Moln -Cloud

Cumulform molnlandskap över Swifts Creek , Australien

Stratocumuliform molnlandskap

Del av en serie om
Väder
Tempererade och polära årstider Vinter Vår Sommar Höst
Tropiska årstider Torrperioden Harmattan Våtsäsong
Stormar Moln Cumulonimbus moln Arcus moln Downburst Microburst Värmen sprack Derecho Blixt Vulkaniska blixtar Åskväder Luftmassa åskväder Åsksnö Torrt åskväder Mesocyklon Supercell Tornado Anticyklontromb Landtout Vattenpipa Damm djävulen Eldvirvel Anticyklon Cyklon Polar låg Polar High Extratropisk cyklon Europeisk vindstorm Nor'easter Subtropisk cyklon Tropisk cyklon Atlantisk orkan Tyfon Stormsvallvåg Översvämning Sand storm Simoom Haboob Monsun Amihan storm Sirocco Eldstorm Vinterstorm Isstorm Snöstorm Mark snöstorm Snösval
Nederbörd Dugga Frysning Graupel Hagel Megakryometeor Ispellets Diamant damm Regn Dusch (nederbörd) Frysning Skyfall Snö Regn och snö blandat Snökorn Snö rulle Slask
Ämnen Luftförorening Atmosfär Kemi Konvektion Fysik Flod Klimat Moln Fysik Dimma Dimsäsong Kall våg Värmebölja Jetström Meteorologi Strängt väder Lista Extrem Terminologi för hårt väder Kanada Japan Förenta staterna Väderprognos Väderförändringar
Ordlistor Meteorologi Klimatförändring Tornado termer Termer för tropisk cyklon
Väderportal
v t e

Inom meteorologi är ett moln en aerosol som består av en synlig massa av små vätskedroppar , frusna kristaller eller andra partiklar suspenderade i atmosfären av en planetarisk kropp eller liknande utrymme. Vatten eller olika andra kemikalier kan utgöra dropparna och kristallerna. På jorden bildas moln som ett resultat av mättnad av luften när den kyls till sin daggpunkt , eller när den får tillräckligt med fukt (vanligtvis i form av vattenånga ) från en intilliggande källa för att höja daggpunkten till omgivningen temperatur. De ses i jordens homosfär , som inkluderar troposfären , stratosfären och mesosfären . Nefologi är vetenskapen om moln, som bedrivs inom molnfysikgrenen av meteorologi . Det finns två metoder för att namnge moln i sina respektive lager av homosfären, latinska och vanliga.

Släkttyper i troposfären, det atmosfäriska lagret närmast jordens yta, har latinska namn på grund av den universella antagandet av Luke Howards nomenklatur som formellt föreslogs 1802. Den blev grunden för ett modernt internationellt system som delar in moln i fem fysiska former som ytterligare kan delas in eller klassificeras i höjdnivåer för att härleda tio grundläggande släkten . De huvudsakliga representativa molntyperna för var och en av dessa former är stratiform , cumuliform , stratocumuliform , cumulonimbiform och cirriform . Lågnivåmoln har inga höjdrelaterade prefix. Emellertid ges mellannivå stratiforma och stratokumuliforma typer prefixet alto- medan högnivåvarianter av samma två former bär prefixet cirro- . I båda fallen tas strato- bort från den senare formen för att undvika dubbelprefix. Släkttyper med tillräcklig vertikal utsträckning för att uppta mer än en nivå har inga höjdrelaterade prefix. De klassificeras formellt som låg- eller mellannivå beroende på höjden där var och en från början bildas, och karakteriseras också mer informellt som flera nivåer eller vertikala . De flesta av de tio släkten som härrör från denna klassificeringsmetod kan delas in i arter och ytterligare indelas i varieteter . Mycket låga stratiformade moln som sträcker sig ner till jordens yta får de vanliga namnen dimma och dimma , men har inga latinska namn.

I stratosfären och mesosfären har moln gemensamma namn för sina huvudtyper. De kan se ut som stratiforma slöjor eller lakan, cirriforma trådar eller stratokumuliforma band eller krusningar. De ses sällan, mestadels i de polära områdena på jorden. Moln har observerats i atmosfären på andra planeter och månar i solsystemet och bortom. Men på grund av deras olika temperaturegenskaper, är de ofta sammansatta av andra ämnen som metan , ammoniak och svavelsyra , såväl som vatten.

Troposfäriska moln kan ha en direkt effekt på klimatförändringarna på jorden. De kan reflektera inkommande strålar från solen vilket kan bidra till en kylande effekt där och när dessa moln uppstår, eller fånga in längre vågstrålning som reflekteras tillbaka upp från jordens yta vilket kan orsaka en uppvärmningseffekt. Molnens höjd, form och tjocklek är de viktigaste faktorerna som påverkar den lokala uppvärmningen eller kylningen av jorden och atmosfären. Moln som bildas ovanför troposfären är för få och för tunna för att påverka klimatförändringarna. Moln är den största osäkerheten i klimatkänslighet .

Tabellöversikt

Tabellen som följer är mycket bred i omfattning som molnmallen som följer den. Båda bygger på flera metoder för molnklassificering, både formella och informella, som används på olika nivåer av jordens homofär av ett antal citerade myndigheter, särskilt med avseende på former, höjdnivåer, former och nivåer, höga vertikala moln och moln ovanför troposfär. Det finns vissa variationer i nomenklaturstil (latin och vanlig), organisation och fokus mellan troposfären och högre nivåer av homosfären. Klassificeringsscheman som visas i den här artikeln kan dock harmoniseras med hjälp av en informell korsklassificering av fysiska former och höjdnivåer för att härleda de 10 troposfärssläktena, dimman och dimman som bildas på ytnivå och flera andra huvudtyper ovanför troposfären. Cumulus-släktet inkluderar fyra arter som indikerar vertikal storlek som kan påverka höjdnivåerna. Denna tabell ska inte ses som en strikt eller singulär klassificering utöver den som visas i mallen, utan mer som en illustration av hur olika stora molntyper är relaterade till varandra och definieras genom ett helt spektrum av höjdnivåer från jordens yta till "rymdens kant."

Etymologi och historia av molnvetenskap och nomenklatur

Etymologi

Ursprunget till termen "moln" kan hittas i de fornengelska orden clud eller clod , som betyder en kulle eller en stenmassa. Runt början av 1200-talet kom ordet att användas som en metafor för regnmoln, på grund av likheten i utseende mellan en stenmassa och cumulushögmoln. Med tiden ersatte den metaforiska användningen av ordet den gamla engelska weolcan , som hade varit den bokstavliga termen för moln i allmänhet.

Aristoteles

Forntida molnstudier gjordes inte isolerat, utan observerades i kombination med andra väderelement och till och med annan naturvetenskap. Omkring 340 f.Kr. skrev den grekiske filosofen Aristoteles Meteorologica , ett verk som representerade summan av dåtidens kunskap om naturvetenskap, inklusive väder och klimat. För första gången kallades nederbörd och molnen från vilka nederbörden föll meteorer, som kommer från det grekiska ordet meteoros , som betyder "högt på himlen". Från det ordet kom den moderna termen meteorologi , studiet av moln och väder. Meteorologica byggde på intuition och enkel observation, men inte på vad som nu anses vara den vetenskapliga metoden. Ändå var det det första kända arbetet som försökte behandla ett brett spektrum av meteorologiska ämnen på ett systematiskt sätt, särskilt det hydrologiska kretsloppet .

Första omfattande klassificeringen

Klassificering av troposfäriska moln efter förekomsthöjd: Flernivå- och vertikala släkttyper som inte är begränsade till en enda höjdnivå inkluderar nimbostratus, cumulonimbus och några av de större cumulusarterna.

Efter århundraden av spekulativa teorier om molns bildning och beteende, genomfördes de första verkligt vetenskapliga studierna av Luke Howard i England och Jean-Baptiste Lamarck i Frankrike. Howard var en metodisk observatör med en stark förankring i det latinska språket, och använde sin bakgrund för att formellt klassificera de olika troposfäriska molntyperna under 1802. Han trodde att vetenskapliga observationer av de förändrade molnformerna på himlen kunde låsa upp nyckeln till väderprognoser.

