki srebrzyste (obłoki świecące) – są podobne do cienkiej chmury Ci, ale zwykle mają barwę niebieska-

wą lub srebrzystą, a czasami pomarańczową do czerwonej, dzięki temu odcinają się na tle ciemnego nocne-
go nieba.
Fizyczna budowa nocnych obłoków świecących jest dotychczas nieznana, ale są pewne powody do przy-
puszczenia, że składają się one z bardzo drobnego pyłu kosmicznego.
Nocne obłoki świecące obserwowano bardzo rzadko, w północnej części strefy umiarkowanej szerokości
geograficznych półkuli północnej i tylko w okresie letnim, gdy Słońce znajdowało się 5 do 13 stopni poniżej
horyzontu. Pomiary wykazały, że wysokości ich występowania są 75 do 95 km.

ƒ

Smugi kondensacyjne – są to chmury, które powstają za samolotem, gdy powietrze na poziomie lotu posia-

da dostatecznie niską temperaturę i wilgotność. W chwili tworzenia się mają one wygląd lśniąco białych
smug, wkrótce jednak przyjmują wygląd nabrzmiałych wisiorków podobnych do odwróconych grzybów.
Często są one krótkotrwałe, ale mogą też utrzymywać się w ciągu kilku godzin (im większa wilgotność ota-
czającego powietrza, tym dłużej utrzymują się smugi), szczególnie wtedy, gdy występują chmury Ci albo
ławic chmur Cc lub Cs. Czasami odróżnienie starych smug kondensacyjnych od wymienionych chmur staje
się niemożliwe.
Smugi kondensacyjne mogą powodować zjawisko halo o wyjątkowo czystych barwach.
Głównym czynnikiem powodującym tworzenie się smug kondensacyjnych jest ochłodzenie gazów spalino-
wych, które posiadają dużą zawartość pary wodnej w wyniku spalania się materiałów pędnych. Krótko-
trwały typ smug kondensacyjnych powstaje czasami w wyniku rozprężania się powietrza w wirach powsta-
jących u końców śmigieł lub skrzydeł.

ƒ

Chmury wywołane pozorami - przy dużych pozorach (np. pozorach leśnych lub zbiorników benzynowych)

produkty spalania przybierają często wygląd gęstej chmury konwekcyjnej, wyróżniającej się od tej ostatniej
szybkością swojego rozwoju i ciemną barwą. Produkty spalania, pochodzące od dużych pożarów stepów
tropikalnych lub pożarów leśnych, mogą być przenoszone z wiatrem na duże odległości i wtedy mogą przy-
bierać wygląd cienkich warstwowych zasłon, które czasami nadają Słońcu lub Księżycowi niebieskie za-
barwienie.

ƒ

Chmury wywołane wybuchami wulkanów – chmury powstałe przy wybuchach wulkanów wyglądają w

ogóle jak silnie rozwinięte chmury kłębiaste z gwałtownie wzrastającymi wypukłościami. Mogą one rozpo-
ścierać się na dużych wysokościach nad rozległymi obszarami. W takim przypadku niebo przybiera szcze-
gólną barwę, która może się utrzymywać w ciągu kilku tygodni.
Chmury wywołane wybuchami wulkanów są złożone głównie z cząstek pyłu lub innych stałych cząsteczek
o różnych wymiarach. Pewne części mogą się jednak składać prawie całkowicie z kropelek wody i mogą
dawać opad.

§ 4. Wysokość podstawy chmur

Wysokość podstawy chmur mierzy się pionową jej odległością od poziomu stacji obserwacyjnej. Licz-

bową wartość wysokości podaje się najczęściej w metrach.

Instrumentalne sposoby pomiaru wysokości podstawy chmur nie są liczne, podobnie jak w przypadku

zachmurzenia. Najważniejszymi spośród nich są:

1. Metoda Bravais’ego;
2. Metoda balonów wolnych (pilotażowych i balonów-sond) oraz samolotów;
3. Metoda dalmierzy.

Ad. 1. Metoda Bravais’ego, stosowana regularnie od 1919 roku przez L. Bessona w Obserwatorium w Montso-

uris we Francji, polega na obserwacji z jednego punktu. Dla dokładniejszego
jej opisania niech N na rycinie 1 oznacza jakiś znaczny punkt chmury. Obraz
tego punktu może być otrzymany bądź na poziomie górnym G w zwierciadle
płaskim, ustawionym pod pewnym kątem ω do tego poziomu, bądź też przy
pomocy poziomego zwierciadła umieszczonego na poziomie dolnym D. Ob-
serwacja obu obrazów odbywa się przez lunetę teodolitu ustawionego na po-
ziomie G i kąt ω dobiera w ten sposób, ażeby oba wspomniane obrazy punktu
N pokrywały się wzajemnie. Oznaczając jeszcze wysokości N i A nad dolnym
poziomem odpowiednio przez H oraz h i przyjmując, że kierunek BN tworzy
z płaszczyzną dolnego zwierciadła kąt α, wyrazimy łatwo H jako funkcję h, α i
ω. W rzeczy samej widoczne jest, że ∆BEN jest podobny do ∆ABC. Z podo-
bieństwa ich wynika związek

11

Z drugiej strony z ∆ABN, w którym kąty są określone przez α i ω, (ryc. 1) otrzymujemy

(1)

Znając zatem różnicę poziomów h położeń zwierciadeł, która zwykle jest rzędu kilkunastu metrów, oraz wyzna-
czając za pomocą teodolitu kąty α i ω, możemy bez trudu obliczyć H, czyli wysokość punktu N chmury nad
poziomem dolnego zwierciadła.

W praktyce górnym zwierciadłem jest płytka szklana płaskorównoległa, ruchoma dokoła osi prostopa-

dłej do płaszczyzny pionowego koła podziałowego teodolitu i przechodzącej przez jego środek. Rolę drugiego
zwierciadła spełnia swobodna powierzchnia zabarwionej na ciemno wody w basenie o dostatecznie dużych wy-
miarach (w Montsouris 1x1,5 m

2

).

Ważną czynnością wstępną jest poziome ustawienie płytki w miejscu A, od którego mierzy się wartość

kątów ω. W tym celu trzeba się posługiwać bardzo odległymi punktami N, których promienie w miejscu obser-
wacji można uważać za równoległe, jak np. Słońce. Ponieważ w tych warunkach należałoby długo oczekiwać na
wykonanie regulacji ze względu na stosunkowo małe wymiary dolnego zwierciadła, Bravais stosuje dodatkowe
płaskie naczynie z wodą umieszczone blisko teodolitu. W tych warunkach różnicę wysokości h można uczynić
tak małą, że wspomniana regulacja daje się przeprowadzić nawet przy użyciu jakiegokolwiek wyraźnego punktu
chmury. Po tej regulacji wstępnej pomiar kątów α i ω dla chmury, której obrazy zostały nałożone na siebie w
polu widzenia lunety, jest natychmiastowy. Kąt α mierzy się bowiem kątem między kierunkiem lunety a pozio-
mem, kąt ω kątem, o jaki należało obrócić płytkę z położenia poziomego, ażeby obraz chmury uzyskany w niej,
jako zwierciadle płaskim, nałożył się dokładnie na obraz tej samej chmury uzyskanej w basenie i obserwowanej
w lunecie.

