Метеорологія та кліматологія

           Хмарністю називають ступінь вкриття неба хмарами. Оцінюється балами від 0 до 10.При необхідності узагальнення можна легко перейти до оцінки у відсотках. Так, хмарність 6 балів показує, що хмари вкривають 60% небосхилу.

            Добовий хід хмар не завжди проявляється. Так, хмари на атмосферних фронтах утворюється незалежно від часу доби. Інші форми хмар мають різний добовий хід. Конвективні  хмари, тобто купчасті та купчасто-дощові, виникають в середині дня і до кінця дня їх кількість зменшується, вночі вони зникають повністю. Водна поверхня майже немає добового ходу температури, тому й конвективні хмари тут або не мають добового ходу, або невеликий максимум спостерігається вранці. Шаруваті та шарувато-купчасті хмари виникають у зв’язку з вихолоджуванням земної поверхні, тому найбільше їх буває в кінці ночі та вранці.

           Краплі води та кристалики льоду створюють суттєву неоднорідність атмосфери. У краплинах води та кристалах льоду відбувається відбивання, переломлення та дифракція (розклад) сонячних променів. Тому у хмарах досить часто спостерігаються світлові або оптичні явища. Вони не мають ніякого практичного значення, але дають деяку інформацію про самі хмари, у яких вони виникають.

            За своїм фазовим складом хмари поділяють на три групи. Це дуже суттєво для атмосферних процесів, у чому ми пересвідчимось далі.

1. Водяні або крапельні хмари, які складаються виключно з крапель води. Вони бувають такими не лише при позитивних температурах, але й при негативних (до -10С⁰). В останньому випадку краплі перебувають у переохолодженому стані. Це нормальний стан, вода в атмосфері замерзає лише при температурах близьких до -10С⁰.
2. Змішані хмари. Вони складаються із суміші крапель води та кристалів льоду. Існують при температурі повітря від -10С⁰ до -40С⁰.
3. Льодяні або кристалічні хмари, які складаються лише із кристалів льоду. Вони існують при температурі повітря нижче -40С⁰.

            Хмари – це скупчення завислих в атмосфері на висоті дрібних крапель води, кристалів льоду або їх суміші, що утворились при охолодженні вологого повітря. У зв’язку з тим, що в атмосфері Землі є багато процесів які призводять до охолодження повітря, виникає багато форм хмар. Уже в кінці XIX  ст. була запроваджена міжнародна класифікація хмар. З часом вона уточнювалась і на сьогодні використовується морфологічна (за зовнішнім виглядом)міжнародна класифікація хмар.

            Вона включає 4 родини (яруси), 10 родів(форм), 20 видів та 35 різновидів, які відрізняються за умовами утворення, структурою, щільністю, забарвлення, характером опадів, оптичними явищами тощо.

           Конденсація – перетворення водяної пари у рідкий стан. В результаті конденсації утворюються дрібнесенькі крапельки діаметром кілька мікрометрів. Більші краплі утворюються в результаті злиття кількох дрібненьких або в результаті танення сніжинок. Якщо температура повітря знижується до точки роси, то водяна пара стає насиченою. При подальшому зниженні температури повітря, надлишок водяної пари зверх насиченої, перетворюється у рідкий стан.

           Вологість повітря залежить від випаровування та перенесення водяної пари повітряними течіями. Випаровування у першу чергу залежить від дефіциту насичення, а дефіцит тим більший, чим вища температура. Тому розподіл вмісту вологи в атмосфері визначається в основному розподілом температури повітря.

           Найбільший парціальний тиск водяної пари спостерігається в середині тропічних широт, де протягом усього року у багатьох місцях перевищує 30 гПа. Звідси він зменшується в обох півкулях при зростанні широти місцевості так само, як температура повітря. Зимою тиск водяної пари, як і температура, менший на материках у порівнянні з океаном. Це видно за положенням ізоліній, які прогинаються на суходолі до екватора. Над дуже холодними районами Якутії в січні є замкнені ізолінії тиску водяної пари 0,1 гПа. Менший тиск водяної пари можливий лише в центральних районах Антарктиди.

            Добовий хід відносної вологості повітря найкраще виражений при ясній погоді і значно менше при хмарній так само, як і температура. Протягом доби відносна вологість змінюється у зв’язку з добовим ходом фактичного тиску водяної пари е та з добовим ходом тиску насиченої водяної пари Е. Остання величина залежить лише від температури. Добовий хід фактичного тиску водяної пари малий, а тиску насиченої водяної пари − великий. Тому добовий хід відносної вологості повітря також великий і обернено пропорційний ходу температури. При зниженні температури відносна вологість повітря збільшується, при підвищенні – зменшується.

            Отже, добовий максимум відносної вологості повітря співпадає з добовим мінімумом температури, тобто спостерігається в час сходу Сонця. Добовий мінімум відносної вологості повітря співпадає з добовим максимумом температури і спостерігається о 14-15 год. На узбережжях морів та океанів бризи порушують цей звичний добовий хід відносної вологості. Денний бриз з моря зумовлює зниження температури на узбережжі і відносна вологість збільшується. Те ж саме спостерігається в горах та в атмосфері. Висхідні рухи повітря тут переносять вдень водяну пару вверх, де повітря адіабатично охолоджується і відносна вологість збільшується.

           Добова амплітуда відносної вологості повітря на суходолі більша, ніж на морі, особливо влітку. Так, в Дубліні зимою вона 7%, влітку 20%. Особливо велика амплітуда