Surfujući po netu u želji za dodatnom edukacijom naišao sam na ovaj prilično čitljiv i lako shvatljiv seminarski rad jedne studentkinje sa studija na PMF-u univerziteta u NS-u, sačinjen iz izvoda iz različitih izvora(domaćih i stranih) što se da primetiti tokom čitanja istog.
Ovo je vrlo poučan i edukativan izvor za nas početnike ili amatere u meteorologiji, pa obzirom na to stavljam ga na uvid svima onima koje ova tematika zanima.
Nadam se da mi autorka ukoliko svoj rad pronađe nekada ovde neće zameriti što sam ga ovde okačio.
Evo ga i rad:
1. UvodOvaj rad posvećen je bližem određivanju pojma nepogoda unutar vazdušnih masa, pa je, stoga, važno prikazati i najvažnije karakteristike oblačnih formacija u kojima nastaju, što će biti učinjeno u daljem tekstu. Takođe, biće i objašnjena njihova klasifikacija, kao i osobine svake od podgrupa. Iako se o nepogodama dosta toga zna, ipak ovo znanje nije niti idealno, niti konačno jer se vremenske prilike ne mogu opisati pomoću jednog ili dva faktora, već je potrebno poznavati veliki broj meteoroloških elemenata. Međutim, mogu se dati njihov približan opis i klasifikacija pomoću vrednosti najčešće velikog broja meteoroloških podataka dobijenih osmatranjima proučavanih pojava.
U stručnoj literaturi grmljavinske nepogode najčešće su definisane kao vremenski sistem koji je relativno kratkog veka i malih prostornih razmera, koje prolaze kroz više faza od nastanka do nestanka. Naravno, ovo je tek nagoveštaj onoga što nepogode predstavljaju, nikako njihova konačna odrednica. U narednim odeljcima pažnja će biti posvećena upravo njihovom detaljnijem opisuu fenomenološkom smislu.
2. Klasifikacija oblaka. Kumulus. KumulonimbusIzgled koji imaju oblaci posmatrani sa Zemlje, veoma je raznovrstan i zavisi od njihovog oblika, vodoravnih i vertikalnih dimenzija, građe, boje, ali i njihove visine nad mestom osmatranja kao i od položaja na nebeskom svodu u odnosu na mesto osmatranja, odnosno od ugla pod kojim ih osmatrač vidi.
Kao osnova savremene klasifikacije oblaka uzeta je podela oblaka, sa jedne strane, po njihovom obliku, vodoravnim i vertikalnim dimenzijama i međusobnom položaju - na nekoliko oblika, a sa druge strane, u zavisnosti od visine na kojoj se oni pretežno opažaju, na tri klase:
• klasu visokih,
• klasu srednjih i
• klasu niskih oblaka.
Klasu visokih oblaka čini porodica visokih oblaka, a klasu srednjih oblaka čini porodica srednjih oblaka. Klasa niskih oblaka deli se na dve porodice:
• porodicu niskih oblaka i
• porodicu oblaka vertikalnog razvoja.
Dalje, u pomenutim porodicama se razlikuju i rodovi oblaka, a u svakom od njih po nekoliko vrsta.Za dalji opis nepogoda biće važna porodica oblaka vertikalnog razvoja. Ovoj porodici oblaka pripadaju kumulusi (lat. Cumulus - hrpa, gomila) i kumulonimbusi (lat. Cumulonimbus, nimbus – kišni oblak).
Kumulusi (Cu), se sastoje samo od kapljičasto-tečnih čestica, čak i pri temperaturama znatno nižim od 0O C pa se prema tome nalaze u koloidnoj ravnoteži i zato po pravilu ne daju padavine. U tipičnim slučajevima (unutar masa sa labilnom stratifikacijom, uglavnom leti) kumulusni oblaci se pojavljuju na vedrom nebu oko 9 do 10 sati pre podne, maksimalni razvoj dostižu oko 16 do 18 sati popodne, a nestaju pri zalasku sunca. U početku razvoja kumulusi imaju izgled belih grudvi pamuka, a zatim postepeno debljaju i zgušnjavaju se. Osvetljeni Suncem koje se nalazi iza osmatrača, oni su blještavo-beli. Pri osvetljenju sa strane mestimično su jako zasenjeni. Ako se dobro razvijeni oblaci nalaze između Sunca i osmatrača, kumulusi su tamni, a njihovi rubovi su osvetljeni.