Zauważmy jeszcze, że przy niezmiennym w czasie położeniu poziomów G i D, możemy przeprowadzać

pomiary wysokości H przy zachowaniu tego samego kierunku obserwacji. Realizujemy w ten sposób warunki, w
których kąt α zachowuje stałą wartość, a jednym parametrem zmiennym we wzorze (1) pozostaje ω. Pomiar H
sprowadza się więc do każdorazowego wyznaczenia tego kąta.

Ad. 2. W drugiej grupie instrumentalnych metod pomiarowych wysokości podstawy chmur opieramy się, pomi-
jając przypadek balonów pilotażowych, na wskazaniach meteorografów lub radiosond, unoszonych do góry
przez balony-sondy lub przez samoloty.

Balon sondowy wraz z przyrządem zapisującym pionowy rozkład ciśnienia, temperatury i wilgotności

powietrza jako funkcję czasu jest obserwowany przez teodolit lub gołym okiem. Obserwacje teodolitowe będą
ważne do obliczania prędkości górnych wiatrów. Dla wyznaczania wysokości podstawy chmur potrzebna jest
jedynie znajomość czasu, jaki upływa od momentu startu balonu do chwili jego zniknięcia w chmurach oraz
pionowego rozkładu ciśnienia, temperatury i wilgotności powietrza, jako funkcji czasu. Z danych meteorografu
łatwo wykreślić krzywą wysokości balonu-sondy w zależności od czasu jego wznoszenia się do góry. Z krzywej,
mając zmierzony czas od wypuszczenia balonu do jego zniknięcia w chmurach, łatwo już wyznaczymy wyso-
kość ich podstawy nad poziomem stacji.

Pomiar wysokości podstawy chmur przy zastosowaniu balonów pilotażowych opiera się na stałości

pionowej prędkości wznoszenia się ich do góry. Balon o masie powłoki B g, napełniony wodorem do określonej
siły nośnej A, ma w przybliżeniu stałą pionową prędkość wznoszenia się, której wartość liczbowa V

m

zależy

jedynie od wielkości A i B. Używając więc balonu pilotażowego w warunkach znanej wartości V

m

oraz mierząc,

jak w przypadku poprzednim, czas t od chwili jego startu do momentu zniknięcia go w chmurach, obliczamy
wysokość podstawy chmur iloczynem V

m

t.

Zastosowanie samolotu jako środka unoszącego do góry nie tylko przyrządy pomiarowe, ale i obser-

watora, przyczyniło się do znacznego zwiększenia dokładności obserwacji chmur przez zbliżenie do nich obser-
watora oraz pozwoliło na rozszerzenie zakresu obserwacji. Używane w naszej służbie aerologicznej meteorogra-
fy samolotowe są zaopatrzone w elektromagnesy, działające na położenie piórek zerowych tych przyrządów.
Osiągnięcie wysokości podstawy chmur bywa zwykle przez obserwatora znaczone w zapisie meteorografu
chwilowym wychyleniem jego piórka zerowego. Pionowy rozkład ciśnienia, temperatury i wilgotności powietrza
w połączeniu ze znaczkiem pozwala już łatwo na obliczenie wysokości podstawy chmur. W podobny sposób
możemy określić wysokości innych punktów charakterystycznych chmur, np. ich górną granicę, która w połą-
czeniu z pomiarem podstawy określa ich grubość. Poza stawianiem znaczków, odpowiadających punktom cha-
rakterystycznym, obserwator zaopatrzony jest zwykle w dzienniczek obserwacyjny przeznaczony do zapisywa-
nia spostrzeżeń oraz w aparat fotograficzny w celu fotografowania ciekawych konfiguracji chmur napotkanych
na trasie samolotu.

AB

BN

h

H =

ω

ω

α

2

sin

)

(

2

sin

−

⋅

= h

H

12

Ad. 3. Trzecią wreszcie grupę przyrządów stosowanych do wyznaczenia wysokości podstawy chmur stanowią
dalmierze (telemetry), które zależnie od metody pomiaru dzielą się na dwa rodzaje. W jednym z nich obserwacja
obrazu przedmiotu o szukanej odległości od przyrządu odbywa się przy pomocy jednego okularu, a więc przy
użyciu jednego tylko oka obserwatora, drugi natomiast zaopatrzony jest w dwa okulary. Oba wspomniane typy
dalmierzy pod względem optycznym wykazują duże podobieństwa tak, że można ograniczyć się do opisu jedne-
go z nich. Zajmiemy się tu modelem jednookularowym, który w praktycznych zastosowaniach jest wygodny,
wymaga niewielkiej wprawy w posługiwaniu się nim i daje wyniki stosunkowo dokładne.

Rycina 2 przedstawia schemat budowy dalmierzy jednookularowych z zaznaczonym biegiem promieni

świetlnych. Gdy dochodząca do przyrządu wiązka promieni jest równoległa (linia ciągła na rycinie), co odpo-
wiada położeniu obserwowanego przedmiotu w nieskończenie wielkiej odległości, promienie po wejściu do
przyrządu przez otwory E

1

i E

2

padają na podwójne pryzmaty całkowicie odbijające i przez soczewki oraz szkla-

ne kliny K

1

i K

2

i dochodzą do dwu symetrycznie ustawionych drugich pryzmatów całkowicie odbijających, skąd

wreszcie przechodzą do okularu O. W tych warunkach w polu widzenia okularu powstają dwa obrazy oglądane-
go przedmiotu, które przy odpowiednim położeniu klina K

1

(K

2

jest w tym typie przyrządów płytką szklaną

płaskorównoległą) nawzajem się pokrywają, bądź też są od siebie oddzielone, w drugim przypadku każdy z nich
zajmuje połowę pola widzenia w okularze, przy tym jeden z nich jest zwierciadlanym odbiciem drugiego.

