Wysokie
Cirrus – wysoka chmura pierzasta
Cirrostratus – wysoka chmura pierzasto-warstwowa
Cirrocumulus – wysoka chmura pierzasto-kłębiasta, lodowa, "baranek"
Średnie
Altostratus – chmura warstwowa średnia, mieszana
Altocumulus – średnia chmura kłębiasta
Niskie
Cumulus
Stratocumulus – niska chmura kłębiasto-warstwowa zbudowana z kropelek wody
Stratus – chmura warstwowa dająca gęstą, ciemną pokrywę (po łacinie oznacza to "rozciągnięte")
budowie pionowej:
Nimbostratus – ciemna, gęsta chmura warstwowa, mieszana - chmury deszczowe
Cumulonimbus – chmura kłębiasto-deszczowa, inaczej burzowa, w górnej części lodowa
Cirrus (Ci) to po polsku chmura pierzasta. Należy do chmur wysokich, zbudowanych z kryształków lodu. Chmury piętra wysokiego występują w górnej troposferze. Podstawa chmur pierzastych może wystąpić poniżej wysokości o temperaturze powietrza 0°C, wyżej w atmosferze tropikalnej, niżej w obszarach polarnych. W Europie, chmura cirrus może występować na wysokości od 6 000 do 12 000 m. Temperatury w chmurach cirrus wynoszą zwykle od -10°C do -40°C. Tropopauza jest naturalną barierą dla wierzchołków chmur pierzastych. Typowa chmura cirrus wyglądem przypomina nici pajęcze, delikatne włókna, "włosy anielskie", pierze, nierzadko też kłaczki lub loczki.
W szerokościach umiarkowanych chmury cirrus są zwykle jednym z pierwszych zwiastunów nadchodzącego ciepłego frontu atmosferycznego, a zatem pogorszenia pogody. Dzieje się tak dlatego, że ciepłe, wilgotne powietrze wślizguje się nad powietrze zimne, podobnie jak to ma miejsce w (nachylonym) pasie transmisyjnym, dostarczając wilgotności do wysokich warstw atmosfery. Para wodna, krystalizując się na lodowych jądrach nukleacji, tworzy chmury lodowe.
Cirrusy pojawiają się najczęściej na bezchmurnym niebie. Czasem występują razem z chmurami cirrostratus (łac. 'warstwowopierzaste') i cirrocumulus (łac. 'kłębiastopierzaste') - taka sytuacja oznacza, że przełom pogody jest już bardzo posunięty.
Wyróżnić można tutaj kilka odmiennych sytuacji:
gdy cirrusy przekształcają się w warstwę chmur cirrostratus, oznacza to zbliżanie się frontu ciepłego;
szybkie pojawienie się cirrusów razem z poziomymi chmurami cumulus oznacza nadciąganie chłodnego powietrza z północy lub północnego zachodu,
wolno przesuwające się ze wschodu na zachód czasem występują podczas ustalonej pięknej pogody.
W atmosferze strefie międzyzwrotnikowej, częste są cirrusy, których grubość optyczna jest bardzo mała, tak że nie są dostrzegalne gołym okiem.
Odmiana chmur lodowych w atmosferze tropikalnej są cirrusy związane z intensywną konwekcją - kowadłem chmur konwekcyjnych.
Cirrusy powstają także z rozpadu smug kondensacyjnych samolotów lecących na wysokości tropopauzy.
Chmury pierzaste można również obserwować pod koniec dnia, w którym powstawały bardzo mocno rozbudowane chmury konwekcyjne pompujące parę wodną z warstwy granicznej do górnych warstw atmosfery.
Cirrostratus (Cs, chmura warstwowo-pierzasta) – chmura w postaci przejrzystej, mglistej i często prawie niewidocznej zasłony. Składa się głównie z kryształków lodu w kształcie blaszek.
Należy do chmur wysokich, występuje na wysokości od 6 000 do 12 000 m[potrzebne źródło]. Często powoduje powstawanie zjawiska halo wokół słońca oraz księżyca. Nie daje opadów.
W zasłonie tworzącej chmurę Cirrostratus można czasem obserwować efekt prążkowania – takie chmury nazywa się wtedy Cirrostratus undulatus (Cs un).
Chmury Cirrostratus można od chmur Altostratus odróżnić tym, że są cieńsze – nigdy nie zasłaniają całkowicie słońca – a często wręcz są na tyle cienkie, że bardzo trudno je odróżnić od niepokrytego nimi nieba.