Razlikujemo dve vrste kumulus-a:
• Cumulus humilis i
• Cumulus congestus.
Kumulusi humilis (kumulusi lepog vremena) su spljošteni oblaci kumulusa, slabo razvijeni u visinu, a više razvijeni po širini. Pojavljuju se u zebrastim grupama, obično za vreme lepog vremena. Skoro su nepomični, maksimalni razvoj dostižu sredinom dana, a isčezavaju krajem dana. Najčešće nastaju pri lepom vremenu u toplom delu godine.
Kumulusi congestus su u stvari ogromna oblačna masa, vrlo jako razvijena po visini i slična bregovima ili tornjevima. Sastoji se od veoma sitnih kapljica i sve oblačne konture su joj jasno ocrtane. Pošto se kumulusi congestus redovito nalaze u stanju koloidne ravnoteže, čak i iz jako razvijenih kumulusa congestus-a ne pada izmerljiva količina padavina.
Ako jezgra kondezacije, odnosno ledenih iglica ima u vazduhu već na manjoj visini iznad nivoa kondezacije, kratki i slabi pljuskovi mogu padati iz samih malih kumulusa congestus-a pa čak i iz kumulusa humilis-a (u takvom slučaju su u pitanju mali kumulonimbusi. Vrhovi kumulusa congestus-a zadržavaju kapljičasto-tečnu strukturu čak i pri temperaturama ispod 0OC i ti oblaci po pravilu ne daju padavine. Ali razvojem prema gore, kumulusi congestus-i na izvesnoj visini mogu doći u dodir sa tamno lebdećim veoma sitnim ledenim kristalima (ostaci visokih oblaka, ili proizvoda sublimacije vodene pare u gornjem delu samog oblaka) i tada počinje proces zaleđivanja gornjih delova uzdižućih oblaka. U trenutku kada je počelo zaleđivanje gornjeg dela kumulus congestus-a, usled čega jasne konture njihovih vrhova počinju da se rasplinjavaju, iz magle i iz oblaka može početi padavina. Već onda možemo govoriti o njima kao o oblacma pljuska (kumulonimbusi).
Kumulonimbusi (Cb) su oblaci koji uopšte daju jake pljuskove, kiše i obilne padavine snega, grada ili sugradice i to uz grmljavinu.
Oblaci pljuska su termičkog porekla, veliki, ali srazmerno slabog horizontalnog razvoja, a dižu se poput planina ili kula sa snežnobelim vrhovima i tamnim, ponekad plavocrvenim bazama. Karakteristična osobina kumulonimbusa je vlaknasta struktura njihovih vrhova, koji se ne sastoje iz kapljica, već iz ledenih iglica kao i oblaci tipa cirus. Zbog toga vrhovi kumulonimbusa izgledaju kao da se puše, dok su kod kumulus congestus-a, koji se po veličini mogu uporediti sa kumulonimbusima, vrhovi oštro iscrtani. Obično se valjkasti vrhovi kumulonimbus-a razvijaju u obliku nakovnja koji se vidi samo onda kad se oblak nalazi dovoljno daleko od osmatrača, jer u suprotnom slučaju sama baza skriva nakovanj.