W – śruba do przesuwania klina K

1

, D – skala odległości, J –

śruba do ustawiania dalmierza przy wykorzystaniu przedmiotów
blisko położonych, O – okular, V – wizjer

Jeżeli oglądany przedmiot znajduje się w skończonej odległości, dochodzące do przyrządu promienie

świetlne nie są równoległe (Z’Z’ na ryc. 2). W tych warunkach dla otrzymania prawidłowego położenia wzglę-
dem siebie obu jego obrazów w okularze dalmierza należy za pomocą śruby, zaopatrzonej w podziałkę odległo-
ściową, przesunąć klin K

1

tak, ażeby oba obrazy przyjęły żądane położenie, tzn. pokryły się lub stały się dokład-

nie symetryczne względem linii, dzielącej pole widzenia okularu na dwie równe części. Wtedy położenie śruby
regulującej określa odległość oglądanego przedmiotu od przyrządu.

Przed zastosowaniem dalmierzy do pomiarów, należy sprawdzić tzw. położenie zerowe śruby, regulują-

cej położenie klina K

1

i zaopatrzonej w podziałkę. W tym celu korzystamy z jakiegokolwiek przedmiotu, które-

go odległość od przyrządu jest znana na innej drodze. Ustawiamy następnie przyrząd tak, jak tego wymaga me-
toda pomiaru i porównujemy odczytaną odległość z położenia śruby podziałowej z rzeczywistą jej wartością.
Ewentualna różnica stanowi poprawkę na wskazania stosowanego dalmierza.

Opisany typ dalmierzy jednookularowych może być stosowany do pomiarów wysokości podstaw

chmur, jeżeli wyniki, jakie przy jego pomocy dadzą się uzyskać, będą wystarczająco dokładnie dla wszystkich
rodzajów chmur, poczynając od najniższych, których wysokość podstawy jest rzędu kilkuset metrów, a kończąc
na najwyższych, których wysokość podstawy dochodzi do 10 km. W celu ułatwienia pomiaru wyszukuje się
jakiś wyróżniający się punkt chmury i wyznacza się jego odległość l od przyrządu. Ponieważ położenie takiego
punktu prawie nigdy nie jest w zenicie, wobec tego trzeba jednocześnie z pomiarem odległości wyznaczyć kąt φ
jego wzniesienia nad poziomem stacji. Mając te dane, można bez trudu obliczyć wysokość H obserwowanego
punktu nad poziomem stacji. Wyrazi się ona wzorem: H = lsinφ.

Ponieważ, jak wyżej zaznaczyliśmy, H dla chmur wysokich może dochodzić, a nawet czasem przewyż-

szać 10 km, a l mierzone za pomocą dalmierza nie jest mniejsze od H, wobec tego dla umożliwienia korzystania
z wyróżnionych punktów chmur, położonych nie tylko w zenicie, zakres dokładnego mierzenia l musi być więk-

13

szy od obszaru zmienności H. Dla celów obserwacyjnych chmur wystarczy, ażeby on był dwukrotnie większy od
maksymalnej wartości H, czyli wynosił ok. 20 km.

§ 5. Kierunek i prędkość ruchu chmur

Po wyznaczeniu wysokości podstawy chmur pozostaje do określenia kierunek i prędkość ich ruchu.

Metoda pomiaru obu tych wielkości jest bardzo prosta. Wystarczy w tym celu umieścić poziom na pewnej wy-
sokości h pręt prostoliniowy o znanej długości a tak, ażeby był równoległy do kierunku przesuwania się chmur.

Położenie tego pręta może być wyznaczone przy pomocy skali kątowej
(stopniowej), z której można natychmiast odczytać kierunek jego usta-
wienia, a więc kierunek ruchu chmur.

Do obliczenia prędkości chmury trzeba z niezmiennego punktu

obserwować wyróżniony przez nas mały obszar chmury i zmierzyć
czas t przejścia jego obrazu o długość a na poziomie pręta. Obserwacja
może się odbywać bądź z punktu O (ryc. 3) bezpośrednio w kierunku
wybranego punktu chmury, bądź też z symetrycznie względem pozio-
mu A’B’ położonego punktu O’. W drugim przypadku oglądamy jedy-
nie obraz chmury, przesuwającej się wzdłuż naszego odcinka a. Ażeby
znaleźć wyrażenie na prędkość chmury, przyjmijmy, że odcinek AB na
ryc. 3 przedstawia drogę przebytą przez obserwowany element chmury
w ciągu czasu t z prędkością średnią V. Niech H będzie znaną wysoko-
ścią rozważanego elementu nad poziomem punktu O. Widoczne jest, że
∆OAB jest podobny do ∆OA’B’. Z podobieństwa tych trójkątów wyni-
ka:

(2)

Wielkości a i h, wchodzące do powyższego wzoru, są stałymi instrumentalnymi; można wobec tego dobrać je
tak, ażeby obliczanie V było możliwie najprostsze. Realizuje się najczęściej warunki, w których

a

/

h

=0,1.

Dla porównywania prędkości chmur o różnych wysokościach wygodnie jest posługiwać się tzw. pręd-

kością względną. Jest to prędkość, z jaką musiałaby poruszać się chmura o wysokości podstawy 1000 m., ażeby
jej obraz, obserwowany z jednego punktu przesuwał się na poziomie A’B’ w ten sam sposób, co obraz chmury o
wysokości podstawy H. Wyrażenie na prędkość względną zgodnie z jej definicją napisze się w postaci

(2’)

Przy spełnieniu warunku

a

/

h

=0,1 otrzymamy

w którym jedyną wielkością mierzoną jest czas przejścia obrazu elementu z położenia A’ do B’.
Obliczenie prędkości bezwzględnej chmury, dla której jest znana prędkość względna V

1000

oraz wysokość H, nie

nastręcza również żadnych trudności. Ze wzorów (2) i (2’) otrzymujemy bowiem

Przyrządy do pomiaru V, tzw. nefoskopy, są dwu rodzajów. W jednych obserwuje się wprost zmianę położenia
wyróżnionego punktu chmury względem pewnego układu nieruchomego, w drugich natomiast jedynie obrazu
tego punktu. W naszkicowanej wyżej metodzie pomiaru pierwszemu rodzajowi tych przyrządów odpowiada
obserwacja z punktu O, drugiemu – z punktu O’.

Grupę nefoskopów o obserwacji wprost stanowią przyrządy Bessona oraz pewne ich modyfikacje.

Najprostszy przypadek stanowi nefoskop Bessona w kształcie grabi. Poziomy pręt metalowy, podzielony za
pomocą krótkich pionowych prętów na kilka równych części, tworzy rodzaj grabi. Cały układ jest ruchomy
dokoła pionowego masztu kilkumetrowej wysokości. W dolnej części masztu znajduje się związana z nim
sztywno okrągła płytka metalowa, osadzona poziomo w jej geometrycznym środku i zaopatrzona w podziałkę
stopniową. Przy zmianie kierunku grabi wspomniana płytka obraca się i jej położenie daje się każdorazowo

ht

aH

V

=

ht

a

V

1000

1000

=

t

V

100

1000

=

V

H

V

1000

1000

⋅

=

14

określić za pomocą odpowiedniego wskaźnika. Prawidłowe położenie wskaźnika jest wówczas, gdy kierunkowi
NS grabi odpowiada zero skali.