Mogą się kończyć ostrą granicą lub przechodzić płynnie w chmury Cirrus.
Pojawienie się chmur Cirrostratus może, podobnie jak w przypadku chmur Cirrus, być zwiastunem nadchodzącego frontu ciepłego, czyli pogorszenia pogody. Chmury mogą także towarzyszyć frontowi zimnemu, a dokładniej, cumulonimbusom. Jeśli kowadło Cumulonimbusa rozpościera się wystarczająco wysoko, to z jego wysokich części mogą tworzyć się chmury Cirrostratus.
Cirrocumulus (Cc – chmura kłębiasto-pierzasta) – chmura w postaci cienkiej, białej ławicy, której poszczególne elementy mają rozmiar kątowy poniżej jednego stopnia (widziane z powierzchni Ziemi).
Są to chmury wysokie, występujące na wysokości od 6 000 do 12 000 m, zbudowane są z kryształków lodu, nie dają opadów. Powstają w wyniku powolnego podgrzewania od dołu chmur typu cirrus lub cirrostratus.
Od podobnych im chmur Altocumulus można je odróżnić tym, że są mniejsze i bardziej białe. Są też na tyle cienkie, że na ich dalszych od Słońca krawędziach nie tworzą się cienie.
Szczególnym przypadkiem cirrusów są smugi kondensacyjne, które powstają pod tropopauzą w wyniku kondensacji pary wodnej w zetknięciu ze spalinami silników samolotu odrzutowego.
Altostratus [łac.] (As – chmura średnia warstwowa) – chmura w postaci grubej i gęstej niebieskiej albo szarej warstwy, przez którą słońce lub księżyc przeświecają jak przez matowe szkło, złożonej z kropel wody oraz kryształków lodu. Często pokrywa całe niebo, a czasem towarzyszy jej opad drobnego deszczu lub śniegu. Występuje na wysokości od 2 do 5 km.
Altocumulus [łac.] (Ac), chmury średnie kłębiaste – rodzaj chmur piętra średniego złożonych z białych lub szarych drobnych członów, małych obłoków, a niekiedy przylegających do siebie i tworzących warstwę. W odróżnieniu od chmur pierzastych kłębiastych (Cirrocumulus) człony są większe niż koniec palca wyciągniętej w ich stronę ręki. Chmury średnie kłębiaste składają się z kropel wody, ale nie są to chmury opadowe. Występują w klimacie Polski w przedziale wysokości od około 2000 do 5000 m, niekiedy od około 2400 do 6100 m. Chmury tego rodzaju mają grubość od 200 do 700 m. Utrzymują się stosunkowo krótko.
Cumulus (Cu), chmura kłębiasta - to oddzielna, gruba, biała chmura, złożona z kropel wody. Jej górna część (z wyjątkiem gatunku Cumulus fractus) ma kształt kopuły, a podstawa położona poziomo na podobnej wysokości w przedziale od około 600 do 2500 metrów. Cumulusy są więc rodzajem chmur powstających w piętrze niskim troposfery. Więcej wypiętrzonym chmurom kłębiastym towarzyszą niewielkie opady deszczu. Chmury te potrafią szybko się przekształcać, a typowy czas życia małego cumulusa trwa 10-30 minut.
W średnich szerokościach geograficznych, takich, jak Polska, chmury cumulus są zazwyczaj związane z wymuszaniem frontalnym lub z efektami termicznymi. Efekty klimatyczne tych chmur są przypuszczalnie małe w porównaniu z innymi procesami takimi jak cyklogeneza i związanymi z nimi układami frontalnymi.
Sytuacja jest dramatycznie inna w obszarach podzwrotnikowych wiatrów pasatowych. Wprawdzie pojedyncze chmury Cumulus są stosunkowo małe i ich czas życia jest krótki, ale są one obserwowane na wielkich obszarach i regenerują się cyklicznie. Ich wpływ na globalne albedo słoneczne, na procesy wymiany ciepła pomiędzy oceanem i atmosferą, i na procesy chemiczne (np usuwanie zanieczyszczeń) w atmosferze tropikalnej jest znaczny. W tych obszarach chmury cumulus stanowią naturalne przejście pomiędzy stratocumulusami, obserwowanymi na wschodnich częściach oceanów w obszarze zstępującej komórki Hadleya i obszarem Tropikalnej Strefy Konwergencji (ITCZ) charakteryzującej się głęboką konwekcją (chmury cumulonimbus).