Nakovanj kumulonimbusa nastaje zbog toga što se gornji vlaknasti delovi kumulonimbusa šire u horizontalnom smeru duž površine gornje konvekcije. Pri vrlo jakoj konvekciji pojedini kumulusni vrhovi kumulonimbusa mogu se probiti kroz nakovanj pa čak i kroz gornju granicu konvekcije.Ponekad se nad nekim vrhovima kumulonimbusa, kao i nad vrhovima kumulus congestus-a, opaža pileus (kapa), koji nastaje u onom vazduhu koji tera u visinu intezivno rastući vrh kumulonimbusa.
Dobro razvijeni kumulonimbusi konvektivnog porekla predstavljaju u stvari složeni kompleks oblaka. U slučaju da se pred pravim kumulonimbusima protežu oblačni međusobno odvojeni slojevi različitih visina, osmatarač odozdo može videti istovremeno oblake različitih visina i nebo dobija takozvani haotični izgled. Haotični izgled neba može da posluži kao predznak pljuskova, veoma često sa olujnim udarima vetra, a i sa pojavom grmljavine.Pod bazom oblaka stvaraju se raskomadani oblaci, predznaci ružnog vremena, ponekad u tako velikom brojui tako gusti da skoro sasvim odozdo prekrivaju bazu i nebu daju tmuran izgled.
Prema stepenu zaleđenja gornjeg dela kumulonimbusa i dimenzije i težina, pa prema tome i brzina padanja ledenih zrna koja nastaju raste, pa iz kumulonimbusa počne padavina koja najčešće ima karakter pljuska. Pljuskovi koji padaju iz pojedinih kumulonimbusa zahvataju obično uski pojas. Budući da su grmljavinske pojave uvek vezane sa kumulonimbusima, ti se oblaci često nazivaju grmljavinskim oblacima. Debljina dobro razvijenih kumulonimbusa može dostići i do 4000 m pa i više.
U slučaju da je uzdizanje mase vlažnog vazduha uslovljeno podilaženjem struje hladnog vazduha pod topli vazduh, nastaju oblaci vertikalnog razvoja potpuno analogni oblacima pljuska termičkog porekla. Oni takođe predstavljaju čitav kompleks oblačnih formi. Oblaci pljuska dinamičkog porekla razlikuju se od onih termičkog porekla po tome što oblaci pljuska dinamičkog porekla nisu zasebni oblaci slabog horizontalnog razvoja, već predstavljaju veliku, ali srazmerno usku prugu oblaka duž cele zone u kojoj struja hladnog vazduha podilazi pod toplu.
3. Grmljavinska nepogodaGrmljavinska nepogoda (oluja) je, u suštini, sistem strujanja protegnut u visinu, u kome su vertikalna strujanja znatnija od vodoravnih. Obično nastaje nad zagrejanom podlogom u vlažnoj vazdušnoj masi u tropskim oblastima i unutar maritimnih vazdušnih masa koje tokom leta dospevaju iznad kontinentalnih oblasti na srednjim geografskim širinama, gde se nazivaju lokalnim nepogodama da bi se razlikovale od poremećaja sinoptičkih razmera, a neophodna joj je i nestabilna atmosfera, ako ne tik nad tlom, onda iznad neke visine.
Malo je mesta na Zemlji na kojima nema grmljavinskih nepogoda. Planine pomažu njihovo formiranje podužući vazduh u vis. Jedina mesta na kojima ih nema su ona gde gotovo i nema padavina, kao što su Sahara ili najhladniji delovi Arktika i Antarktika. Međutim, čak su i tu iznenađenja moguća. U oblasti najsevernijeg naselja u Aljasci, Beroua (Barrow), zabeležena je prva nepogoda u istoriji ovog mesta 19. juna 2000. godine.
