Cirrus (Ci) to chmura pierzasta. Należy do lodowych chmur wysokich i wystepuje w górnej troposferze – jej podstawa może wystapić poniżej izotermy 0°C (czyli wyżej w atmosferze tropikalnej, niżej w obszarach polarnych). W Europie, chmura cirrus może wystepowac na wysokości od 6 000 do 12 000 m. Temperatury w chmurach cirrus są wynoszą zwykle od -10°C do -40°C. Tropopauza jest naturalną barierą dla wierzchołków chmur cirrus. Typowa chmura cirrus wyglądem przypomina pierze, kłaczki lub „włosy anielskie”.
Morfologia (kształt)
Poza mniej lub bardziej zdefiniowanym wyglądem pierzastym, często obserwowaną i łatwo rozpoznawalną odmianą chmury Cirrus jest Cirrus uncinus – cirrus haczykowaty lub cirrus przecinkowy. Kształt haczykowaty (przecinkowy) wynika z różnic w prędkości wiatru na różnych poziomach. Opadające kryształki lodu znajdują się w powietrzu o coraz mniejszej lub coraz większej prędkości, co powoduje charakterystyczny, wyciągniety, haczykowaty wygląd. Natomiast zaczątek cirrus uncinus jest powodowany przypuszczalnie konwekcją.
Nazwa cirrus obejmuje również dość szeroki zakres chmur lodowych w troposferze, czasami z wygladu jednorodnych, lub nawet niewidzialnych gołym okiem.
Mikrofizyka
Mikrofizyka chmur Cirrus jest stosunkowo prosta. Cirrusy zbudowane są wyłącznie z kryształków lodu głównie w kształcie heksagonalnych (sześciokątnych) płytek lub heksagonalnych kolumn. Nukleacja (początek krystalizacji) kryształów lodu w troposferze jest przypuszczalnie heterogeniczna, co oznacza, że jej zarodkami są zanieczyszczenia. Koncentracja kryształów lodu w górnej troposerze jest trudna do przewidzenia i istnieje szereg hipotez wyjaśniających dlaczego jest ona często wyższa niż można by to ocenić na podstawie ilości lodowych jąder nukleacji. Kryształy tworzące chmury cirrus sa dość jednorodne i nie wykazuja ogromnej zmienności obserwowanej w kryształach lodu na powierzchni Ziemi. Masa kryształów lodu wydaje się być skorelowana ze zmniejszającą się temperaturą otoczenia, aczkolwiek korelacja ta nie jest bardzo wyraźna. Chmury lodowe typu Cirrus wystepują także w atmosferze polarnej i w stratosferze chociaż ich nazewnictwo jest mniej ustalone. W atmosferze polarnej chmury lodowe nazywane są Stratosferycznymi Chmurami Polarnymi (PSC) i są w dużym stopniu odpowiedzialne za tzw. dziurę ozonową. Temperatury są wtedy niższe od -40°C a nukleacja kryształów lodu może przybierać inne formy, np kryształy sześcienne.
Powiązane zjawiska meteorologiczne
W szerokościach umiarkowanych chmury cirrus są zwykle jednym z pierwszych zwiastunów nadchodzącego ciepłego frontu atmosferycznego, a zatem, pogorszenia pogody. Dzieje się tak dlatego, że ciepłe, wilgotne powietrze wślizguje się nad powietrze zimne podobnie jak to ma miejsce w (nachylonym) pasie transmisyjnym, dostarczając wilgotności do wysokich warstw atmosfery. Para wodna, krystalizując się na lodowych jądrach nukleacji, tworzy chmury lodowe.
Cirrusy pojawiają się najczęściej na bezchmurnym niebie. Czasem występują razem z chmurami cirrocumulus i cirrostratus – taka sytuacja oznacza, że przełom pogody jest już bardzo posunięty.
Wyróżnić można tutaj kilka odmiennych sytuacji:
gdy cirrusy przekształcają się w warstwę chmur cirrostratus, oznacza to zbliżanie się frontu ciepłego;
szybkie pojawienie się cirrusów razem z poziomymi chmurami cumulus oznacza nadciąganie chłodnego powietrza z północy lub północnego zachodu,
wolno przesuwające się ze wschodu na zachód czasem występują podczas ustalonej pięknej pogody.
W atmosferze tropikalnej, częste są cirrusy, których grubość optyczna jest bardzo mała, tak że nie są dostrzegalne gołym okiem.
Innym typem chmur lodowych w atmosferze tropikalnej są cirrusy związane z intensywną konwekcją – kowadłem chmur konwekcyjnych.
Cirrusy powstają także z rozpadu smug kondensacyjnych samolotów lecących na wysokości tropopauzy.
Cirrusy często można również obserwować pod koniec dnia, w którym powstawały bardzo mocno rozbudowane chmury konwekcyjne pompujące parę wodną z warstwy granicznej do górnych warstw atmosfery.
[Edytuj]
Powiązane zjawiska optyczne
Obecność sześciokątnych (heksagonalnych) kryształków lodu związana jest z fascynującymi zjawiskami optycznymi typu halo, łuk zenitalny, słońca poboczne oraz wieloma innymi. Na podstawie obserwacji zjawisk optycznych takich jak halo, można okreslić wielkość sześciokątnych kryształków lodu, ich ułożenie w atmosferze, a nawet to czy zawierają niedoskonałości. Dla przykładu zjawisko pełnego halo występuje tylko wtedy kiedy kryształy lodu ułożone są losowo w atmosferze lub kiedy kilka kryształów jest złączonych ze sobą.
Na podstawie analizy zdjęć satelitarnych chmur wysokich, można okreslić prędkość wiatru na poziomie występowania chmur.
[Edytuj]
Klimat i chmury cirrus
Jedną z hipotez ogólnych zmian klimatu jest oddziaływanie chmur lodowych typu cirrus poprzez sprzężenie zwrotne z parą wodną transportowaną do górnych warstw atmosfery.
Innym czynnikiem powodującym zwiekszone stężenie pary wodnej może być transport samolotowy i zwiekszona nukleacja kryształów lodu.
Cirrusy związane z intensywną konwekcją w atmosferze tropikalnej mogą, poprzez zmniejszenie stopnia nasłonecznienia, ograniczać temperaturę powierzchni oceanu (tzw. hipoteza termostatu w tropikach).
Chmury lodowe maja różny wpływ na temperaturę ziemi w atmosferze tropikalnej i w atmosferze polarnej. Dzieje sie tak dlatego, że chmury (a) odbijaja przychodzące promieniowanie słoneczne; (b) oddziaływują z wychodzącym od Ziemi promieniowaniem podczerwonym (tzw. efekt cieplarniany). Niezależnie od wysokości i szerokości geograficznej, chmury cirrus odbijają promieniowanie słoneczne, zmniejszając w ten sposób ilość dochodzącego promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi. Albedo słoneczne chmur cirrus może się zmieniać od znikomego do nawet 50-70% w atmosferze tropikalnej. Natomiast efekt cieplarniany chmur cirrus zależy od szerokości geograficznej ze wzgledu na ilość pary wodnej przy powierzchni Ziemi.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Cirrus