Przygotowanie przyrządu do pomiaru polega jedynie na ustawieniu poziomego ramienia grabi równole-

gle do kierunku ruchu chmur. Odcinkiem a jest tu odległość między dwoma sąsiednimi zębami grabi, która w
przyrządzie Bessona wynosi 40 cm. Dla spełnienia warunku

a

/

h

=0,1 buduje się przyrządy, dla których h wynosi 4

m. Zauważmy tu, że przyrząd ten nie ma żadnego urządzenia przeznaczonego dla ustalenia położenia oka ob-
serwatora względem przyrządu, wobec tego warunek stałości położenia punktu, z którego odbywa się obserwa-
cja, jest spełniony jedynie w grubym przybliżeniu.

Modyfikacje wspomnianego typu nefoskopu Bessona polegają głównie na zmniejszeniu jego wymiarów

oraz na dołączeniu wizjerów dla ustalenia położenia oka w czasie obserwacji. Poza tym nie wprowadzają one nic
nowego.

Opisany wyżej przyrząd Bessona jest szczególnie niedogodny, jeżeli wyróżniony przez nas element

chmury znajduje się w pobliżu zenitu. W tym przypadku wygodniejszy jest inny model nefoskopu, opracowany
przez tego samego autora. Obserwacja w tym nowym modelu odbywa się przy pomocy zwierciadła. Składa się
on zasadniczo z poziomej metalowej obręczy kołowej o średnicy kilkudziesięciu cm, wewnątrz której znajdują
się dwa wzajemnie do siebie prostopadłe zespoły równoległych i równoodległych napiętych drutów, tworzące
siatkę. Obręcz jest podtrzymywana przez trzy pręty, połączone u dołu z metalową płytą, na brzegu której znaj-
dują się dwie pary kresek, z których każda jest równoległa do jednego z naciągniętych zespołów drutów. Kreski
te służą jako repery do wyznaczania położeń płyty w odniesieniu do nieruchomo osadzonego koła podziałowego.
Cały układ jest bowiem ruchomy dokoła pionowej osi obrotu, przechodzącej przez środek metalowej płyty.

Metoda pomiaru jest ta sama, jak w poprzednio opisanym typie nefoskopu. Należy najpierw zoriento-

wać przyrząd tak, ażeby jeden z zespołów napiętych na obręczy drutów był równoległy do kierunku ruchu
chmur. Kierunek ten określa się położeniem reperu, znajdującego się po tej stronie koła podziałowego, skąd
rozważany punkt chmury nadchodzi. Prędkość ruchu chmury oblicza się zgodnie ze wzorem (2), w którym a jest
odległością pomiędzy dwoma sąsiednimi drutami w siatce nefoskopu. Ze względu na wygodę sama obserwacja
odbywa się nie wprost, lecz przy pomocy nieruchomego zwierciadła płaskiego, umieszczonego w odległości
około 1 m pod siatką nefoskopu. Dla ustalenia położeń oka w czasie pomiaru przyrząd zaopatrzony jest w spe-
cjalny wizjer. W konstrukcji opisanego nefoskopu Bessona dobiera się takie wymiary a i h, ażeby stosunek ich
wynosił 0,05. W tych warunkach prędkość chmur wyrazi się wzorem

w którym t jest czasem przejścia wyróżnionego elementu między dwoma kolejnymi drutami.

Poza opisanymi typami nefoskopów lub ich modyfikacjami, można do tych samych celów stosować

zwykły teodolit. W tym przypadku trzeba odczytać dwa następujące po czasie t położenia wybranego punktu
chmury. Niech λ

1

, φ

1

oraz λ

2

, φ

2

oznaczają kąty na poziomym i pionowym kole teodolitu dla pierwszego i dru-

giego położenia, tj. dla punktu A i B (ryc. 4). Niech poza tym A’ będzie rzutem A, B’ – rzutem B na płaszczyznę
poziomą, przechodzącą przez O. Łatwo zauważyć, że spełniony będzie warunek OA’sin(λ

1

- λ) = OB’sin(λ

2

– λ),

w którym λ określa kierunek ruchu uważanego punktu. Ponieważ OA’ = Hctgφ

1

oraz OB’ = Hctgφ

2

, wobec tego

poprzedni warunek przepisze się w postaci: sin(λ

1

– λ)ctgφ

1

= sin(λ

2

– λ)ctgφ

2

, skąd po łatwych rachunkach

otrzymamy

t

H

V

⋅

= 05

,

0

15

(3)

Dla wyznaczenia prędkości chmur wygodnie jest w tym przypadku używać prędkości kątowej, o wzorze

W celu wyrażenia ω w zależności od wielkości mierzonych, czyli λ

1

, φ

1

, λ

2

, φ

2

oraz t zauważymy, że z ∆OA’B’

wynika

Z drugiej strony widoczne jest, że H=OA’tgφ

1

. Uwzględniając poprzednie wyrażenia na OA’ oraz przedstawiając

H od wzoru na prędkość kątową otrzymamy

(4)

Jedyna niedogodność przy stosowaniu teodolitu do pomiaru kierunku i prędkości chmur polega na konieczności
stosunkowo długich obliczeń rachunkowych, bowiem uzyskanie wszystkich danych wchodzących do wzorów
(3) i (4) nie przedstawia żadnych trudności.

Informacje dodatkowe

§ 6. Budowa fizyczna, powstawanie oraz wygląd chmur

Cirrus

Chmury Cirrus powstają często wskutek przekształcenia się virga chmur Cc lub Ac albo też górnej
części chmur Cb . Mogą one również powstać w wyniku przemian zachodzących w chmurach Cs o nie-
równomiernej grubości, w której najcieńsze części zanikły wskutek parowania. Chmury Ci w kształcie
kłaczków o zaokrąglonych wierzchołkach powstają często w powietrzu wolnym od produktów konden-
sacji pary wodnej.

