קומולוס

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
ענני קומולוס נמוכים, ניתן לשים לב שקצותם ברורים

קומולוס הוא סוג של ענן ערימה נמוך המתפתח אנכית ושקצותיו מוגדרים היטב.

בלטינית "קומולו" (Cumulo) פירושו ערימה.[1] ניתן לתאר עננים אלה כנפוחים וכדמויי כותנה בהופעתם, והם בדרך כלל בעלי בסיסים שטוחים. מרחק ענני הקומולוס מהקרקע הוא בדרך כלל פחות מ -3,000 מטר, אלא אם כן מדובר בקומולוס דחוס (cumulus congestus) המתפתח אנכית אף יותר. ענני קומולוס עשויים להופיע בודדים, בשורות, או בקבוצות.

הימצאותם לעתים קרובות מבשרת על סוגים אחרים של עננים, כגון קומולונימבוס - עם רמזים מגורמי מזג אוויר נוספים, כגון חוסר יציבות, לחות וגרדיינט טמפרטורה. בדרך כלל, ענני קומולוס אינם מביאים משקעים משמעותיים, אך הם יכולים להתפתח לקומולוס דחוס או קומולונימבוס נושא משקעים. קומולוסים יכולים להיווצר מאדי מים, טיפונות מים בקירור יתר, או גבישי קרח - תלוי בטמפרטורת הסביבה. הקומולוסים מתקיימים בתתי צורות שונות, ובאופן כללי מקררים את כדור הארץ על ידי החזרת קרינת השמש. ענני קומולוס הם חלק מהקטגוריה הגדולה של ענני ערימה חופשיי קונבקציה (free-convective cumuliform clouds), הכוללים ענני קומולונימבוס. לפעמים הקומולונימבוס מסווג בנפרד בקבוצת "קומולונימבוסיים" (cumulonimbiform) בשל המבנה המורכב יותר שלו, שכולל לעתים קרובות לכלול בחלקו העליון ענן צירוס או סדן.[2] יש גם עננים קומולוסיים שנוצרים בתנאים של קונבקציה מוגבלת ומייצרים סטרטוקומולוס (עם מאפיין שכבתי - נמוך), אלטוקומולוס - ענני כבשים (בינוני) וצירוקומולוס (גבוה).[3] שלושת הסוגים האחרונים מאופיינים לעתים כסטרטוקומולוסיים.[2]

היווצרות[עריכת קוד מקור | עריכה]

ענני קומולוס נוצרים מעל נהר קונגו

ענני קומולוס נוצרים כתוצאה מקונבקציה באטמוספירה - כשאוויר המתחמם בקרקע מתחיל לעלות. כשהאוויר עולה, הטמפרטורה שלו יורדת (על פי מפל הטמפרטורה באטמוספירה), וגורמת ללחות היחסית לעלות. אם הקונבקציה מצליחה להביא את הלחות היחסית ל-100%, מתחיל השלב האדיאבטי הלח - המתבטאת בהתמתנות הירידה בטמפרטורה עם הגובה. בשלב זה משוב חיובי מתפתח: מאחר שהלחות היחסית מעל 100%, אדי מים מתעבים, משחררים חום כמוס, מחממים את האוויר ומעודדים את המשך הקונבקציה.

בשלב זה, אדי מים מתעבים על גרעיני התעבות שונים המצויים באוויר, ויוצרים ענני קומולוס. תהליך זה אחראי לצורה התחתית הנפוחה והשטוחה האופיינית הקשורים לענני קומולוס[4][5]. גודל הענן תלוי בפרופיל הטמפרטורה של האטמוספירה ובנוכחותן של אינברסיות (היפוך - שכבת אוויר חם מעל אוויר קר).[6] במהלך הקונבקציה, האוויר שמסביב נישא יחד עם הזרם התרמלי, והמסה הכוללת של האוויר הנוסק עולה. גשם נוצר בענן קומולוס באמצעות תהליך הכרוך בשני בשלבים שאינם מובחנים. השלב הראשון מתרחש לאחר שהטיפות מתגבשות על גרעיני ההתעבות השונים. אירווינג לאנגמיור כתב שמתח פנים בטיפות המים מאפשר לחץ גבוה מעט יותר על הטיפה, עובדה המקטינה את לחץ האדים קמעא. הלחץ המוגבר מוביל להתאדות הטיפות, וששאר אדי המים מתעבים על הטיפות הגדולות יותר. בשל גודלן הקטן מאוד של טיפות המים המתאדות, תהליך זה הופך במידה רבה חסר משמעות לאחר שהטיפות גדלו לכ-20 עד 30 מיקרומטר, והשלב השני הופך שולט. בשלב הספיחה, טיפת גשם מתחילה לרדת, מתנגשת בטיפות אחרות וכך טיפת גשם גדלה.

