Skyer

Dannelse og kilder

Skyer oppstår når luft som inneholder vanndamp avkjøles til duggpunktet, og det oppstår kondens på aerosolpartikler som støv, havsalt eller pollen.

Fuktighet som gir næring til skyer kommer fra fordampning på overflaten og fra transpirasjon fra planter; sammen blir disse prosessene ofte referert til som evapotranspirasjon .

Luft løftes og avkjøles av en rekke mekanismer – konveksjon fra overflateoppvarming, frontal løfting når luftmasser kolliderer, orografisk løfting over terreng og storskala konvergens i værsystemer – og hver mekanisme har en tendens til å produsere forskjellige skyformer og vertikale strukturer.

Radiativ avkjøling av overflaten om natten kan også føre til lav skydannelse, mens lokale fuktighetskilder som innsjøer eller vannede åkre kan så skyutvikling i nærheten.

Klassifisering og hvordan skyer ser ut

Meteorologer klassifiserer skyer primært etter høyde og grunnform . Brede høydegrupper er høye, middels og lave skyer, pluss en egen kategori for skyer med sterk vertikal utvikling:

• Høye skyer: cirrus , cirrostratus og cirrocumulus ; disse består hovedsakelig av iskrystaller og virker tynne eller tynne.
• Midtre skyer: altostratus og altocumulus ; disse ligger mellom de høye og lave lagene og signaliserer ofte værskifter.
• Lave skyer: stratus , stratocumulus og nimbostratus ; disse domineres av vanndråper og produserer ofte overskyet himmel og lett til moderat nedbør .
• Skyer med vertikal utvikling: cumulus og cumulonimbus ; disse spenner fra poser i godvær til ruvende tordenværsambolter som produserer kraftig regn , lyn og sterk vind .

Skynavn kan kombineres for å beskrive blandede egenskaper (for eksempel nimbostratus for tykke, regnbærende stratiforme skyer), og utseendet varierer med belysning, bakgrunnshimmel og fuktighetsinnhold.

Skymikrofysikk og nedbørsprosesser

Inne i en sky samhandler ørsmå dråper og iskrystaller konstant. Dråper vokser ved kondensering og ved å kollidere og koalescere med andre dråper; i varme skyer kan denne kollisjons-koalescensprosessen produsere regndråper.

I blandfaseskyer der is og superkjølt vann sameksisterer, fører Bergeron-prosessen til at iskrystaller vokser på bekostning av vanndråper, noe som ofte fører til snø eller is som deretter smelter til regn under varmere lag.

Aerosolkonsentrasjon, dråpestørrelsesfordeling og tilstedeværelsen av iskjerner påvirker alle om en sky produserer yr, jevnt regn, snø eller ingen nedbør i det hele tatt. Temperaturprofil, vertikale bevegelser og skytykkelse bestemmer den dominerende mikrofysiske banen.

Livssyklus og dynamikk

Skyer har en livssyklus: initiering, vekst, modning og forsvinning. Konvektive skyer er avhengige av kraftig oppdrift ; hvis oppdriften er sterk og vedvarende, bygger skyene seg vertikalt og kan utvikle nedbør og turbulens.

Medrivning , blanding av tørrere omkringliggende luft inn i en sky, kan begrense vekst og oppmuntre til fordampning og forråtnelse.

Frontale og stratiforme skydekk er mer avhengige av storskala løft og fuktighetskonvergens, og varer ofte lenger over et område. Lokale faktorer, som overflateoppvarming, topografi og fuktighet , former hvor lenge skyer lever og hvordan de utvikler seg.

Roll i vær og klima

Skyer er sentrale for både kortsiktig vær og langsiktig klima.

Ved å reflektere sollys øker skyer planetens albedo og utøver en kjølende effekt; ved å absorbere og re-utstråle infrarød energi fra overflaten, utøver de en varmende effekt.

Om et bestemt skylag har en netto oppvarmende eller avkjølende effekt avhenger av høyden over havet, tykkelsen, partikkelfasen og tidspunktet på dagen. Lave, tykke skyer har en tendens til å kjøle ned overflaten ved å reflektere sollys, mens høye, tynne skyer har en tendens til å varme opp ved å fange opp utgående stråling .

Fordi tilbakekoblinger fra skyer forsterker eller demper temperaturendringer, er de en viktig kilde til usikkerhet i klimaprognoser.

Observasjon og måling

Skyer observeres i mange skalaer og med mange instrumenter.

Trente observatører beskriver skytype og dekning fra bakken; takmålere estimerer skybasehøyden; radiosonder måler vertikale profiler av temperatur og fuktighet som indikerer hvor skyer kan dannes; værradar oppdager hydrometeorer og nedbørsstruktur; og satellitter gir bred dekning med synlige, infrarøde og mikrobølgekanaler som avslører skytopphøyde, fase og bevegelse.

Lidar og avanserte fjernsensorer kan profilere tynne skyer og aerosollag som er vanskelige å se med konvensjonelle instrumenter.

Numeriske værmodeller bruker disse observasjonene til å initialisere prognoser og representere skyprosesser, selv om det fortsatt er utfordrende å parametrisere skyer på modellnettskalaer.

Praktiske virkninger og anvendelser

Skyer påvirker mange menneskelige aktiviteter og bransjer.

Innen luftfart påvirker de sikt, turbulens og isingsrisiko; for solenergi modulerer de solcelleutgang og prognoseusikkerhet; i landbruket endrer skyer fordampning, skyggelegging og tidspunktet og mengden av nedbør; for vannressursforvaltning bestemmer skydrevne nedbørsmønstre tilstrømning i reservoarer og flomrisiko.

Skyobservasjoner er også avgjørende for vurderinger av luftkvalitet, planlegging av utendørsarrangementer og beredskapsrespons under kraftige uvær.