Chmury Ci składają się z kryształków lodu. Mogą występować w postaci cienkich włókien lub nitek,

prawie prostoliniowych nieregularnie zagiętych lub poplątanych w chaotyczny sposób. Mają one nie-
kiedy kształt przecinków zakończonych u góry haczykiem lub niezaokrąglonym kłaczkiem. Chmury Ci
występują także w ławicach na tyle gęstych, że wydają się szare, gdy znajda się w kierunku Słońca. Ten
gatunek chmur Ci może również lekko przesłaniać Słońce, rozmywać jego zarysy lub nawet zasłaniać je
zupełnie.
Ci rzadziej ukazują się w kształcie małych zaokrąglonych kłaczków mniej lub bardziej rozrzuconych,
często ze smugami opadowymi lub w kształcie małych zaokrąglonych wieżyczek czy też małych baszt,
wyrastających ze wspólnej podstawy. Człony chmur Ci są niekiedy ułożone w szerokie równoległe pa-
sma, które wydają się zbieżnymi ku horyzontowi. Ci dostatecznie wzniesione nad horyzontem są białe
w ciągu całego dnia. W każdym razie są bielsze niż jakiekolwiek inne chmury znajdujące się w tej sa-
mej części nieba. Gdy tarcza słoneczna znajduje się na wysokości horyzontu, chmury Ci są białawe,
podczas gdy inne chmury znajdują się na niższych poziomach, mogą przejmować barwę żółtą lub po-
marańczowa. Gdy Słońce znika pod horyzontem, chmury Ci znajdujące się wysoko na niebie zmieniają
barwę z żółtej na różowa, następnie na czerwona i w końcu na szara. O wschodzie Słońca kolejność
barw zjawia się w odwrotnym porządku.
W pobliżu horyzontu chmury Ci przejmują często zabarwienie żółtawe lub różowawe; barwy chmur in-
nych rodzajów, występujących na niższych poziomach, są mniej wyraźne.
Zjawiska halo mogą być obserwowane, jednakże, wskutek małych rozmiarów chmur Ci, pierścienie
halo prawie nigdy nie ukazują się w kształcie pełnych kręgów.

Cirrocumulus

Chmury Cc mogą powstać w powietrzu wolnym od produktów kondensacji pary wodnej. Mogą rów-
nież powstawać w wyniku przekształcenia się chmur Ci lub Cs albo wskutek zmniejszania się wymia-
rów członów ławicy płatu lub warstwy chmur Altocumulus. Chmury Cc w kształcie soczewek lub mig-
dałów powstają zazwyczaj w wyniku lokalnego, orograficznego uniesienia warstwy wilgotnego powie-
trza.
Chmury Cc składają się prawie wyłącznie z kryształków lodu; mogą w nich występować również i
kropelki silnie przechłodzonej wody, które na ogół szybko przekształcają się w kryształki lodu.

2

2

1

1

2

2

1

1

ctg

cos

ctg

cos

ctg

sin

ctg

sin

tg

ϕ

λ

ϕ

λ

ϕ

λ

ϕ

λ

λ

−

−

=

H

V

−

=

ϖ

)

sin(

)

sin(

'

1

2

2

λ

λ

λ

λ

−

−

=

Vt

OA

1

2

1

2

tg

)

sin(

)

sin(

ϕ

λ

λ

λ

λ

ω

−

−

=

t

16

Chmury te występują na ogół w postaci płatów mniej lub bardziej rozpostartych i składających się z
bardzo małych członów w kształcie ziarenek, zmarszczek. Płaty te wykazują często jeden lub dwa kie-
runki sfalowania. Mogą również posiadać brzegi włókniste. Bardzo rzadko płaty chmur Cc mogą posia-
dać małe, zaokrąglone przerwy rozmieszczone mniej lub bardziej regularnie, tak że chmury mają często
wygląd przypominający sieć lub plaster miodu. Brzegi tych przerw są często postrzępione.
Cc występują również w ławicach o kształcie soczewek lub migdałów często bardzo wydłużonych i za-
zwyczaj o wyraźnych zarysach. Rzadziej człony chmur Cc przybierają kształty bardzo małych kłacz-
ków o postrzępionych dolnych częściach lub bardzo małych wypukłości, przypominających wieżyczki,
wyrastające ze wspólnej poziomej podstawy. Cc zawsze są na tyle przejrzyste, że pozwalają określić
położenie Słońca lub Księżyca. Na chmurach tego rodzaju występuje niekiedy zjawisko wieńców lub
iryzacji.

Cirrostratus

Chmury Cs powstają wskutek powolnego wznoszenia się rozległych warstw powietrza do dostatecz-
nie dużych wysokości. Chmury te mogą również powstać wskutek łączenia się chmur Ci lub członów
chmur Cs lub tez mogą być utworzone przez kryształki lodu padające z chmur Cc. Poza tym chmury Cs
mogą powstać wskutek zmniejszenia się grubości chmur As lub rozprzestrzenienia się kowadła chmury
Cb.
Chmury Cs składają się głównie z kryształków lodu. Mogą one występować w postaci włóknistej za-
słony, w której można obserwować drobne prążkowanie, lub tez mogą przybierać wygląd mglistej za-
słony. Brzeg zasłony chmur Cs jest niekiedy ostro zarysowany, lecz częściej jest zakończony chmurami
Ci na kształt frędzli. Cs nigdy nie są dość gęste by przeszkodzić w rzucaniu cieni przez przedmioty
znajdujące się na ziemi, z wyjątkiem gdy Słońce jest nisko nad horyzontem. Uwagi dotyczące barw
chmur Ci w dużej mierze są również słuszne dla chmur Cs. Zjawiska halo są często obserwowane w
przypadku cienkich chmur Cs, niekiedy tak cienkich, że halo jest jedyną oznaka ich obecności.