Lamarck hade arbetat självständigt med molnklassificering samma år och hade kommit på ett annat namnschema som inte gjorde intryck även i hans hemland Frankrike eftersom det använde ovanligt beskrivande och informella franska namn och fraser för molntyper. Hans nomenklatursystem inkluderade 12 kategorier av moln, med sådana namn som (översatt från franska) disiga moln, fläckiga moln och kvastliknande moln. Däremot använde Howard universellt accepterat latin, vilket slog fast snabbt efter att det publicerats 1803. Som ett tecken på namngivningens popularitet komponerade den tyska dramatikern och poeten Johann Wolfgang von Goethe fyra dikter om moln, dedikerade dem till Howard.

En utarbetning av Howards system antogs så småningom formellt av den internationella meteorologiska konferensen 1891. Detta system täckte endast de troposfäriska molntyperna. Upptäckten av moln ovanför troposfären under det sena 1800-talet ledde dock så småningom till skapandet av separata klassificeringsscheman som återgick till användningen av beskrivande vanliga namn och fraser som något påminde om Lamarcks klassificeringsmetoder. Dessa mycket höga moln, även om de klassificeras med dessa olika metoder, liknar ändå i stort sett vissa molnformer som identifieras i troposfären med latinska namn.

Bildning i homosfären: Hur luft blir mättad

Cumulus humilis moln i maj

Terrestra moln kan hittas i större delen av homosfären, som inkluderar troposfären, stratosfären och mesosfären. Inom dessa skikt av atmosfären kan luft bli mättad till följd av att den kyls till sin daggpunkt eller genom att fukt tillförs från en intilliggande källa. I det senare fallet uppstår mättnad när daggpunkten höjs till den omgivande lufttemperaturen.

Adiabatisk kylning

Adiabatisk kylning uppstår när ett eller flera av tre möjliga lyftmedel – konvektivt, cykloniskt/frontalt eller orografiskt – får ett luftpaket som innehåller osynlig vattenånga att stiga och svalna till sin daggpunkt, den temperatur vid vilken luften blir mättad. Huvudmekanismen bakom denna process är adiabatisk kylning. När luften kyls ned till sin daggpunkt och blir mättad, kondenserar vattenånga normalt och bildar molndroppar. Denna kondensering sker normalt på molnkondensationskärnor som salt- eller dammpartiklar som är tillräckligt små för att hållas uppe av normal luftcirkulation .

Ett medel är den konvektiva uppåtgående rörelsen av luft som orsakas av solvärme dagtid på ytnivå. Luftmassans instabilitet möjliggör bildandet av kumuliformade moln som kan ge skurar om luften är tillräckligt fuktig. Vid måttligt sällsynta tillfällen kan konvektiv lyftning vara tillräckligt kraftfull för att penetrera tropopausen och trycka in molntoppen i stratosfären.

Frontala och cykloniska lyft uppstår när stabil luft pressas upp vid väderfronter och runt lågtryckscentra genom en process som kallas konvergens . Varmfronter associerade med extratropiska cykloner tenderar att generera mestadels cirriforma och stratiforma moln över ett brett område om inte den annalkande varma luftmassan är instabil, i vilket fall cumulus congestus eller cumulonimbusmoln vanligtvis är inbäddade i det huvudsakliga utfällande molnskiktet. Kalla fronter rör sig vanligtvis snabbare och genererar en smalare linje av moln, som mestadels är stratokumuliforma, cumuliforma eller cumulonimbiforma beroende på stabiliteten hos den varma luftmassan precis framför fronten.

Blåsig kvällsskymning förstärkt av solens vinkel, kan visuellt efterlikna en tornado som härrör från orografisk lyftning

En tredje källa till lyft är vindcirkulation som tvingar luft över en fysisk barriär som ett berg ( orografisk hiss ). Om luften är generellt stabil bildas inget annat än linsformade mönstrar . Men om luften blir tillräckligt fuktig och instabil kan orografiska skurar eller åskväder uppstå.

Icke-adiabatisk kylning

Tillsammans med adiabatisk kylning som kräver ett lyftmedel, finns tre stora icke-diabatiska mekanismer för att sänka luftens temperatur till dess daggpunkt. Konduktiv, strålnings- och evaporativ kylning kräver ingen lyftmekanism och kan orsaka kondens på ytnivå vilket resulterar i bildandet av dimma .

Tillför fukt till luften

Flera huvudkällor för vattenånga kan tillföras luften som ett sätt att uppnå mättnad utan någon kylningsprocess: avdunstning från ytvatten eller fuktig mark, nederbörd eller virga och transpiration från växter.

Klassificering: Hur moln identifieras i troposfären

Nimbostratus moln som producerar nederbörd

Troposfärisk klassificering är baserad på en hierarki av kategorier med fysiska former och höjdnivåer överst. Dessa är korsklassificerade i totalt tio släkttyper, varav de flesta kan indelas i arter och vidare indelas i sorter som ligger längst ner i hierarkin.

Fysiska former

Cirrus fibratus moln i mars

Moln i troposfären antar fem fysiska former baserat på struktur och bildningsprocess. Dessa formulär används vanligtvis för satellitanalys. De ges nedan i ungefärlig stigande ordning av instabilitet eller konvektiv aktivitet.

Stratiform

Ickekonvektiva stratiforma moln uppträder under stabila luftmassaförhållanden och har i allmänhet platta, arkliknande strukturer som kan bildas på vilken höjd som helst i troposfären. Den stratiforma gruppen är uppdelad efter höjdområde i släktena cirrostratus (hög nivå), altostratus (mellannivå), stratus (låg nivå) och nimbostratus (multinivå). Dimma anses vanligtvis vara ett ytbaserat molnlager. Dimman kan bildas på ytnivå i klar luft eller så kan det vara resultatet av ett mycket lågt skiktmoln som sjunker till mark- eller havsnivån. Omvänt uppstår låga stratiforma moln när advektionsdimma lyfts över ytan under blåsiga förhållanden.

Stratocumulus över Orange County.

Cirriform

Cirriforma moln i troposfären är av släktet cirrus och har utseendet av lossnade eller semimerged filament. De bildas på höga troposfäriska höjder i luft som mestadels är stabil med liten eller ingen konvektiv aktivitet, även om tätare fläckar ibland kan visa uppbyggnader orsakade av begränsad högnivåkonvektion där luften är delvis instabil . Moln som liknar cirrus, cirrostratus och cirrocumulus kan hittas ovanför troposfären men klassificeras separat med vanliga namn.

Stratocumuliform

Moln av denna struktur har både kumuliformade och stratiforma egenskaper i form av rullar, krusningar eller element. De bildas i allmänhet som ett resultat av begränsad konvektion i en annars mestadels stabil luftmassa toppad av ett inversionsskikt. Om inversionslagret är frånvarande eller högre i troposfären, kan ökad luftmassainstabilitet göra att molnlagren utvecklar toppar i form av torn som består av inbäddade kumuliformiga uppbyggnader. Den stratocumuliforma gruppen är uppdelad i cirrocumulus (hög nivå, stratoprefix släppt), altocumulus (mellannivå, stratoprefix sjunkit) och stratocumulus (lågnivå).

Stratocumulus moln

Cumuliform

Kumulformade moln uppträder vanligtvis i isolerade högar eller tuvor. De är produkten av lokaliserad men generellt frikonvektiv lyftning där inga inversionsskikt finns i troposfären för att begränsa vertikal tillväxt. I allmänhet tenderar små kumuliformade moln att indikera jämförelsevis svag instabilitet. Större kumuliforma typer är ett tecken på större atmosfärisk instabilitet och konvektiv aktivitet. Beroende på deras vertikala storlek kan moln av typen cumulus -släktet vara låga eller flernivåiga med måttlig till höga vertikal utsträckning.

Cumulus humilis moln

Cumulonimbiform

Cumulonimbus moln över Mexikanska golfen i Galveston, Texas

De största fri-konvektiva molnen omfattar släktet cumulonimbus , som har en höga vertikal utsträckning. De förekommer i mycket instabil luft och har ofta suddiga konturer i de övre delarna av molnen som ibland inkluderar städtoppar. Dessa moln är produkten av mycket stark konvektion som kan penetrera den nedre stratosfären.