3.1. Faze razvoja nepogodeRazvoj olujne ćelije protiče kroz tri faze; u prvoj, kumulusnoj fazi, oblak se sastoji od perjanice vazduha koji se podiže sa velikim potiskom. Vodena para se kondenzuje i nastaje oblak, a oslobođena latentna toplota dodatno podstiče podizanje vazduha u nestabilnom sloju. Do podizanja vazduha dolazi pri nailasku na hladan front, pri prelazu preko planine ili usled jakog zagrevanja odozdo. Vodena para se kondenzuje i nastaje oblak, a oslobođena latentna toplota dodatno podstiče podizanje vazduha u nestabilnom sloju. Brzina uzlaznih strujanja brzo raste sa visinom i pri vrhu oblaka je reda veličine 10 m/s. Usled podizanja vazduha velikom brzinom, prehlađene kišne kapi mogu da postoje dosta iznad nivoa mržnjenja, što može biti opasno po avione zbog mogućeg zaleđivanja.
Sledeća faza razvoja nepogode jeste zrela faza u kojoj oblak dopire do granice troposfere i u njenom stabilnom sloju ne može dalje da raste. Naelektrisanje se razdvaja, pa su gornji delovi oblaka i tlo naelektrisani pozitivno, a srednji sloj nosi negativno naelektrisanje. Stoga u oblaku ili između oblaka i tla izbijaju munje. Ova faza razvoja nepogode karakteriše se intenzivnom cirkulacijom i jakim padavinama. Silazna cirkulacija podstaknuta je silom trenja koju uzrokuju kapi. Sila je usmerena ka dole zbog prisustva kapi je nezavisna od njihove krajnje brzine i jednaka je njihovoj težini. Okolni suvi vazduh uvučen u silaznu cirkulaciju i nezasićeni vazduh ispod baze oblaka se hlade zbog isparavanja padavina. Ponekad je hlađenje usled isparavanja u stanju da dodatno i znatno poveća negativni potisak silazne cirkulacije. U ovoj fazi prehlađene kapi još postoje dosta iznad nivoa smrzavanja u uzlaznoj struji, dok se pahulje snega ili meka zrnca grada mogu naći ispod nivoa smrzavanja u silaznoj struji. Maksimalne uzlazne brzine su u sredini oblaka, a iznad tog nivoa dolazi do izvlačenja. Vrh oblaka se približava tropopauzi i počinje da se širi. Pošto se padavine razvijaju u celom oblaku, silazna cirkulacija se širi dok u poslednjoj fazi, fazi disipacije, ne zauzme ceo oblak. Bez izvora prezasićenog uzlaznog vazduha oblačne kapi ne mogu više da rastu, pa padavine uskoro prestaju, a ostaci oblaka isparavaju.
Život jedne olujne ćelije traje otprilike pola časa. Međutim, većina grmljavinskih oluja se sastoji od više ćelija koje određenim redom rastu, menjaju se i iščezavaju, pa tada nevreme traje duže i prođe preko velikog područja.
3.2. Tipovi jakih nepogodaJake nepogode se mogu podeliti u četiri osnovne grupe:
• jednoćelijske,
• višećelijske,
• linije nestabilosti i
• superćelijske nepogode.
3.2.1. Jednoćelijske nepogodeJednoćelijske nepogode obično traju od 20 do 30 min. Ono što ih brzo „ smiruje “ jesu vetrovi u gornjim slojevima. Naime, kada počne kiša, ona hladi vazduh u donjim slojevima i prekida izvor energije za manje od sat vremena.
3.2.2. Višećelijske nepogodeVišećelijska nepogoda se sastoji iz grupe ćelija koje se kreću kao celina, pri čemu je svaka u drugoj fazi razvoja. Kako se višećelijska nepogoda razvija, pojedine ćelije postaju dominantne. Nove ćelije teže da se pojave u oblasti uzlaznih strujanja, dok se ćelije u zreloj fazi razvoja nalaze u središtu nepogode, a ćelije koje iščezavaju – u oblasti silaznih vazdušnih strujanja.
Kod ovog tipa nepogode postoji izvestan stepen organizacije na mezo razmerama, mada se još uvek može identifikovati većina uzlaznih i silaznih struja u pojedinačnim ćelijama. Višećelijske nepogode se pojavljuju u velikom broju različitih oblika, veličina i intenziteta. Uopšte, one su intenzivnije od jednoćelijskih nepogoda, ali bitno slabije od superćelijskih.