תיאור[עריכת קוד מקור | עריכה]

ענני קומולוס כפי שנראים במבט עלי

נמצא כי צפיפות טיפות המים בתוך ענן קומולוס משתנה עם הגובה, ואינה קבועה לכל אורכו. אם נניח כי ממש מתחת לבסיס הענן, הריכוז הוא אפס גרם של מים נוזליים לכל קילוגרם של אוויר, ככל שנגביה, הריכוז יגיע במהרה לריכוז המרבי, בסמוך לאמצע הענן. הריכוז המרבי הוא 1.25 גרם  מים לקילוגרם אוויר. הריכוז יורד באטיות עד שעולים לרום הענן, שם מגיע שוב לאפס[7].

ענני קומולוס עשויים להסתדר בשורות המשתרעות על פני 300 ק"מ. שורות אלה מכסות שטחים נרחבים ויכולות להיות רצופות או שבורות. הן נוצרות כאשר גזירת רוח גורמת לסירקולציה אופקית באטמוספירה, ומייצרת שורות עננים ארוכות וצינוריות.[8] בדרך כלל הן נוצרות במהלך מערכות לחץ גבוה, למשל לאחר חזית קרה.[9]

ענני קומולוס בינוניים (cumulus mediocris)

הגובה שבו נוצר הענן תלוי בכמות הלחות בזרם האוויר החם שיוצר את הענן. אוויר לח, בדרך כלל יגרום לבסיס ענן נמוך. באזורים ממוזגים, בסיס הקומולוס הוא בדרך כלל מתחת ל-550 מטרים מפני קרקע, אך יכול להגיע עד ל-2,400 מטרים. באזורים צחיחים והרריים, גובה בסיס הענן יכול להגיע אף ל-6,100 מטרים.[10]

ענני קומולוס מורכבים מגבישי קרח, טיפונות מים, טיפונות מים בקירור יתר, או שילוב של כל אלה.[1] טיפונות המים נוצרות כאשר אדי מים מתעבים על גרעין התעבות, והן עשויות להתגבש לטיפות גדולות יותר. באזורים ממוזגים, נצפו בסיסי הענן בין 500 ובין 1,500 מטרים מעל פני קרקע. טמפרטורת עננים אלה הייתה בדרך כלל מעל 25°C , וריכוז הטיפונות הוא 23-1300 לסמ"ק. נתונים אלה נלקחו מקומולוסים מבודדים בעת התפתוחתם ללא משקעים.[11] הטיפונות היו קטנות מאוד, קוטרן היה כ-5 מיקרומטר. אף כי ייתכן שהיו גם טיפונות קטנות יותר, המדידה לא הייתה רגישה מספיק כדי לזהותן.[12] הטיפונות הקטנות ביותר נמצאו בחלק התחתון של הענן, ואחוז הטיפונות הגדולות (20 עד 30 מיקרומטר) עולה באופן משמעותי באזורים העליונים של הענן. התפלגות גודל הטיפה בענן שנמדדה הייתה דו מצבית בטבע, עם שני שיאים עיקריים בגודל הטיפות הקטנות והגדולות, ועוד שיא קטן בקרב הטיפות בגודל הבינוני. השוני בין השיאים היה קטן.[13] יתר על כן, גודל הטיפונת הוא בערך ביחס הפוך לריכוז הטיפונות ליחידת נפח של אוויר.[14] לענני קומולוס עלולים להיות "חורים" באזור שבו אין טיפונות מים. אלה יכולים להתרחש כאשר רוחות קורעות את הענן ומערבלות את הענן עם אוויר הסביבה או כאשר זרמי אוויר אנכיים כלפי מטה מאדים את טיפונות הענן.[15][16]

צורות משנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

ענני קומולוס מגיעים בארבעה סוגים שונים - דחוס (congestus), בינוני (mediocris), רדוד (humilis) וקרוע (fractus). תת-סוג שקומולוס עשוי להשתייך אליו הוא קומולוס מפוספס (cumulus radiatus). כמו כן, יכולים להיות ענן הקומולוס שבעה מאפייני משנה: פטרייה (pileus), צעיף (velum), וירגה, משקעי (praecipitatio), קשתי (arcus), טלאי (pannus) וצינור (tuba).[17][18]

לקומולוס קרוע (cumulus fractus) יש מראה ממורט, והוא עשוי לבשר על בואם של קומולוס רדוד וענני קומולוס נוספים גדולים יותר. הוא יכול גם להיווצר כמאפיין משנה - טלאי (pannus), שיכול לכלול גם ענן סטרטוס קרוע - של מזג אוויר קשה[19][20]. קומולוס רדוד (humilis) נראה תפוח ושטוח בחלקו התחתון. ענני הקומולוס הבינוניים (mediocris) דומים במראיהם לרדודים, אך יש להם רכיב אנכי מסוים. לקומולוס הדחוס (או קומולוס מפותח - cumulus congestus) יש מבנה הנראה כמעין כרובית, וצריח המעפיל לגובה האטמוספירה, ולכן ידוע באנגלית גם כ-towering cumulus, כלומר קומולוס "רם" או נישא". הקומולוס המפוספס (radiatus) עשוי שורות רדיאליות המכונות "סמטאות" והוא יכול להיות מורכב מכל ארבעת הסוגים של הקומולוס.[21]