Nivåer och släkten

Troposfäriska moln bildas i någon av tre nivåer (tidigare kallade étages ) baserat på höjdområde ovanför jordens yta. Grupperingen av moln i nivåer görs vanligen för molnatlaser , ytväderobservationer och väderkartor . Bashöjdsintervallet för varje nivå varierar beroende på den latitudinella geografiska zonen . Varje höjdnivå omfattar två eller tre släkttyper som huvudsakligen är differentierade efter fysisk form.

Standardnivåerna och släkttyperna sammanfattas nedan i ungefärlig fallande ordning efter den höjd på vilken var och en normalt är baserad. Flernivåmoln med betydande vertikal utsträckning listas separat och sammanfattas i ungefärlig stigande ordning av instabilitet eller konvektiv aktivitet.

Hög nivå

Höga moln bildas på höjder av 3 000 till 7 600 m (10 000 till 25 000 ft) i polarområdena , 5 000 till 12 200 m (16 500 till 40 000 fot) i de tempererade områdena och 6,200 till 0,0 m . Alla cirriformiga moln klassificeras som höga och utgör alltså ett enda släkte cirrus (Ci). Stratocumuliforma och stratiforma moln i det höga höjdområdet bär prefixet cirro- , vilket ger respektive släktnamn cirrocumulus (Cc) och cirrostratus (Cs). Om satellitbilder med begränsad upplösning av höga moln analyseras utan stödjande data från direkta mänskliga observationer, blir det omöjligt att skilja mellan individuella former eller släkttyper, och de identifieras kollektivt som högtyp (eller informellt som cirrustyp , men inte alla höga). moln är av cirrusform eller släkte).

• Genus cirrus (Ci):

Dessa är mestadels fibrösa bitar av ömtåliga, vita, cirriformiga iskristallmoln som visar sig tydligt mot den blå himlen. Cirrus är i allmänhet icke-konvektiva förutom castellanus och flocksubtyper som uppvisar begränsad konvektion. De bildas ofta längs en jetström på hög höjd och i den allra främre kanten av en frontal eller lågtrycksstörning där de kan övergå i cirrostratus. Detta molnsläkte på hög nivå ger ingen nederbörd.

Hög cirrus uppe till vänster smälter samman i cirrostratus och en del cirrocumulus uppe till höger

• Genus cirrocumulus (Cc):

Detta är ett rent vitt högt stratokumuliformt lager med begränsad konvektion. Den är sammansatt av iskristaller eller underkylda vattendroppar som uppträder som små oskuggade runda massor eller flingor i grupper eller linjer med ringar som sand på en strand. Cirrocumulus bildas ibland tillsammans med cirrus och kan åtföljas eller ersättas av cirrostratusmoln nära framkanten av ett aktivt vädersystem. Denna släkttyp producerar ibland virga, nederbörd som avdunstar under molnets bas.

Ett stort fält av cirrocumulus

• Genus cirrostratus (Cs):

Cirrostratus är en tunn nonconvective stratiform iskristallslöja som vanligtvis ger upphov till glorier orsakade av brytning av solens strålar . Solen och månen syns i tydliga konturer. Cirrostratus ger ingen nederbörd, men tjocknar ofta till altostratus före en varmfront eller lågtrycksområde, vilket ibland gör det.

Mellannivå

Soluppgångsscen som ger ett altocumulus stratiformis perlucidus-moln glans (se även 'arter och sorter')

Icke-vertikala moln i mellannivån har prefixet alto- , vilket ger släktnamnen altocumulus (Ac) för stratocumuliforma typer och altostratus (As) för stratiforma typer. Dessa moln kan bildas så lågt som 2 000 m (6 500 fot) över ytan på vilken latitud som helst, men kan vara baserade så högt som 4 000 m (13 000 fot) nära polerna, 7 000 m (23 000 fot) på medelbreddgrader och 7 600 m (25 000 m) ft) i tropikerna. Precis som med höga moln är huvudsläktets typer lätt att identifiera av det mänskliga ögat, men att skilja mellan dem med enbart satellitfotografering är inte möjligt. När stöddata från mänskliga observationer inte är tillgängliga identifieras dessa moln vanligtvis kollektivt som mellantyp på satellitbilder.

• Genus altocumulus (Ac):

Detta är ett mellannivå molnlager med begränsad konvektion som vanligtvis uppträder i form av oregelbundna fläckar eller mer omfattande ark ordnade i grupper, linjer eller vågor. Altocumulus kan ibland likna cirrocumulus, men är vanligtvis tjockare och består av en blandning av vattendroppar och iskristaller, så baserna visar åtminstone en ljusgrå nyans. Altocumulus kan producera virga, mycket lätt nederbörd som avdunstar innan den når marken.

• Genus altostratus (As):

Altostratus translucidus nära toppen av fotot smälter samman till altostratus opacus nära botten

Altostratus är en medelnivå ogenomskinlig eller genomskinlig icke-konvektiv slöja av grått/blågrått moln som ofta bildas längs varma fronter och runt lågtrycksområden. Altostratus består vanligtvis av vattendroppar, men kan blandas med iskristaller på högre höjder. Utbredd ogenomskinlig altostratus kan producera lätt kontinuerlig eller intermittent nederbörd.

Låg nivå

Cumulus humilis moln över Jakarta , Indonesien

Låga moln finns från nära ytan upp till 2 000 m (6 500 fot). Släkttyper på denna nivå har antingen inget prefix eller har ett som hänvisar till en annan egenskap än höjd. Moln som bildas i den låga nivån av troposfären är i allmänhet av större struktur än de som bildas i mitten och höga nivåer, så de kan vanligtvis identifieras genom sina former och släkttyper med enbart satellitfotografering.

Stratocumulus stratiformis perlucidus över Galapagos , Tortugabukten (se även 'arter och sorter')

• Släktet stratocumulus (Sc):

Denna släkttyp är ett stratokumuliformt molnlager med begränsad konvektion, vanligtvis i form av oregelbundna fläckar eller mer omfattande ark som liknar altocumulus men som har större element med djupare grå nyanser. Stratocumulus är ofta närvarande under vått väder som härrör från andra regnmoln, men kan bara producera mycket lätt nederbörd på egen hand.

• Genus cumulus (Cu); art humilis – liten vertikal utsträckning :

Dessa är små fristående kumuliformade moln med fint väder som har nästan horisontella baser och tillplattade toppar, och som inte producerar regnskurar.

• Genus stratus (St):

Stratus nebulosus translucidus

Detta är en platt eller ibland trasig icke-konvektiv stratiform typ som ibland liknar förhöjd dimma. Endast mycket svag nederbörd kan falla från detta moln, vanligtvis duggregn eller snökorn. När ett mycket lågt stratusmoln sjunker till ytan tappar det sin latinska terminologi och får det vanliga namnet dimma om den rådande ytsikten är mindre än 1 km. Om sikten är 1 km eller högre kallas den synliga kondensen för dimma .

Flera nivåer eller måttlig vertikal

Djupt nimbostratusmoln på flera nivåer som täcker himlen med ett spritt lager av låg stratus fractus pannus (se även avsnitten "arter" och "kompletterande egenskaper")

Cumulus humilis och cumulus mediocris med stratocumulus stratiformis perlucidus i förgrunden (se även 'arter och sorter')

Dessa moln har baser på låg till mellannivå som bildas var som helst från nära ytan till cirka 2 400 m (8 000 fot) och toppar som kan sträcka sig in i mitten av höjdområdet och ibland högre i fallet med nimbostratus.

• Släktet nimbostratus (Ns); flera nivåer :

Detta är ett diffust, mörkgrått, flernivåigt stratiformt lager med stor horisontell utsträckning och vanligtvis måttlig till djup vertikal utveckling som ser svagt upplyst ut från insidan. Nimbostratus bildas normalt från mid-level altostratus, och utvecklar åtminstone måttlig vertikal utsträckning när basen sjunker till den låga nivån under nederbörd som kan nå måttlig till kraftig intensitet. Den uppnår ännu större vertikal utveckling när den samtidigt växer uppåt till den höga nivån på grund av storskalig frontal- eller cyklonlyft. Nimboprefixet hänvisar till dess förmåga att producera kontinuerligt regn eller snö över ett brett område, särskilt inför en varmfront. Detta tjocka molnlager saknar sin egen höga struktur, men kan åtföljas av inbäddade höga cumuliforma eller cumulonimbiforma typer. Meteorologer anslutna till Världsmeteorologiska organisationen (WMO) klassificerar officiellt nimbostratus som mellannivå för synoptiska syften samtidigt som de informellt karakteriserar den som multi-level. Oberoende meteorologer och utbildare verkar splittrat mellan de som till stor del följer WMO-modellen och de som klassificerar nimbostratus som lågnivå, trots dess avsevärda vertikala utsträckning och dess vanliga initiala formation i mellanhöjdsområdet.