3.2.3. Linije nestabilnostiOvaj tip jake nepogode karakteriše linija kumulonimbusa sa dugim, dobro razvijenim olujnim frontom na čelu, pri čemu je rastojanje između susednih elemenata veoma malo, zbog čega se i može smatrati linijskom nepogodom. Sama linija nestabilnosti kreće se brzinom karakterističnom za vetar u sredini troposfere, tj. ona prestiže vazduh ispred nepogode na donjim nivoima, dok za vetrove u gornjoj troposferi deluje kao masivna, spora prepreka.
Prolazak olujnog fronta, koji označava prednju ivicu nadolazećeg klina hladnog,silaznog vazduha, karakterišu izražena promena pravca vetra i početak kratkog perioda velikog pada temperature. Isticanje silazne struje na nižim nivoima obično je najjače neposredno iza olujnog fronta, gde udari vetra pri tlu kod jačih nepogoda često prelaze 25m/s. Položaj olujnog fronta u odnosu na liniju nestabilnosti može biti vrlo promenljiv. Kod nepogoda koje se upravo razvijaju, on teži da bude neposredno ispred oblasti padavina, dok kod nepogoda koje se raspadaju, on može da prestigne (ili nadživi) kumulonimbuse koji ga stvaraju i da se pojavi kao izolovan fenomen.
Pod odgovarajućim uslovima, napredovanje sloja hladnog, gustog vazduha povezano sa olujnim frontom može se uočiti posmatranjem sa tla. U oblastima sa suvim, nezaštićenim tlom, jaki vetrovi pri tlu neposredno iza olujnog fronta podižu velike količine prašine koja se raspoređuje kroz ceo sloj hladnog vazduha. Oblak prašine koji tako nastaje jasno obeležava prednju ivicu hladnog silaznog vazduha. Kada ima dovoljno vlage, može doći do kondenzacije duž prednje ivice olujnog fronta gde se topao vazduh podiže iznad napredujućeg silaznog vazduha. Tako nastaju oblaci arkusi.
3.2.4. Supećelijske nepogodeKod manjeg broja jakih nepogoda, organizacija mezo razmera je toliko proširena da se nepogoda ponaša pre kao celina, nego kao grupa ćelija. To su tzv. superćelijske nepogode, koje na radaru imaju odraz kukastog oblika koji se formira duž desnog krila nepogode. Većina superćelijskih nepogoda se kreće udesno u odnosu na vetar u okolini. U tom pogledu, razlika između višećeliskih i superćelijskih nepogoda je u tome da se višećelijske nepogode kreću udesno u diskretnim skokovima sa formiranjem pojedinih ćelija, dok se superćelijske nepogode kreću kontinuirano.
Ispitivanja jakih nepogoda pokazala su da se mnoge nepogode sa tornadima karakterišu izraženom ciklonskom rotacijom kroz dubok sloj koji se prostire od baze oblaka do skoro 10 km visine. Ovo su tzv. mezocikloni. Verovatno je da postojanje ove cirkulacije prethodi formiranju tornada ispod uzlazne struje. Obično je vremenski razmak između pojave mezociklona i trenutka kada dimnjak tornada stigne do tla oko pola časa. Brzine vetrova u mezociklonima su tipično reda veličine desetina metara u sekundi i približavaju se vrednosti od 100 m/s po obodu dimnjaka tornada. Skoro sva tornada rotiraju u ciklonalnom pravcu, ali ni obrnuto nije u potpunosti isključeno. Oko 90% morskih pijavica takođe rotira ciklonalno, dok prašinske oluje nemaju neki određeni smer rotacije.
Kod tropskih ciklona konvektivne padavine su organizovane na dva različita razmera: pojedinačne konvektivne ćelije su poređane u trake mezo razmera, a ove trake sa svoje strane organizovane u karakterističnu strukturu tropskog ciklona. Zbog višeg nivoa organizacije, tropski ciklon je daleko efikasniji u produkciji padavina od bilo kog drugog sistema mezo razmera.