Stratocumulus (Sc – chmura warstwowo-kłębiasta) – chmura w postaci szarej warstwy albo wielu płatów przypominających kształtami bryły, złożona z kropel chmurowych wody. Niekiedy towarzyszą jej niewielkie opady deszczu lub virga. Przeważnie występuje poniżej 2 400 m.
Termin stratocumulus został wprowadzony przez niemieckiego fizyka i meteorologa Ludwiga Kaemta w 1840 roku na oznaczenie chmury, która nie jest wystarczająco płaska, żeby być nazwana stratusem ale nie jest też wystarczająco konwekcyjna, żeby być nazwana cumulusem.
Olbrzymie obszary stratocumulusów są zlokalizowane klimatycznie po wschodnich częściach oceanów w umiarkowanych szerokościach co jest spowodowane dwoma głównymi czynnikami:
przy zachodnich wybrzeżach kontynentów ogólna cyrkulacja oceanu wymusza wypływ zimnej wody,
ogólna cyrkulacja atmosfery z głęboką konwekcją w rejonie Tropikalnej Strefy Konwergencji (ITCZ) w pobliżu równika powoduje kompensujące osiadanie powietrza w szerokościach umiarkowanych, sprzyjając tym samym powstawaniu chmur stratyfikowanych.
Najbardziej znanym przykładem takiego systemu chmurowego są chmury przy wybrzeżu Kalifornii w USA. Chmury na zdjęciach i filmach pokazujące most Golden Gate w San Francisco są stratocumulusem Kalifornijskim. Najwiekszym obszarem stratocumulsa na świecie jest wybrzeże Pacyfiku w rejonie Chile i Peru.
Ze względu na rozmiar nad oceanem, często porównywalny z wielkością połowy kontynentu europejskiego, Stratocumulusy są jednym z najważniejszych elementów ogólnej zmiany klimatu. Prawie 50-70% całego promieniowania słonecznego jest odbijana przez Stratocumulsy (patrz albedo ziemskie) w czasie dnia. W nocy chmury te kontrolują (zmniejszają) spadek temperatury na powierzchni ziemi w stosunku do sytuacji z czystym niebem.
Stratocumulusy oceaniczne umiarkowanych szerokości są jednym z nielicznych przykładów chmur, w których wielkoskalowy przepływ powietrza jest zstępujący (w kierunku ku ziemi) podczas gdy chmury konwekcyjne typu cumulus czy większość chmur frontalnych (cirrus, stratus) jest wymuszana przez kondensację związaną z ruchem wstępującym powietrza. Chmury stratocumulus umiarkowanych szerokości są eleganckim przykładem delikatnej równowagi pomiędzy strumieniem pary wodnej z oceanu, przenoszonej przez ruchy w turbulencyjnej warstwie granicznej, ograniczonej od góry przez wielkoskalową inwersję osiadania, i podtrzymywaną energią promieniowania podczerwonego (ziemskiego) a rozpraszaną przez promieniowanie słoneczne. Chmury te są jednymi z najbardziej badanych chmur na świecie za pomocą technik satelitarnych, meteorologicznych plac polowych (samoloty, teledetekcja) i modeli numerycznych fizyki chmur.
Stratus (St - chmura warstwowa) to chmura w postaci jednolitej szarej warstwy, która występuje na wysokości niższej od 2000 metrów ponad ziemią. Występowaniu tego rodzaju chmur często towarzyszy mżawka lub bardzo drobny deszcz, po którym chmury te często rozwiewają się. Wskutek dużego albedo chmury te zmniejszają dopływ promieniowania, przez co temperatura podczas ich występowania obniża się.
Chmury stratus to zasadniczo mgła, która tworzy się na pewnej wysokości ponad gruntem. Najczęściej pojawiają się, gdy nad obszar, nad którym znajdują się niskie masy zimnego powietrza, zbliża się ciepłe powietrze, tworząc front ciepły, lub na skutek silnego ochłodzenia (wskutek wznoszenia ciepłego, wilgotnego powietrza, wypromieniowania ciepła z powierzchni gruntu).
Chmury warstwowe występują w 3 różnych piętrach:
wysokie (powyżej 6000 m) - cirrostratus
średnie (2000-6000 m) - altostratus
niskie (poniżej 2000 m) - nimbostratus
Chmury altostratus i cirrostratus często są bardzo cienkie i prześwieca przez nie słońce. Często towarzyszy im zjawisko halo.