• Genus cumulus (Cu); art mediocris – måttlig vertikal utsträckning :

Dessa kumulformade moln av fri konvektion har klarskurna, mellangrå, plana baser och vita, välvda toppar i form av små groddar och ger i allmänhet ingen nederbörd. De bildas vanligtvis i den låga nivån av troposfären utom under förhållanden med mycket låg relativ luftfuktighet, då molnbaserna kan stiga till medelhöjdsområdet. Cumulus mediocris är officiellt klassificerad som lågnivå och mer informellt kännetecknad av att ha måttlig vertikal utsträckning som kan involvera mer än en höjdnivå.

Tornande vertikalt

Tornande vertikal cumulus congestus inbäddad i ett lager av cumulus mediocris: Högre lager av stratocumulus stratiformis perlucidus.

Progressiv utveckling av en encellig åskväder

Dessa mycket stora kumuliforma och cumulonimbiforma typer har molnbaser i samma låg- till mellannivåområde som de flernivåiga och måttliga vertikala typerna, men topparna sträcker sig nästan alltid in i de höga nivåerna. Till skillnad från mindre vertikalt utvecklade moln måste de identifieras med sina standardnamn eller förkortningar i alla flygobservationer (METARS) och prognoser (TAFS) för att varna piloter för eventuellt hårt väder och turbulens.

• Genus cumulus (Cu); art congestus – stor vertikal utsträckning :

Ökande luftmassainstabilitet kan göra att frikonvektiv cumulus växer mycket hög i den utsträckning att den vertikala höjden från bas till topp är större än molnets basbredd. Molnbasen får en mörkare grå färg och toppen liknar vanligen en blomkål. Denna molntyp kan ge måttliga till kraftiga skurar och betecknas Towering cumulus (Tcu) av International Civil Aviation Organization (ICAO) .

• Genus cumulonimbus (Cb):

Isolerat cumulonimbusmoln över Mojaveöknen som släpper en kraftig regn

Denna släkttyp är en tung, höga, kumulonimbiform massa av fritt konvektivt moln med en mörkgrå till nästan svart bas och en mycket hög topp i form av ett berg eller enormt torn. Cumulonimbus kan producera åskväder , lokala mycket kraftiga skyfall av regn som kan orsaka översvämningar och en mängd olika typer av blixtar inklusive moln till mark som kan orsaka skogsbränder . Annat strängt väder för konvektiv kan eller kan inte förknippas med åskväder och inkluderar kraftiga snöskurar , hagel , stark vindskjuvning , stormar och tornados . Av alla dessa möjliga cumulonimbus-relaterade händelser är blixten den enda av dessa som kräver att ett åskväder äger rum eftersom det är blixten som skapar åskan. Cumulonimbusmoln kan bildas under instabila luftmassaförhållanden, men tenderar att vara mer koncentrerade och intensiva när de förknippas med instabila kalla fronter .

Arter

Släkttyper delas vanligtvis in i undertyper som kallas arter som indikerar specifika strukturella detaljer som kan variera beroende på atmosfärens stabilitet och vindskjuvningsegenskaper vid varje given tidpunkt och plats. Trots denna hierarki kan en viss art vara en undertyp av mer än ett släkte, särskilt om släktena är av samma fysiska form och skiljer sig från varandra huvudsakligen genom höjd eller nivå. Det finns ett fåtal arter, som var och en kan associeras med släkten av mer än en fysisk form. Arttyperna grupperas nedan efter de fysiska former och släkten som var och en normalt är förknippad med. Formerna, släktena och arterna är listade från vänster till höger i ungefärlig stigande ordning av instabilitet eller konvektiv aktivitet.

Stabil eller mestadels stabil

Av den icke-konvektiva stratiformgruppen består högnivåcirrostratus av två arter. Cirrostratus nebulosus har ett ganska diffust utseende som saknar strukturella detaljer. Cirrostratus fibratus är en art gjord av halvsammanslagna filament som är övergångsvis till eller från cirrus. Mid-level altostratus och multi-level nimbostratus har alltid ett platt eller diffust utseende och är därför inte indelade i arter. Låg stratus är av arten nebulosus förutom när den är uppdelad i trasiga ark av stratus fractus (se nedan).

Cirriforma moln har tre icke-konvektiva arter som kan bildas under stabila luftmassaförhållanden. Cirrus fibratus omfattar filament som kan vara raka, vågiga eller ibland vridna av vindskjuvning. Arten uncinus är likartad men har uppåtvända krokar i ändarna. Cirrus spissatus visas som ogenomskinliga fläckar som kan visa ljusgrå nyanser.

Altocumulus lenticularis bildas över berg i Wyoming med lägre lager av cumulus mediocris och högre lager av cirrus spissatus

Stratocumuliforma släkttyper (cirrocumulus, altocumulus och stratocumulus) som förekommer i mestadels stabil luft med begränsad konvektion har två arter vardera. Stratiformis -arterna förekommer normalt i omfattande ark eller i mindre fläckar där det endast finns minimal konvektiv aktivitet. Moln av lenticularis -arterna tenderar att ha linsliknande former avsmalnande i ändarna. De ses oftast som orografiska bergsvågsmoln , men kan förekomma var som helst i troposfären där det finns stark vindskjuvning kombinerat med tillräcklig luftmassastabilitet för att upprätthålla en generellt platt molnstruktur. Dessa två arter kan hittas i de höga, mellersta eller låga nivåerna av troposfären beroende på det stratokumuliforma släktet eller släkten som finns närvarande vid varje given tidpunkt.

Ojämn

Arten fractus uppvisar varierande instabilitet eftersom den kan vara en underavdelning av släkttyper av olika fysiska former som har olika stabilitetsegenskaper. Denna undertyp kan vara i form av trasiga men mestadels stabila stratiforma ark (stratus fractus) eller små trasiga kumuliformade högar med något större instabilitet (cumulus fractus). När moln av denna art är förknippade med utfällande molnsystem av avsevärd vertikal och ibland horisontell utsträckning, klassificeras de också som accessoriska moln under namnet pannus (se avsnittet om tilläggsdrag).

Delvis instabil

Exempel på en molnformation av Castellanus

Dessa arter är underavdelningar av släkttyper som kan förekomma i delvis instabil luft med begränsad konvektion . Arten castellanus uppträder när ett mestadels stabilt stratokumuliformt eller cirriformt lager störs av lokaliserade områden med luftmassainstabilitet, vanligtvis på morgonen eller eftermiddagen. Detta resulterar i bildandet av inbäddade kumuliforma uppbyggnader som härrör från en gemensam stratiform bas. Castellanus liknar torn på ett slott sett från sidan, och kan hittas med stratokumuliforma släkten på vilken troposfärisk höjdnivå som helst och med begränsade konvektiva fläckar av högnivåcirrus. Tuftade moln av de mer fristående flockarterna är underavdelningar av släkttyper som kan vara cirriforma eller stratokumuliforma i övergripande struktur. De ses ibland med cirrus, cirrocumulus, altocumulus och stratocumulus.

En nyligen erkänd art av stratocumulus eller altocumulus har fått namnet volutus , ett rullmoln som kan uppstå före en cumulonimbusbildning. Det finns några volutusmoln som bildas som en konsekvens av interaktioner med specifika geografiska egenskaper snarare än med ett modermoln. Det kanske märkligaste geografiskt specifika molnet av denna typ är Morning Glory , ett rullande cylindriskt moln som dyker upp oförutsägbart över Carpentariabukten i norra Australien . Förknippat med en kraftfull "krusning" i atmosfären kan molnet "surfas" i glidflygplan .