מאפייני המשנה של הקומולוס נצפים בדרך כלל בסוג הדחוס. קומולוס וירגה הוא ענן שמשקעיו מתאדים בעודם באוויר, וקומולוס משקעי הוא ענן שמשקעיו מגיעים לפני הארץ[22]. קומולוס טלאי מורכב מקרעי עננים, ומופיע מתחת לקומולוס האב במהלך משקעים. לקומולוס קשתיים חזית עם פרץ רוח עז[23], ולקומולוס צינור יש ענן משפך או טורנדו[24]. קומולוס פטרייה נוצר כשענן קומולוס מתפתח כל כך מהר עד שהוא מאלץ יצירה של פטרייה בפסגת הענן (אילוץ עלייה של אוויר מעל שכבה יציבה)[25]. לקומולוס צעיף יש מעטה של קרח בפסגת הענן.[17]

חיזוי[עריכת קוד מקור | עריכה]

קומולוס דחוס בהשוואה לקומולונימובוס ברקע

ענני קומולוס רדוד מבשרים בדרך כלל על מזג אוויר נאה[26]. בדומה להם גם ענני קומולוס בינוני, אשר להם רכיב אנכי מסוים. ואולם האחרונים הרכיב האנכי עשוי לרמז על יכולתם להתפתח לקומולוס דחוס ואף לקומולונימבוסים, שטומנים בחובם גשם כבד, ברקים, רוחות ערות, ברד ולעתים אף טורנדו[4][26][27]. ענני קומולוס דחוס שמופיעים כצריחים יתפתחו בדרך כלל לענני קומולונימבוס, והם יכולים לתת משקעים[26]. טייסי גליידר נוקטים במשנה זהירות באשר לענני קומולוס, מאחר שהם מצביעים על זרמי אוויר עולים או זרמי אוויר חם מתחת, שיכולים "לשאוב" את המטוס גבוה, בתופעה הידועה כ"שאיבת ענן"[28].

ענני קומולוס יכולים להוריד גשם חומצי או להביא טורנדו. החומציות נוצרת על פי רוב על ידי חמצון של גופרית דו-חמצנית ליוני סולפאט. התרכובות המחמצנות העיקריות הן פרוקסיד ואוזון. תחמוצות חנקן שונות גם הן יכולות להגיב עם יוני הידרוקסיד וליצור חומצות.[29][30]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ 1.0 1.1 "Cloud Classification and Characteristics". National Oceanic and Atmospheric Administration. Retrieved 18 October 2012.
  2. ^ 2.0 2.1 Barrett,E.C.; Grant,C.K. (1976). "The identification of cloud types in LANDSAT MSS images". NASA. Retrieved 2012-08-22. 
  3. ^ Geerts, B (April 2000). "Cumuliform Clouds: Some Examples". Resources in Atmospheric Sciences. University of Wyoming College of Atmospheric Sciences. Retrieved 11 February 2013. 
  4. ^ 4.0 4.1 "Cumulus clouds". Weather (USA Today). 16 October 2005. Retrieved 16 October 2012. 
  5. ^ Stommel 1947, p. 91
  6. ^ Mossop & Hallett 1974, pp. 632–634
  7. ^ Stommel 1947, p. 94
  8. ^ Weston 1980, p. 433
  9. ^ Weston 1980, pp. 437–438
  10. ^ "Cloud Classifications". JetStream. National Weather Service. Retrieved 21 July 2014.
  11. ^ Warner 1969, p. 1049
  12. ^ Warner 1969, p. 1051
  13. ^ Warner 1969, p. 1052
  14. ^ Warner 1969, p. 1054
  15. ^ Warner 1969, p. 1056
  16. ^ Warner 1969, p. 1058
  17. ^ 17.0 17.1 "WMO classification of clouds" (PDF). World Meteorological Organization. Retrieved 18 October 2012
  18. ^ Pretor-Pinney 2007, p. 17
  19. ^ "L7 Clouds: Stratus fractus (StFra) and/or Cumulus fractus (CuFra) bad weather". JetStream - Online School for Weather: Cloud Classifications. National Weather Service. Retrieved 11 February 2013. 
  20. ^ Allaby, Michael, ed. (2010). "Pannus". A Dictionary of Ecology (4 ed.). Oxford University Press. ISBN 9780199567669. Retrieved 11 February 2013. 
  21. ^ Pretor-Pinney 2007, p. 20
  22. ^ Dunlop 2003, pp. 77–78
  23. ^ Ludlum 2000, p. 473
  24. ^ Dunlop 2003, p. 79
  25. ^ Garret, et al. 2006, p. i
  26. ^ 26.0 26.1 26.2 "Weather Glossary". The Weather Channel. Retrieved 18 October 2012. 
  27. ^ Thompson, Philip; Robert O'Brien (1965). Weather. New York: Time Inc. pp. 86–87. 
  28. ^ Pagen 2001, pp. 105–108
  29. ^ Junge 1960, p. 227
  30. ^ Cho, Iribarne & Niewiadomski 1989, p. 12907