Nimbostratus (Ns - chmura warstwowa deszczowa) to chmura w postaci ciemnoszarej jednolitej warstwy, zazwyczaj całkowicie zasłaniającej niebo. Złożona jest z kropel wody oraz kryształków lodu. Jej występowaniu towarzyszą ciągłe opady deszczu lub śniegu.
Jest to chmura dająca najdłużej trwające opady. Dolna podstawa chmury występuje na wysokości 200-500 m (często pod podstawą występują jeszcze postrzępione chmury Stratus fractus (St fra) na wysokości rzędu 100-200 m, a nawet niżej). Grubość chmury jest bardzo duża i dochodzi do 4-6 km. Często też łączy się z wyżej położoną chmurą Altostratus (As). Z tych powodów Ns zawsze całkowicie przesłania tarczę słoneczną. Obserwujemy wówczas pochmurną i deszczową pogodę, a zimą obfite opady śniegu. Czasem występuje też opad deszczu lodowego, podobnego do gradu, ale tylko w chłodnych porach roku.
Nimbostratus powstaje na froncie ciepłym wskutek unoszenia się ciepłego powietrza ponad chłodne pod stosunkowo niewielkim kątem i kondensacji zawartej w nim pary wodnej. Chmura też pojawia się na froncie chłodnym - razem z cumulonimbusami - oraz na froncie okluzji. Nimbostratus występuje zazwyczaj w chłodnych wycinkach niżu atmosferycznego. Jest to typowa chmura frontalna.
Chmura nimbostratus nie daje zjawiska burzy, aczkolwiek, jeśli wbudowane są w nią chmury cumulonimbus (Cb) mogą teoretycznie powstawać ładunki elektrostatyczne na zasadzie indukcji elektrostatycznej. Jeśli różnice pomiędzy nimi są duże, to mogą wystąpić wewnętrzchmurowe wyładowania atmosferyczne, jednakże jest to mało prawdopodobne. Mieszanka chmur Ns i Cb daje ulewne i długotrwałe opady deszczu lub śniegu.
W przypadku chmury warstwowo - deszczowej nie wyróżnia się gatunków i odmian.
Cumulonimbus (Cb), chmura kłębiasta deszczowa to gęsta chmura rozbudowana pionowo na wysokość kilku lub kilkunastu kilometrów, niekiedy w kształcie wieży, o górnej powierzchni gładkiej, zakończonej kopulasto lub kalafiorowato (Cumulonimbus calvus, Cb cal) (calvus z łac. "łysy"), bądź w postaci bardziej rozbudowanej w piętrze wysokim (Cumulonimbus capillatus, Cb cap), przypominająca olbrzymie kowadło lub grzyb (incus - Cb cap inc). Podstawa chmur tego rodzaju znajduje się na wysokości 2÷3 km, natomiast górny ich pułap w strefie międzyzwrotnikowej może przekraczać 20 km. Są to chmury najbardziej rozbudowane w kierunku pionowym, dlatego zjawiska fizyczne w nich występujące są bardzo gwałtowne, co owocuje równie gwałtownymi zjawiskami pogodowymi. Złożone w dolnej części z kropel wody, a w górnej z kryształków lodu. Chmury tego rodzaju mogą być źródłem gwałtownych opadów deszczu, śniegu lub gradu, którym często towarzyszą wyładowania elektryczne (burze).
Cechą charakterystyczną tego rodzaju chmury jest występowanie silnego wiatru tuż przed rozpoczęciem opadu. Wiatr ten nosi nazwę szkwał i występuje w "przedniej części chmury".
W chmurach tego typu występują bardzo silne prądy wznoszące (jak i zstępujące) - potrafią dochodzić nawet do kilkudziesięciu metrów na sekundę. Spotykane prędkości prądów wznoszących dochodzą do 10-15 m/s, a nawet do 25 m/s (w przypadku, gdy chmura jest dobrze rozwinięta). Z tego powodu mogą się wydawać interesujące dla szybowników. Mimo to, ze względu jednak na swój często burzowy, turbulentny charakter, wykorzystanie ich w lotach szybowcowych jest bardzo niebezpieczne. Dzięki swoim niezwykłym właściwościom, w przeszłości, chmury te były wykorzystywane przez szybowników do zdobywania dużych wysokości, jednak w chwili obecnej loty szybowcowe w chmurach Cumulonimbus są w Polsce zakazane.