Instabil eller mestadels instabil

Mer allmän luftmassainstabilitet i troposfären tenderar att producera moln av den mer fritt konvektiva cumulus-släktet, vars arter huvudsakligen är indikatorer på grader av atmosfärisk instabilitet och resulterande vertikal utveckling av molnen. Ett cumulusmoln bildas initialt i troposfärens låga nivå som ett moln av arten humilis som endast visar en liten vertikal utveckling. Om luften blir mer instabil tenderar molnet att växa vertikalt in i arten mediocris , sedan starkt konvektiv congestus , den högsta cumulusarten som är samma typ som Internationella civila luftfartsorganisationen refererar till som "tornande cumulus".

Cumulus mediocris moln, på väg att förvandlas till en cumulus congestus

Med mycket instabila atmosfäriska förhållanden kan stor cumulus fortsätta att växa till ännu starkare konvektiv cumulonimbus calvus (i huvudsak ett mycket högt congestusmoln som producerar åska), och sedan i slutändan till arten capillatus när underkylda vattendroppar i toppen av molnet förvandlas till is kristaller som ger den ett cirriformigt utseende.

Olika sorter

Släkt och arttyper är ytterligare indelade i varieteter vars namn kan stå efter artnamnet för att ge en mer fullständig beskrivning av ett moln. Vissa molnvarianter är inte begränsade till en specifik höjdnivå eller form, och kan därför vara gemensamma för mer än ett släkte eller art.

Opacitetsbaserad

Ett lager av stratocumulus stratiformis perlucidus döljer den nedgående solen med ett bakgrundslager av stratocumulus cumulogenitus som liknar avlägsna berg.

Alla molnvarianter faller i en av två huvudgrupper. En grupp identifierar opaciteterna hos speciella molnstrukturer på låg och mellannivå och omfattar varianterna translucidus (tunn genomskinlig), perlucidus (tjock ogenomskinlig med genomskinliga eller mycket små tydliga brott) och opacus (tjock ogenomskinlig). Dessa sorter är alltid identifierbara för molnsläkten och arter med variabel opacitet. Alla tre är associerade med stratiformis-arterna av altocumulus och stratocumulus. Endast två sorter ses dock med altostratus och stratus nebulosus vars enhetliga strukturer förhindrar bildandet av en perlucidus-sort. Opacitetsbaserade sorter appliceras inte på höga moln eftersom de alltid är genomskinliga, eller i fallet med cirrus spissatus, alltid ogenomskinliga.

Mönsterbaserad

Cirrus fibratus radiatus över ESO:s La Silla-observatorium

En andra grupp beskriver enstaka arrangemang av molnstrukturer i särskilda mönster som kan urskiljas av en ytbaserad observatör (molnfält är vanligtvis endast synliga från en betydande höjd ovanför formationerna). Dessa sorter finns inte alltid med de släkten och arter som de annars är förknippade med, utan uppträder endast när atmosfäriska förhållanden gynnar deras bildning. Intortus och vertebratus sorter förekommer ibland med cirrus fibratus. De är respektive filament vridna till oregelbundna former, och de som är arrangerade i fiskbensmönster, vanligtvis av ojämna vindströmmar som gynnar bildandet av dessa sorter. Sorten radiatus är associerad med molnrader av en viss typ som verkar konvergera vid horisonten. Det ses ibland med fibratus- och uncinus-arter av cirrus, stratiformis-arter av altocumulus och stratocumulus, mediocris och ibland humilis-arter av cumulus och med släktet altostratus.

Altocumulus stratiformis duplicatus vid soluppgången i Kaliforniens Mojaveöknen, USA (högre lager orange till vitt, nedre lager grått)

En annan sort, duplicatus (nära skikt av samma typ, det ena ovanför det andra), finns ibland med cirrus av både fibratus- och uncinus-arterna och med altocumulus och stratocumulus av arterna stratiformis och lenticularis. Sorten undulatus (med en vågig böljande bas) kan förekomma med alla moln av arten stratiformis eller lenticularis, och med altostratus. Det observeras endast sällan med stratus nebulosus. Sorten lacunosus orsakas av lokaliserade neddrag som skapar cirkulära hål i form av en bikaka eller nät. Den ses ibland med cirrocumulus och altocumulus av arterna stratiformis, castellanus och flock, och med stratocumulus av arterna stratiformis och castellanus.

Kombinationer

Det är möjligt för vissa arter att visa kombinerade sorter på en gång, speciellt om en sort är opacitetsbaserad och den andra är mönsterbaserad. Ett exempel på detta skulle vara ett lager av altocumulus stratiformis arrangerat i till synes konvergerande rader åtskilda av små avbrott. Det fullständiga tekniska namnet på ett moln i denna konfiguration skulle vara altocumulus stratiformis radiatus perlucidus , som skulle identifiera respektive släkte, art och två kombinerade varianter.

Tillbehörsmoln, tilläggsfunktioner och andra derivattyper

Kompletterande funktioner och accessoriska moln är inte ytterligare underavdelningar av molntyper under art- och sortnivån. Snarare är de antingen hydrometeorer eller speciella molntyper med egna latinska namn som bildas i samband med vissa molnsläkten, arter och varianter. Kompletterande funktioner, oavsett om det är i form av moln eller nederbörd, är direkt knutna till huvudsläktets moln. Tillbehörsmoln, däremot, är i allmänhet frikopplade från huvudmolnet.

Nederbördsbaserade tilläggsfunktioner

En grupp av kompletterande egenskaper är inte egentliga molnformationer, utan nederbörd som faller när vattendroppar eller iskristaller som utgör synliga moln har blivit för tunga för att förbli uppe. Virga är en funktion som ses med moln som producerar nederbörd som avdunstar innan de når marken, dessa är av släktena cirrocumulus, altocumulus, altostratus, nimbostratus, stratocumulus, cumulus och cumulonimbus.

När nederbörden når marken utan att helt avdunsta, betecknas den som funktionen praecipitatio . Detta sker normalt med altostratus opacus, som kan ge utbredd men vanligtvis lätt nederbörd, och med tjockare moln som visar betydande vertikal utveckling. Av de sistnämnda producerar uppåtväxande cumulus mediocris endast isolerade lätta skurar, medan nedåtväxande nimbostratus är kapabel till tyngre, mer omfattande nederbörd. Tornande vertikala moln har den största förmågan att producera intensiva nederbördshändelser, men dessa tenderar att vara lokaliserade om de inte organiseras längs snabbrörliga kalla fronter. Regnskurar av måttlig till kraftig intensitet kan falla från cumulus congestusmoln. Cumulonimbus, den största av alla molnsläkten, har kapacitet att producera mycket kraftiga skurar. Moln med låga stratus ger vanligtvis bara lätt nederbörd, men detta inträffar alltid som särdraget praecipitatio på grund av att detta molnsläkte ligger för nära marken för att tillåta bildandet av virga.

Molnbaserade tilläggsfunktioner

Incus är det mest typspecifika tilläggsdraget, ses endast med cumulonimbus av arten capillatus. En cumulonimbus incus molntopp är en som har spridit sig ut i en tydlig städform som ett resultat av att stigande luftströmmar träffar stabilitetsskiktet vid tropopausen där luften inte längre fortsätter att bli kallare med ökande höjd.

Mamma -funktionen bildas på molnens baser som nedåtriktade bubbelliknande utsprång orsakade av lokala neddrag i molnet . Det kallas också ibland mammatus , en tidigare version av termen som användes före en standardisering av latinsk nomenklatur som åstadkoms av Världsmeteorologiska organisationen under 1900-talet. Den mest kända är cumulonimbus med mammatus , men mammadraget ses också ibland med cirrus, cirrocumulus, altocumulus, altostratus och stratocumulus.

En tuba -funktion är en molnpelare som kan hänga från botten av en cumulus eller cumulonimbus. En nybildad eller dåligt organiserad kolumn kan vara jämförelsevis godartad, men kan snabbt intensifieras till ett trattmoln eller tornado.

En arcus -funktion är ett rullmoln med trasiga kanter fästa vid den nedre främre delen av cumulus congestus eller cumulonimbus som bildas längs framkanten av en stormlinje eller åskvädersutflöde. En stor bågformation kan se ut som en mörk hotfull båge.