Većina tropskih ciklona pokazuje visok stepen kružne simetrije. U centru se nalazi polje niskog pritiska, tzv. oko, u kome nema oblaka. Oko oka prostire se prsten visokih kumulonimbusa koji se naziva zid oka. Ovo je deo ciklona sa najačim vetrovima i najvećom destruktivnom moći. Dalje, radijalno od centra, prostiru se spiralni kišni obruči koji nose velike količine padavina.
3.3. Pojave koje prate grmljavinske nepogodeGrmljavinske nepogode, pogotovo one većih intenziteta, mogu biti izuzetno opasne u smislu pretnje po ljuski život ili stvaranja velike materijalne štete. Činioci koji ovome doprinose jesu, pre svega, munje,tj. gromovi kada je u pitanju tlo, jaki vetrovi, tornada, pijavice i grad.
Munje, zapravo, predstavljaju električna pražnjenja između oblaka. Treba ih razlikovati od gromova koji su ništa drugo do električna pražnjenja između oblaka i tla, tj. munje koje udaraju u tlo ili predmete. Oni su opasniji od pravih munja jer na predmetu u koji udari grom nastaju velika oštećenja, a po ljudski organizam su neretko i pogubni.
Vetar kome je brzina pri udarima veća od 25 m/s obara drveće i čupa ga sa korenjem i pritom pravi veće štete na građevinama.
Tornado je vrtložni vetar koga karakterišu oblaci u vidu levka, prečnika više desetina metara, koji se spušta iz glavnog oblaka. U središtu levka je nizak pritisak, a vazdih oko njega vrlo brzo kruži i naglo se diže. Osim što lomi drveće, tornado usisava krovove i različite teške predmete, poput železničkih vagona i prenosi ih na drugo mesto pritom pustošeći sve što mu se nađe na putu. Tornado se pojavljuje na mestima gde se topli i vlažni zrak diže, zagrevajući se oslobođenom toplotom kondenzacije, a istovremeno se iz srednjih visina spušta hladan vazduh, koji se i dalje hladi zbog isparavanja padavina. Razorni vihor koji pritom nastane može dostići brzinu i od 100 m/s.
Pijavica ima osobine slične tornadu, ali je manja i slabija, a glavni izvor energije joj je u oblaku.
Grad.Rast i putanje zrnâ leda u olujnom oblaku zavise od jačine i raspodele horizontalnih i vertikalnih vazdušnih struja, kao i od količine prehlađenih kapljica. Kada su uzlazne struje jake i dugotrajne, razvijaju se zrna grada prečnika većeg i od 2 cm. Stižući do tla u obliku pljuska, takva zrna mogu mehanički prouzrokovati veliku štetu.
Izvor:
http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBcQFjAA&url=http%3A%2F%2Fcmep.rs%2Fmeteorologija%2FUvodumeteorologiju%2FSeminarski_radovi%2FStojsavljevic_II.doc&ei=aO75TYiTKcSp-gbWn5jBAw&usg=AFQjCNHnJoEKG33-h7slgXRzk9DRFi0lIA&sig2=tdALmiKGfDA1g69-G1bQfQNa ovom mestu, koga to zanima, može se naučiti i nešto o CAPE index-u kao i o Lifted index-u, jednim od osnovnih meteoroloških parametara bitnih pri analizi mogućnosti konvektivnog razvoja.
http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBcQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.meteoadriatic.net%2Fmeteoroloske-karte%2Fcape-%26-lifted-index.html&ei=wfD5TcXbHsn1-gbhnKm-Aw&usg=AFQjCNF_crAGfZKQjx116gFR3xvN7jekcg&sig2=rT_Mk2Hfb-F2ljQ1xAu-rA
Tema: Nepogode unutar vazdušne mase (Pročitano 5196 puta)