Altocumulus

Chmury Altocumulus powstają często na brzegu rozległej warstwy unoszącego się ku górze powietrza
lub wskutek ruchów turbulencyjnych i konwekcyjnych w średnim piętrze. Ac mogą również tworzyć się
wskutek wzrostu rozmiarów lub grubienia przynajmniej kilku członów płata chmur Cc lub przez dalszy
podział członów chmury Sc. Mogą one również powstawać przez przekształcenie się chmury As i Ns.
Chmury Ac tworzą się również w wyniku rozpościerania się chmur Cu lub Cb. Ac w kształcie soczewek
lub migdałów powstają zwykle wskutek lokalnego orograficznego unoszenia się warstwy wilgotnego
powietrza.
Chmury Ac przynajmniej w większej części są zbudowane prawie wyłącznie z kropelek wody. Przy
bardzo niskich temperaturach mogę tworzyć się w nich kryształki lodu. Chmury te występują najczę-
ściej w postaci rozległych płatów, składających się z połączonych lub oddzielonych od siebie członów,
uporządkowanych dość regularnie. Niekiedy człony te przyjmują kształty wydłużonych równoległych
walców, które mogą być rozdzielone wyraźnie zaznaczonymi pasmami czystego nieba. Bardzo rzadko
płat chmur Ac posiada mniej lub bardziej regularnie rozłożone, małe zaokrąglone przerwy, co daje
chmurze wygląd podobny do sieci lub plastra miodu; wiele z tych przerw ma brzegi postrzępione. Płaty
chmur Ac często są obserwowane równocześnie na dwóch lub więcej poziomach. Chmury Ac występują
również w postaci ławic mających kształt soczewki lub migdałów, często bardzo wydłużonych o wy-
raźnych zarysach. Ławice te składają się albo z pojedynczego mniej lub bardziej gładkiego członu, albo
z kilku małych bardzo zbliżonych do siebie członów. W pierwszym przypadku chmura posiada wyraźne
cienie. Rzadziej chmury Ac przybierają kształty małych odosobnionych kłaczków, których dolne części
są nieco postrzępione; chmurom tym towarzyszą często włókniste smugi. Inna równie rzadka postać
chmur Ac posiada wygląd szeregu małych wieżyczek, wyrastających ze wspólnej poziomej podstawy.
Stopień przenikania światła przez chmury Ac zmienia się w szerokich granicach. W pewnych przypad-
kach przez większą część chmury można określić położenie Słońca, w innych chmura jest w takim
stopniu nieprzeświecająca, że zupełnie zasłania Słońce. Nieprzeświecające warstwy chmur Ac mogą po-
siadać nierówną dolną powierzchnię, której wystające człony tworzą niejako płaskorzeźbę. Ac prawie
zawsze wykazują pewne cieniowanie. W przypadku tych chmur obserwuje się często wieńce lub iryza-
cję. Kryształki, które padają z chmur Ac, mogą powodować zjawiska halo w postaci słońc pobocznych
(słońca pozorne) lub słupów świetlnych.

Altostratus

Chmury As powstają najczęściej w wyniku powolnego unoszenia się warstw powietrza o dużej roz-
ciągłości poziomej do dostatecznie dużych wysokości. Chmury te mogą również powstać z grubiejącej
zasłony chmur Cs lub niekiedy przez zmniejszenie się grubości warstwy chmur Ns. As powstają z war-
stwy chmur Ac , gdy z tych ostatnich wypadają kryształki lodu w postaci szeroko rozpostartych smug

17

(virga). Czasami, zwłaszcza w obszarach międzyzwrotnikowych, chmury As powstają z rozpościerania
się środkowej lub górnej części chmury Cb.
Chmura As składa się z kropelek wody i kryształków lodu; zawiera ona również krople deszczu i
płatki śniegu. Chmura ta występuje prawie zawsze pod postacią warstwy o dużej rozciągłości poziomej
i względnie dużej rozciągłości pionowej. Może ona składać się z dwóch lub więcej warstw ułożonych
jedna nad druga na nieco różnych poziomach. Warstwy te są niekiedy częściowo z sobą połączone. W
pewnych przypadkach wyraźnie widać sfalowanie lub szerokie równoległe pasma. As jest zwykle tak
gęsta, że nawet przez jej najcieńsze części Słońce widać niewyraźnie jak przez matowe szkło; najgrub-
sze jej części mogą być tak gęste, że zakrywają zupełnie Słońce.
As jest chmurą dającą opady, które można obserwować w postaci smug poniżej jej podstawy (virga),
wskutek tego dolna powierzchnia chmury może przybierać wygląd postrzępiony lub przypominający
wymiona. Gdy chmura As daje opady sięgające do ziemi, mają one zwykle charakter ciągły i występują
w postaci deszczu, śniegu lub ziaren lodowych.
Pod chmurami As , w niżej położonych turbulencyjnych warstwach powietrza o zwiększonej wilgotno-
ści wskutek parowania opadów, mogą tworzyć się strzępy chmur (pannus). W początkowym stadium
tworzenia się chmury pannus są małe, rozrzucone i wyraźnie oddzielone jedne od drugich; ukazują się
one zwykle na poziomie wyraźnie niższym od poziomu podstawy chmur As. Wraz ze wzrostem grubo-
ści chmur As i obniżaniem się ich podstawy, odległość ta znacznie maleje, jednocześnie wzrastają wy-
miary i ilość chmur pannus, które mogą łączyć się w prawie ciągłą warstwę.

Stratocumulus

Chmury Sc mogą tworzyć się wskutek wzrostu wymiarów przynajmniej niektórych członów chmur
Ac. Chmury Sc czasami powstają w powietrzu czystym pod chmurami As lub częściej Ns, mogą one
także tworzyć się w wyniku przekształcania się chmur Ns. Sc mogą się rozwinąć wskutek unoszenia się
warstwy chmur S lub też w wyniku konwekcyjnych i falowych jej przemian przy jednoczesnej zmianie
wysokości lub pozostaniu na tym samym poziomie. Sc często tworzą się przez rozpościeranie się górnej
lub środkowej części chmur Cu lub Cb, jak również w późniejszych godzinach południowych lub wie-
czornych przez spłaszczenie się chmur Cu.
Sc składają się z kropelek wody, czasami łącznie z kroplami deszczu lub krupami śnieżnymi, rzadziej
z kryształkami i płatkami śniegu. Sc najczęściej występują w postaci płatów lub warstw złożonych z
członów chmur Ac, lecz położonych na niższym poziomie, wskutek czego są pozornie większej wielko-
ści. Wielkość, grubość i kształt członów tych chmur zmienia się w szerokich granicach. Niekiedy czło-
ny mają kształt równoległych walców, które mogą być rozdzielone pasmami czystego nieba. W pew-
nych przypadkach, szczególnie w szerokościach międzyzwrotnikowych, chmura Sc występuje w kształ-
cie dużego pojedynczego walca. Bardzo rzadko płat chmury Sc posiada mniej lub bardziej regularnie
rozmieszczone okrągłe otwory, z których wiele ma brzegi postrzępione. Otwory te często nadają chmu-
rze wygląd podobny do sieci lub plastra miodu. Płaty chmur Sc często występują jednocześnie na dwu
lub więcej poziomach. W nielicznych przypadkach chmury Sc obserwuje się w postaci wydłużonych
płatów w kształcie soczewek lub migdałów, o wyraźnych zarysach, lub tez w kształcie wieżyczek, wy-
rastających ze wspólnej poziomej podstawy. Stopień przenikania światła przez chmury Sc zmieniają się
w szerokich granicach. Czasami większa część chmury jest dostatecznie cienka, aby można było okre-
ślić położenie Słońca. W innych przypadkach chmura jest na tyle nieprzeświecająca, że zupełnie za-
krywa tarcze słoneczną. Nieprzeświecające warstwy chmury Sc posiadają często dolna powierzchnią
nierówną, której nierówności tworzą niejako płaskorzeźbę.
Chmury Sc dają niekiedy opady o słabym natężeniu w postaci słabego deszczu, śniegu lub krup śnież-
nych. Przy wyjątkowo niskich temperaturach chmury Sc mogą dać obfite Virga z kryształków lodu, na
których nieraz występują zjawiska halo. Gdy chmura Sc nie jest gruba, obserwuje się niekiedy na niej
wieniec lub iryzacje.