Flera nya tilläggsfunktioner har formellt erkänts av Världsmeteorologiska organisationen (WMO). Funktionsflukten kan bildas under förhållanden med stark atmosfärisk vindskjuvning när ett stratocumulus-, altocumulus- eller cirrusmoln bryter upp i regelbundet åtskilda toppar. Denna variant är ibland känd informellt som ett Kelvin-Helmholtz (våg) moln . Detta fenomen har även observerats i molnformationer över andra planeter och även i solens atmosfär. Ett annat starkt stört men mer kaotiskt vågliknande molndrag associerat med stratocumulus eller altocumulusmoln har fått det latinska namnet asperitas . Det kompletterande kännetecknet cavum är ett cirkulärt fall-strimhål som ibland bildas i ett tunt lager av underkyld altocumulus eller cirrocumulus. Fallstråk som består av virga eller cirrusstrimmor ses vanligtvis under hålet när iskristaller faller ut till en lägre höjd. Denna typ av hål är vanligtvis större än typiska lacunosushål. En murus -funktion är ett cumulonimbusväggmoln med en sänkande, roterande molnbas som kan leda till utveckling av tromber. En cauda -funktion är ett svansmoln som sträcker sig horisontellt bort från murusmolnet och är resultatet av luft som matas in i stormen.

Tillbehör moln

Kompletterande molnformationer lösgjorda från huvudmolnet är kända som accessoriska moln . De tyngre utfällande molnen, nimbostratus, höga cumulus (cumulus congestus) och cumulonimbus ser typiskt bildandet i nederbörd av pannus -funktionen, låga trasiga moln av släktena och arterna cumulus fractus eller stratus fractus.

En grupp accessoriska moln omfattar formationer som huvudsakligen är förknippade med uppåtväxande kumuliforma och cumulonimbiforma moln av fri konvektion. Pileus är ett mössamoln som kan bildas över ett cumulonimbus eller stort cumulusmoln, medan ett velumdrag är ett tunt horisontellt ark som ibland formar sig som ett förkläde runt mitten eller framför modermolnet. Ett tillbehörmoln som nyligen officiellt erkände Världsmeteorologiska organisationen är flumen , även känd mer informellt som bäverns svans . Den bildas av det varma, fuktiga inflödet av ett supercell-åskväder och kan misstas för en tornado. Även om flumen kan indikera en tornadorisk, liknar den till utseendet pannus- eller scudmoln och roterar inte.

Moder moln

Cumulus sprider sig delvis till stratocumulus cumulogenitus över hamnen i Pireus i Grekland

Moln bildas initialt i klar luft eller blir moln när dimma stiger över ytan. Släktet för ett nybildat moln bestäms främst av luftmassans egenskaper som stabilitet och fukthalt. Om dessa egenskaper förändras över tiden, tenderar släktet att förändras i enlighet med detta. När detta händer kallas det ursprungliga släktet ett modermoln . Om modermolnet behåller mycket av sin ursprungliga form efter uppkomsten av det nya släktet, kallas det för ett genitusmoln . Ett exempel på detta är stratocumulus cumulogenitus , ett stratocumulusmoln som bildas genom partiell spridning av en cumulustyp när det finns en förlust av konvektiv lyftning. Om modermolnet genomgår en fullständig förändring i släktet anses det vara ett mutatusmoln .

Cumulonimbus modermoln som skingras i stratocumulus cumulonimbogenitus i skymningen

Andra genitus- och mutatusmoln

Genitus- och mutatuskategorierna har utökats till att omfatta vissa typer som inte härstammar från redan existerande moln. Termen flammagenitus (latin för "eldad") gäller cumulus congestus eller cumulonimbus som bildas av storskaliga bränder eller vulkanutbrott. Mindre lågnivåmoln av "pyrocumulus" eller "fumulus" som bildas av innesluten industriell aktivitet klassificeras nu som cumulus homogenitus (latin för 'konstnärligt'). Spår som bildas från avgaserna från flygplan som flyger i den övre nivån av troposfären kan bestå och spridas till formationer som liknar cirrus som betecknas cirrus homogenitus . Om ett moln av cirrushomogenitus helt förändras till något av släktena på hög nivå, kallas de cirrus, cirrostratus eller cirrocumulus homomutatus . Stratus cataracttagenitus (latin för "gjord grå starr") genereras av sprut från vattenfall. Silvagenitus (latin för 'skoggjord') är ett stratusmoln som bildas när vattenånga tillförs luften ovanför ett skogstak.

Stratocumulusfält

Stratocumulusmoln kan organiseras i "fält" som antar vissa speciellt klassificerade former och egenskaper. I allmänhet är dessa fält mer urskiljbara från höga höjder än från marknivå. De kan ofta hittas i följande former:

• Actinoform , som liknar ett löv eller ett ekerhjul.
• Sluten cell, som är grumlig i mitten och klar på kanterna, liknar en fylld bikaka .
• Öppen cell, som liknar en tom vaxkaka, med moln runt kanterna och tydlig, öppen plats i mitten.

Vortex gator

Cirrus fibratus intortus bildades till en Kármán virvelgata i kvällsskymningen

Dessa mönster är bildade från ett fenomen känt som en Kármán-virvel som är uppkallad efter ingenjören och vätskedynamikern Theodore von Kármán . Vinddrivna moln kan formas till parallella rader som följer vindriktningen. När vinden och molnen stöter på landegenskaper på hög höjd, såsom en vertikalt framträdande ö, kan de bilda virvlar runt de höga landmassorna som ger molnen ett vridet utseende.

Utbredning: Där troposfäriska moln är mest och minst utbredda

Konvergens längs lågtryckszoner

Globalt molntäcke, i genomsnitt under oktober månad 2009. NASAs sammansatta satellitbild.

Även om den lokala fördelningen av moln kan påverkas avsevärt av topografi, tenderar den globala förekomsten av molntäcke i troposfären att variera mer med latitud . Den är mest utbredd i och längs lågtryckszoner av yttroposfärisk konvergens som omger jorden nära ekvatorn och nära den 50:e breddgraden på norra och södra halvklotet . De adiabatiska kylningsprocesser som leder till skapandet av moln i form av lyftmedel är alla förknippade med konvergens; en process som involverar horisontellt inflöde och ackumulering av luft på en given plats, samt den hastighet med vilken detta sker. Nära ekvatorn beror ökad molnighet på närvaron av lågtrycksintertropiska konvergenszonen (ITCZ) där mycket varm och instabil luft främjar mestadels kumuliformade och cumulonimbiforma moln. Moln av praktiskt taget vilken typ som helst kan bildas längs konvergenszonerna på mitten av latituden beroende på luftens stabilitet och fuktinnehåll. Dessa extratropiska konvergenszoner upptas av de polära fronterna där luftmassor av polärt ursprung möts och krockar med de av tropiskt eller subtropiskt ursprung. Detta leder till bildandet av väderbildande extratropiska cykloner sammansatta av molnsystem som kan vara stabila eller instabila i varierande grad beroende på stabilitetsegenskaperna hos de olika luftmassor som är i konflikt.

Divergens längs högtryckszoner

Divergens är motsatsen till konvergens. I jordens troposfär innebär det det horisontella utflödet av luft från den övre delen av en stigande luftpelare, eller från den nedre delen av en sjunkande kolonn som ofta förknippas med ett område eller ås med högt tryck. Molnighet tenderar att vara minst utbredd nära polerna och i subtroperna nära den 30:e breddgraden, norr och söder. De senare kallas ibland för hästbreddgraderna . Närvaron av en storskalig subtropisk högtrycksrygg på varje sida om ekvatorn minskar grumligheten på dessa låga breddgrader. Liknande mönster förekommer också på högre breddgrader i båda halvkloten.

Luminans, reflektionsförmåga och färg

Luminansen eller ljusstyrkan hos ett moln bestäms av hur ljus reflekteras, sprids och överförs av molnets partiklar. Dess ljusstyrka kan också påverkas av närvaron av dis eller fotometeorer som halos och regnbågar. I troposfären uppvisar täta, djupa moln en hög reflektans (70 % till 95 %) genom hela det synliga spektrumet . Små vattenpartiklar är tätt packade och solljus kan inte tränga in långt in i molnet innan det reflekteras ut, vilket ger ett moln dess karaktäristiska vita färg, särskilt sett från toppen. Molndroppar tenderar att sprida ljus effektivt, så att intensiteten av solstrålningen minskar med djupet in i gaserna. Som ett resultat kan molnbasen variera från mycket ljus till mycket mörkgrå beroende på molnets tjocklek och hur mycket ljus som reflekteras eller sänds tillbaka till betraktaren. Höga tunna troposfäriska moln reflekterar mindre ljus på grund av den jämförelsevis låga koncentrationen av ingående iskristaller eller underkylda vattendroppar vilket resulterar i ett något benvitt utseende. Ett tjockt tätt iskristallmoln verkar dock briljantvitt med uttalad grå nyans på grund av dess större reflektionsförmåga.

När ett troposfäriskt moln mognar kan de täta vattendropparna kombineras för att producera större droppar. Om dropparna blir för stora och tunga för att hållas uppe av luftcirkulationen kommer de att falla från molnet som regn . Genom denna ackumuleringsprocess blir utrymmet mellan dropparna allt större, vilket tillåter ljus att tränga längre in i molnet. Om molnet är tillräckligt stort och dropparna inom är placerade tillräckligt långt ifrån varandra, reflekteras inte en procentandel av ljuset som kommer in i molnet tillbaka ut utan absorberas och ger molnet ett mörkare utseende. Ett enkelt exempel på detta är att man kan se längre i kraftigt regn än i kraftig dimma. Denna process av reflektion / absorption är det som orsakar intervallet av molnfärg från vitt till svart.

Slående molnfärgningar kan ses på vilken höjd som helst, där färgen på ett moln vanligtvis är densamma som det infallande ljuset. Under dagtid när solen står relativt högt på himlen, verkar troposfäriska moln i allmänhet ljusa vita på toppen med varierande nyanser av grått under. Tunna moln kan se vita ut eller tyckas ha fått färgen på sin miljö eller bakgrund. Röda, orangea och rosa moln förekommer nästan uteslutande vid soluppgång/solnedgång och är resultatet av solljusets spridning i atmosfären. När solen står strax under horisonten är lågnivåmoln grå, mellanmoln ser rosafärgade ut och höga moln är vita eller benvita. Moln på natten är svarta eller mörkgrå på en månlös himmel, eller vitaktiga när de är upplysta av månen. De kan också reflektera färgerna på stora bränder, stadsljus eller norrsken som kan vara närvarande.

Ett cumulonimbusmoln som verkar ha en grönaktig eller blåaktig nyans är ett tecken på att det innehåller extremt stora mängder vatten; hagel eller regn som sprider ljus på ett sätt som ger molnet en blå färg. En grön färgning inträffar mest sent på dagen när solen står relativt lågt på himlen och det infallande solljuset har en rödaktig nyans som ser grön ut när den lyser upp ett mycket högt blåaktigt moln. Stormar av supercelltyp är mer benägna att kännetecknas av detta, men vilken storm som helst kan uppträda på detta sätt. Färger som denna indikerar inte direkt att det är ett kraftigt åskväder, det bekräftar bara dess potential. Eftersom en grön/blå nyans betyder rikliga mängder vatten, en stark uppgång för att stödja den, kraftiga vindar från stormen som regnar ut och blött hagel; alla element som förbättrar risken för att det ska bli allvarligt kan alla utläsas av detta. Dessutom, ju starkare uppdraget är, desto mer sannolikt är det att stormen genomgår tornadogenes och producerar stora hagel och kraftiga vindar.

Gulaktiga moln kan ses i troposfären under den sena våren till och med tidiga höstmånader under skogsbrandsäsongen . Den gula färgen beror på förekomsten av föroreningar i röken. Gulaktiga moln orsakas av närvaron av kvävedioxid och ses ibland i stadsområden med höga luftföroreningsnivåer.

• 

  Stratocumulus stratiformis och liten castellanus gjorda orange av solens uppgång

• 

  En förekomst av molnbländning med altocumulus volutus och cirrocumulus stratiformis

• 

  Solnedgång som reflekterar nyanser av rosa på grå stratocumulus stratiformis translucidus (blir perlucidus i bakgrunden)

• 

  Stratocumulus stratiformis perlucidus före solnedgången. Bangalore , Indien.

• 

  Sensommarregnstorm i Danmark . _ Nästan svart färg på basen indikerar huvudmoln i förgrunden troligen cumulonimbus.

• 

  Partiklar i atmosfären och solens vinkel förstärker färgerna på stratocumulus cumulogenitus vid kvällsskymning

Effekter på troposfären, klimatet och klimatförändringarna

Troposfäriska moln utövar många inflytanden på jordens troposfär och klimat. Först och främst är de källan till nederbörd, vilket i hög grad påverkar fördelningen och mängden nederbörd. På grund av deras differentiella flytförmåga i förhållande till omgivande molnfri luft, kan moln associeras med vertikala rörelser av luften som kan vara konvektiva, frontala eller cykloniska. Rörelsen är uppåt om molnen är mindre täta eftersom kondensering av vattenånga frigör värme, värmer luften och därigenom minskar dess densitet. Detta kan leda till nedåtgående rörelse eftersom lyftning av luften resulterar i kylning som ökar dess densitet. Alla dessa effekter är subtilt beroende av atmosfärens vertikala temperatur och fuktstruktur och resulterar i stor omfördelning av värme som påverkar jordens klimat.

Komplexiteten och mångfalden av moln i troposfären är en viktig orsak till svårigheter att kvantifiera molnens effekter på klimat och klimatförändringar. Å ena sidan främjar vita molntoppar kylning av jordens yta genom att reflektera kortvågsstrålning (synlig och nära infraröd) från solen, vilket minskar mängden solstrålning som absorberas vid ytan, vilket förstärker jordens albedo . Det mesta av solljuset som når marken absorberas, vilket värmer ytan, som avger strålning uppåt vid längre infraröda våglängder. Vid dessa våglängder fungerar dock vatten i molnen som en effektiv absorbator. Vattnet reagerar med att stråla, även i det infraröda, både uppåt och nedåt, och den nedåtgående långvågsstrålningen ger ökad uppvärmning vid ytan. Detta är analogt med växthuseffekten av växthusgaser och vattenånga .

Släkttyper på hög nivå visar särskilt denna dualitet med både kortvågig albedo - kylning och långvågig växthusuppvärmningseffekt. På det hela taget tenderar iskristallmoln i den övre troposfären (cirrus) att gynna nettouppvärmningen. Den kylande effekten är dock dominerande med mellanliggande och låga moln, speciellt när de bildas i omfattande ark. Mätningar från NASA indikerar att effekterna av låga och medelhöga moln som tenderar att främja kylning överväger uppvärmningseffekterna av höga lager och de varierande utfall som är förknippade med vertikalt utvecklade moln.

Lika svårt som det är att utvärdera inverkan av nuvarande moln på nuvarande klimat, är det ännu mer problematiskt att förutsäga förändringar i molnmönster och egenskaper i ett framtida, varmare klimat, och de därav följande molnpåverkan på framtida klimat. I ett varmare klimat skulle mer vatten komma in i atmosfären genom avdunstning vid ytan; eftersom moln bildas från vattenånga, förväntas grumligheten öka. Men i ett varmare klimat skulle högre temperaturer tendera att förånga molnen. Båda dessa påståenden anses vara korrekta, och båda fenomenen, kända som molnåterkopplingar, återfinns i klimatmodellberäkningar. I stort sett, om moln, särskilt lågmoln, ökar i ett varmare klimat, leder den resulterande kyleffekten till en negativ återkoppling i klimatresponsen på ökade växthusgaser. Men om låga moln minskar, eller om höga moln ökar, är feedbacken positiv. Olika mängder av dessa återkopplingar är den främsta orsaken till skillnader i klimatkänslighet hos nuvarande globala klimatmodeller. Som en konsekvens har mycket forskning fokuserat på hur låga och vertikala moln svarar på ett förändrat klimat. Ledande globala modeller ger dock helt olika resultat, där vissa visar ökande låga moln och andra visar minskningar. Av dessa skäl är troposfäriska molns roll för att reglera väder och klimat fortfarande en ledande källa till osäkerhet i prognoser för global uppvärmning .