Stratus

Chmura S w postaci jednolitej warstwy tworzy się wskutek ochłodzenia najniższych warstw atmosfe-
ry. Fragmenty lub strzępy chmury S mogą stanowić krótkotrwałe przejściowe stadia podczas powsta-
wania lub zanikania warstw chmur S. Postrzępione chmury S jako chmury towarzyszące (Pannus) mogą
powstać także pod wpływem turbulencji, gdy wzrasta wilgotność powietrza wskutek parowania opadu,
pochodzącego z chmur As, Ns, Cb lub Cu.
Chmury S mogą powstawać z chmur Sc wtedy, gdy dolna powierzchnia tych ostatnich obniża się lub
zatraca swoją rzeźbę, czy też swój widoczny podział, jednakże nie wskutek występowania opadu.
Częstym procesem, który prowadzi do powstawania chmur S, jest powolne unoszenie się warstwy mgły
wskutek ogrzewania się podłoża lub wzrostu prędkości wiatru. Mgła, utworzona nad morzem i unoszo-
ną przez wiatr wiejący od morza ku wybrzeżu, może występować w głębi lądu jako chmura S.

Chmura Stratus jest zwykle złożona z małych kropelek wody, przy niskich temperaturach może się

składać z małych cząsteczek lodu. Gdy chmura S jest gęsta lub gruba, zawiera często kropelki mżawki i

18

niekiedy słupki lodowe lub śnieg ziarnisty. Chmura S najczęściej występuje jako mglista, szara i prawie
jednostajna warstwa, posiadająca często tak niską dolną podstawę, że zasłania wierzchołki niskich
wzgórz lub wysokich budowli. Chmura ta czasami jest tak cienka, że zarysy Słońca lub Księżyca mogą
być przez nią wyraźnie widoczne; częściej jednak jest na tyle nieprzeświecająca, że zasłania Księżyc
lub Słońce. W pewnych przypadkach ma ona ciemny lub nawet groźny wygląd. Dolna powierzchnia
chmury S jest zwykle dobrze zaznaczona i może być sfalowana. Czasami chmura S jest obserwowana w
postaci fragmentów o zmieniających się wymiarach i jasności, mniej lub bardziej połączonych ze sobą,
lub tez w postaci strzępów.
Jeśli chmura Stratus jest bardzo cienka, to powoduje występowanie wieńca dookoła Słońca lub Księży-
ca, a wyjątkowo przy bardzo niskich temperaturach może powodować halo. Opady z chmur S, sięgają
ziemi, mają postać mżawki, słupków lodowych lub śniegu ziarnistego.

Nimbostratus

Chmury Ns najczęściej powstają wskutek powolnego wznoszenia się rozległych warstw powietrza do
dostatecznie dużych wysokości. Ns mogą również rozwinąć się wskutek zwiększania się grubości
chmur As lub rzadziej wskutek zwiększania się grubości warstwy chmur Sc lub Ac. Niekiedy chmury
Ns powstają również przez rozpościeranie się chmur Cumulonimbus i bardzo rzadko przez rozpościera-
nie się dużych chmur Cu, gdy te ostatnie dają opad deszczu.
Chmury Ns składają się z kropelek wody i kropelek deszczu, z kryształków i płatków śniegu lub z
mieszaniny ciekłych i stałych cząstek.
Ns występuje zazwyczaj jako rozległa niska, ciemno-szara warstwa o bardzo rozmytej podstawie; daje
ona opad ciągły w postaci deszczu, śniegu lub ziaren lodowych, niekoniecznie dochodzących do ziemi.
W strefie międzyzwrotnikowej, zwłaszcza w krótkich przerwach między opadami deszczu, można ob-
serwować rozpadanie się chmury na kilka różnych warstw, które szybko łączą się ponownie. Dolna po-
wierzchnia chmury Ns często jest częściowo lub całkowicie zasłonięta przez niskie postrzępione chmu-
ry (pannus), które tworzą się poniżej podstawy lub u podstawy chmury Ns i szybko zmieniają kształty.
Początkowo chmury pannus składają się z oddzielnych jednostek, później mogą łączyć się w ciągłą
warstwę. Gdy chmury pannus pokrywają dużą część nieba, należy uważać, aby nie wziąć je za dolną
powierzchnię chmury Ns.

Cumulus

Chmury Cu tworzą się w prądach konwekcyjnych, które występują, gdy pionowy gradient temperatu-
ry w dolnych warstwach powietrza jest dostatecznie duży.
Duży pionowy gradient temperatury może powstać w różny sposób, najczęściej wskutek ogrzewania
powierzchni ziemi promieniami słonecznymi bądź ciągłego ogrzewania się dolnych warstw chłodnej
masy powietrza przy przepływie nad stosunkowo ciepłym podłożem.
Powstawanie chmur Cu często jest poprzedzone tworzeniem się lokalnych zmętnień, z których rozwi-
jają się chmury. Cu mogą brać początek z chmur Ac lub Sc. Mogą się również tworzyć wskutek prze-
kształcania się Sc lub S; ten ostatni przypadek często dzieje się nad lądem w godzinach porannych. Po-
strzępione chmury Cu złej pogody tworzą się niekiedy pod chmurami As, Ns, Cb lub pod silnie rozbu-
dowanymi chmurami Cu, które dają opad.
Chmury Cu składają się głównie z kropelek wody; kryształki lodu mogą tworzyć się w tych częściach
chmur, w których panuje temperatura znacznie niższa od 0

o

C.

Chmury Cu mogą jednocześnie występować w różnych stadiach pionowego rozwoju. Mogą one mieć
małą rozciągłość pionową i wyglądać jak spłaszczone; mogą mieć umiarkowaną rozciągłość pionową z
małymi wypukłościami i pączkowaniami, mogą tez mieć dużą pionową rozciągłość z pęczniejącymi
górnymi częściami, przypominającymi często kalafiory. Chmury Cu mają niekiedy bardzo postrzępione
brzegi, przy czym ich zarysy ulegają ciągłym często szybkim zmianom. Cu, zazwyczaj o umiarkowa-
nym pionowym rozwoju, są niekiedy ustawione w szeregi prawie równolegle do kierunku wiatru (szlaki
Cu).
Chmury Cumulus o dużej pionowej rozciągłości mogą dać opad. W strefie międzyzwrotnikowej z tych
chmur pada często obfity deszcz w postaci ulew (deszcze przelotne o dużym natężeniu).