Polar stratosfär

Linsformade pärlemormoln över Antarktis

Polära stratosfäriska moln (PSC) bildas i den lägsta delen av stratosfären under vintern , på den höjd och under säsongen som ger de kallaste temperaturerna och därför de bästa chanserna att utlösa kondens orsakad av adiabatisk kylning. Fukt är knappt i stratosfären, så pärlemor och icke-pärlemormoln på detta höjdområde är begränsade till polarområden på vintern där luften är kallaste.

PSC:er visar viss variation i struktur beroende på deras kemiska sammansättning och atmosfäriska förhållanden, men är begränsade till ett enda mycket högt höjdområde på cirka 15 000–25 000 m (49 200–82 000 fot), så de klassificeras inte i höjdnivåer, släkttyper , arter eller sorter. Det finns ingen latinsk nomenklatur på samma sätt som troposfäriska moln, utan snarare beskrivande namn med vanlig engelska.

Underkyld salpetersyra och vatten-PSC, ibland känd som typ 1, har vanligtvis ett stratiformt utseende som liknar cirrostratus eller dis, men eftersom de inte är frusna till kristaller visar de inte pastellfärgerna hos pärlemortyperna. Denna typ av PSC har identifierats som en orsak till ozonnedbrytning i stratosfären. De frusna pärlemortyperna är vanligtvis mycket tunna med pärlemorfärger och ett böljande cirriform eller linsformigt (stratocumuliform) utseende. Dessa kallas ibland för typ 2.

Polar mesosfärisk

Nattljus moln över Estland

Polära mesosfäriska moln bildas på ett extremt höjdområde på cirka 80 till 85 km (50 till 53 mi). De får det latinska namnet noctilucent på grund av deras belysning långt efter solnedgången och före soluppgången. De har vanligtvis en blåaktig eller silvervit färg som kan likna starkt upplyst cirrus. Noctilucent moln kan ibland anta mer av en röd eller orange nyans. De är inte vanliga eller tillräckligt utbredda för att ha en betydande effekt på klimatet. Men en ökande frekvens av förekomsten av nattlysande moln sedan 1800-talet kan vara ett resultat av klimatförändringar.

Noctilucenta moln är de högsta i atmosfären och bildas nära toppen av mesosfären på ungefär tio gånger höjden av troposfäriska höga moln. Från marknivå kan de ibland ses upplysta av solen under djup skymning . Pågående forskning indikerar att det konvektiva lyftet i mesosfären är tillräckligt starkt under polarsommaren för att orsaka adiabatisk kylning av en liten mängd vattenånga till mättnadspunkten. Detta tenderar att ge de kallaste temperaturerna i hela atmosfären strax under mesopausen. Dessa förhållanden resulterar i den bästa miljön för bildandet av polära mesosfäriska moln. Det finns också bevis för att rökpartiklar från brända meteorer tillhandahåller mycket av de kondensationskärnor som krävs för bildandet av nattlysande moln.

Noctilucenta moln har fyra huvudtyper baserat på fysisk struktur och utseende. Typ I-slöjor är mycket tunna och saknar väldefinierad struktur, ungefär som cirrostratus fibratus eller dåligt definierad cirrus. Typ II-band är långa strimmor som ofta förekommer i grupper anordnade ungefär parallellt med varandra. De är vanligtvis mer spridda än de band eller element som ses med cirrocumulusmoln. Typ III bågar är arrangemang av tätt placerade, ungefär parallella korta strimmor som mestadels liknar cirrus. Typ IV-virvlar är partiella eller, mer sällan, kompletta ringar av moln med mörka centra.

Fördelningen i mesosfären liknar stratosfären förutom på mycket högre höjder. På grund av behovet av maximal kylning av vattenångan för att producera nattlysande moln, tenderar deras distribution att vara begränsad till polära områden på jorden. En stor säsongsmässig skillnad är att konvektiv lyftning underifrån mesosfären driver mycket knappa vattenånga till högre kallare höjder som krävs för molnbildning under respektive sommarsäsong på norra och södra halvklotet. Iakttagelser är sällsynta mer än 45 grader söder om nordpolen eller norr om sydpolen.

Utomjordisk

Molntäcke har setts på de flesta andra planeter i solsystemet . Venus tjocka moln består av svaveldioxid (på grund av vulkanisk aktivitet) och verkar vara nästan helt stratiforma. De är ordnade i tre huvudlager på höjder av 45 till 65 km som skymmer planetens yta och kan producera virga . Inga inbäddade cumuliforma typer har identifierats, men trasiga stratokumuliforma vågformationer ses ibland i det översta lagret som avslöjar mer kontinuerliga lagermoln under. På Mars har noctilucent, cirrus, cirrocumulus och stratocumulus som består av vattenis detekterats mest nära polerna. Vatten-isdimma har också upptäckts på Mars.

Både Jupiter och Saturnus har ett yttre cirriformigt molndäck som består av ammoniak, ett mellanliggande stratiformt haze-molnlager gjort av ammoniumhydrosulfid och ett inre däck av cumulusvattenmoln. Inbäddade cumulonimbus är kända för att existera nära den stora röda fläcken på Jupiter . Samma kategori-typer kan hittas som täcker Uranus och Neptunus , men är alla sammansatta av metan . Saturnus måne Titan har cirrusmoln som tros bestå till stor del av metan. Cassini -Huygens Saturn-uppdraget avslöjade bevis på polära stratosfäriska moln och en metancykel på Titan, inklusive sjöar nära polerna och flodkanaler på månens yta.

Vissa planeter utanför solsystemet är kända för att ha atmosfäriska moln. I oktober 2013 tillkännagavs upptäckten av optiskt tjocka moln på hög höjd i atmosfären på exoplaneten Kepler-7b , och i december 2013, i atmosfärerna GJ 436 b och GJ 1214 b .

I kultur och religion

Joshua passerar floden Jordan med förbundsarken (1800) av Benjamin West , som visar Jahve som leder israeliterna genom öknen i form av en molnpelare , som beskrivs i 2 Mos 13:21–22

Moln spelar en viktig mytisk eller icke-vetenskaplig roll i olika kulturer och religiösa traditioner. De forntida akkaderna trodde att molnen (i meteorologi, förmodligen den kompletterande egenskapen mamma ) var brösten på himmelsgudinnan Antu och att regn var mjölk från hennes bröst. I 2 Mosebok 13:21–22 beskrivs Yahweh som att leda israeliterna genom öknen i form av en " molnpelare " på dagen och en " eldstolpe " på natten. I Mandaeism nämns också ibland uthras (himmelska varelser) som att de är i anana ("moln"; t.ex. i Right Ginza Book 17, kapitel 1), vilket också kan tolkas som kvinnliga gemål.

I den antika grekiska komedin Molnen , skriven av Aristofanes och först uppfördes i City Dionysia 423 f.Kr., förklarar filosofen Sokrates att Molnen är de enda sanna gudarna och säger åt huvudpersonen Strepsiades att inte dyrka några andra gudar än Molnen, utan att hylla dem ensamma. I pjäsen ändrar molnen form för att avslöja den sanna naturen hos den som tittar på dem, och förvandlas till kentaurer vid åsynen av en långhårig politiker, vargar vid åsynen av förskingraren Simon, rådjur vid åsynen av den fega Cleonymus. och dödliga kvinnor vid åsynen av den kvinnliga angivaren Kleisthenes . De hyllas som inspirationskällan för komiska poeter och filosofer; de är mästare i retorik och betraktar vältalighet och sofistik som sina "vänner".

I Kina är moln symboler för tur och lycka. Överlappande moln (i meteorologi, troligen duplicatusmoln) tros innebära evig lycka och moln av olika färger sägs indikera "mångfaldiga välsignelser".

Molnskådning eller molnskådning är en populär barnaktivitet som går ut på att titta på molnen och leta efter former i dem, en form av pareidolia .

Se även

Referenser

Bibliografi

• Ackerman, Steven A. (2011). Meteorologi: Moln och växthuseffekten . Jones och Bartlett. ISBN 978-0-7637-8927-5.

externa länkar

• Aktuell global karta över totalt molnvatten
• Månadskartor över globalt molntäcke , från NASA:s Earth Observatory
• Världsmeteorologiska organisationens (WMO) International Cloud Atlas International Cloud Atlas