Cumulonimbus

Chmury Cb powstają zazwyczaj na drodze stopniowego przekształcania się dużych, silnie rozbudo-
wanych chmur Cu. Warunki, w jakich rozwijają się chmury Cb, są więc podobne do tych, które sprzy-
jają rozwojowi chmur Cu. Cb rozwijają się niekiedy z chmur As lub Sc, których górne części posiadają
wypukłości w kształcie wież; w pierwszym z tych przypadków chmura Cb ma niezwykle wysoką pod-
stawę. Cb może również powstać w wyniku przekształcenia się i rozbudowania jakiejś części chmury
As lub Ns.
Chmury Cb składają się z kropelek wody i, zwłaszcza w górnej części, z kryształków lodu. Zawierają
one również duże krople deszczu oraz często płatki śniegu, krupy śnieżne, ziarna lodowe lub grad. Kro-

19

pelki wody i krople deszczu mogą być silnie przechłodzone. Poziome i pionowe wymiary chmur Cb są
tak duże, że charakterystyczny kształt tych chmur może być w całości widziany tylko ze znacznej odle-
głości. W początkowym stadium rozwoju z chmur Cu, chmury Cb wykazują u wierzchołków zaokrą-
glone wypukłości, pomimo że ich górna część traci ostrość zarysów. Później górna część całkowicie
przekształca się we włóknistą lub prążkowaną bryłę, przyjmującą kształt podobny do kowadła. Przy
bardzo niskich temperaturach włóknista budowa może rozciągnąć się na całą masę chmur. Cb mogą
występować jako odosobnione chmury lub w postaci długiego szeregu połączonych chmur, przypomi-
nających wyglądem bardzo rozległą ścianę. Gdy chmura znajduje się prawie, lub dokładnie, nad obser-
watorem, górne jej części zostają przesłonięte przez rozległa podstawę chmury lub przez niskie postrzę-
pione chmury (pannus). Niekiedy górna część chmury Cb jest połączona z chmurami As lub Ns. Cza-
sami chmura Cb może rozwinąć się wewnątrz chmur As lub Ns.
Ciemny, ponury a nawet groźny wygląd chmur Cb jest zazwyczaj potęgowany przez grzmoty i błyska-
wice i może być ponadto podkreślony przez silne opady przelotne deszczu, śniegu lub gradu, przez na-
wałnice oraz przez zjawiska szczególne jak mamma i rzadziej tuba.

§ 7. Słowniczek

Aerologia – dział meteorologii badający i opisujący zjawiska w atmosferze wolnej, tj. nie podlegającej wpły-
wom tarcia o nierówną powierzchnię terenu czy akwenu

Burza – gwałtowna ulewa, której towarzyszą pioruny i silne, porywiste wiatry

Chmura, obłok – dostrzegalne wzrokowo zgrupowanie mnóstwa kropelek wody lub kryształków lodu, wytwo-
rzone w powietrzu wskutek kondensacji lub resublimacji pary wodnej. Pojedyncze kropelki mogą być tak małe,
że ledwo wzrokiem dostrzegalne. Zdarzają się jednak chmury składające się z dużych kropli, a nawet dużych
bryłek lodu.

Błyskawica – świetlne zjawisko wywołane piorunem wskutek silnego rozgrzania powietrza wzdłuż drogi elek-
trycznego wyładowania.

Deszcz – opad kropli wody o średnicy powyżej 0,5 mm lub wyjątkowo mniejszej, jeśli jest to wynikiem odpa-
rowywania kropli deszczowych spadających ze średnio wysokiej chmury.

Gloria – świetlne zjawisko polegające na ukazaniu się kręgów świetlnych otaczających widmo z Brocken. Jest
to swoisty wieniec świetlny oglądany w świetle odbitym.

Grad – opad bryłek lodu o średnicy powyżej 5 mm, nierzadko dochodzących do 5 cm, połączony zazwyczaj z
ulewnym deszczem.

Grzmot – odgłos towarzyszący piorunowi wskutek wstrząsu gwałtownie rozgrzanego powietrza. Dochodzi on
do obserwatora z opóźnieniem 3 s na 1 km odległości w stosunku do błyskawicy.

Halo – zjawisko świetlne wywołane załamaniem się promieni i obijaniem się ich od ścian drobniutkich kryształ-
ków lodu tworzących chmurę cirrus lub cirrostratus. Halo ma postać białego lub barwnego pierścienia wokół
widomej tarczy Księżyca lub Słońca, ale w pewnej od nich odległości. Promień takiego pierścienia wynosi 22˚,
rzadziej 42 – 46˚. Obok pierścieni pojawiają się niekiedy świetliste łuki styczne do nich, świetliste słupy lub
krzyże przechodzące przez tarczę Księżyca lub Słońca, a także świetliste plamy, zwane pozornymi słońcami lub
księżycami, na przecięciach owych świetlistych linii.

Kapuśniaczek – potoczna nazwa przelotnego deszczu o małych kroplach i niewielkiej gęstości.

Meteorologia – dział fizyki dotyczący zjawisk zachodzących w atmosferze ziemskiej

Mgła – zawiesina bardzo drobnych kropelek wody dotykająca swą podstawą powierzchni terenu, ograniczająca
widzialność do odległości poniżej 1 km. Niska mgła przy niedosycie wilgotności powietrza, wywołana dużą
higroskopijnością przemysłowych zanieczyszczeń powietrza nosi nazwę smogu.

Oberwanie chmury – potoczna nazwa szczególnie obfitej ulewy konwekcji termicznej, wywołana nagłym za-
trzymaniem pionowego wznoszenia się powietrza wskutek nasunięcia się nad chłodne powietrze.

20

§ 8. Bibliografia

International Cloud Atlas. WMO, Offenbach 1990
Kopcewicz T., Fizyka atmosfery. PWN, Warszawa 1956
Miętus M., Chmury i meteory. IMGW (www.imgw.gdynia.pl)
Rybka E., Astronomia ogólna. PWN, Warszawa 1983
Rogers E. M., Materia, ruch, siła. PWN, Warszawa 1981
Kędziołka J., Antczak K., Jagiełło B., Marjańska E., Słownik – Terminy Geograficzne. PWN, Warszawa 1995
Praca zbiorowa, Wszechświat, Życie, Człowiek. Książka i Wiedza, Warszawa 1955
Lewiński J., Życie Ziemi. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa 1957
Wege Karla, Pogoda – zjawiska i ich przyczyny. Multico