Jeśli masz wyjść z domu i chcesz wiedzieć, jaka będzie pogoda, to wcale nie musisz w tym celu oglądać prognozy. Wystarczy, że wyjrzysz przez okno i spojrzysz na chmury. Dzięki odrobinie wiedzy o tym, jak powstają, możesz określić, czy wystąpią opady, a także wskazać, jaka będzie wilgotność powietrza.

RnsUaSKnGmTlq
Wyróżniamy wiele rodzajów chmur; rozpoznanie ich na niebie pozwala w pewnym stopniu przewidzieć pogodę
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
  • w jakich stanach skupienia występuje woda;

  • w jakich warunkach woda zmienia stany skupienia;

  • jakie są składniki pogody.

Twoje cele
  • Omówisz obieg wody w przyrodzie.

  • Wyjaśnisz, jak powstają chmury.

  • Rozpoznasz podstawowe rodzaje chmur.

  • Wyjaśnisz, w jaki sposób obserwacje chmur pomagają w określaniu wybranych składników pogody.

iVCljsMdwy_d5e197

1. Krążenie wody w przyrodzie

Woda na Ziemi znajduje się w ciągłym ruchu. Z całej powierzchni naszej planety unosi się para wodna, która ulatuje do atmosfery. Woda paruje przede wszystkim z powierzchni rzek, jezior, mórz i oceanów. Para wodna pochodzi również z obszarów pokrytych śniegiem i lodem, a także z powierzchni gruntu. Ogromne znaczenie w procesie parowania mają też rośliny oraz, w mniejszym stopniu, pozostałe organizmy.
Kiedy na dużej wysokości powietrze się ochłodzi, para wodna ulega skropleniu. W bardzo niskiej temperaturze często zamienia się bezpośrednio w lód. Z pary wodnej powstają chmury, z których woda opada na powierzchnię Ziemi w postaci deszczu, śniegu lub gradu. Woda ta zbiera się w jeziorach, rzekach i oceanach, wsiąka w podłoże i jest pobierana przez organizmy żywe. W ten sposób cykl się zamyka. Cały opisany szereg procesów nazywa się krążeniem wody w przyrodzie.

RH9hxpaQpzSai
Krążenie wody w przyrodzie
Źródło: Krzysztof Jaworski, tylko do użytku edukacyjnego na zpe.gov.pl.
iVCljsMdwy_d5e236

2. Powstawanie chmur

Jednym z etapów krążenia wody w przyrodzie jest powstawanie chmurchmurychmur. Chmura to obserwowane w atmosferze skupisko pary wodnej lub lodu.
Jak już wiemy, im szybciej wzrasta temperatura powierzchni wody lub lądu, tym szybciej nagrzewa się powietrze. Wiemy też, że w atmosferze znajduje się para wodna. Im wyżej, tym temperatura jest niższa. Powietrze ulega więc ochłodzeniu i para wodna zaczyna się skraplać. Podczas tego procesu jej cząsteczki osadzają się na drobnych pyłkach w powietrzu, czyli dochodzi do kondensacjikondensacjakondensacji pary wodnej. W ten sposób skroplona woda tworzy chmurę. Jeśli powietrze na dużej wysokości ma dodatnią temperaturę, to chmura będzie się składać z kropelek wody. Jeśli powietrze ma temperaturę ujemną, to chmura zbudowana będzie z kryształków lodu.

RdU2asAZbR18S
Film ukazuje powstawanie chmury burzowej.
Powstawanie chmur
Obserwacja 1

Sprawdzenie, jak powstają chmury.

Co będzie potrzebne
  • plastikowa butelka z nakrętką,

  • woda,

  • zapałki.

Instrukcja
  1. Do butelki wlej tyle wody, żeby zakrywała jej dno.

  2. Zakręć butelkę i mocno nią potrząśnij.

  3. Poproś osobę dorosłą, by zapaliła zapałkę.

  4. Kiedy zapałka wypali się do połowy, osoba dorosła powinna zdmuchnąć płomień i wrzucić ją do butelki. Natychmiast mocno zakręć butelkę.

  5. Kilkakrotnie ściśnij mocno butelkę. Co obserwujesz?

Podsumowanie

W butelce znajduje się para wodna. Jej drobiny osadzają się na cząstkach pyłu (dymu) z tlącej się zapałki. Ściskając butelkę, zwiększasz w niej ciśnienie i dochodzi do skraplania się pary wodnej i powstawania chmury.

Ciekawostka

Piloci szybowców – statków powietrznych pozbawionych napędu – uczą się rozpoznawania chmur powstających w prądach wznoszących. Są one dla nich oznaką występowania kominów wznoszącego się, ciepłego powietrza. Również niektóre ptaki, np. bociany i wiele drapieżnych, wykorzystują prądy wznoszące, by zwiększyć wysokość lotu bez potrzeby machania skrzydłami.

iVCljsMdwy_d5e326

3. Rodzaje chmur

Na niebie można ujrzeć chmury znacznie różniące się od siebie wyglądem. Budowa, kształt chmur i sposób, w jaki pokrywają niebo zależą od temperatury oraz wilgotności powietrza, wysokości, na jakiej powstają, a także od prądów powietrznych. Różnorodność kształtów chmur jest duża, ale można wyróżnić kilka ich rodzajów.

Różnorodność chmur
Obserwacja 2

Badanie wyglądu chmur.

Co będzie potrzebne
  • kartka papieru,

  • ołówek.

  • Obserwacji należy dokonać w pogodny dzień, kiedy niebo nie jest całkiem zachmurzone.

Instrukcja
  1. Wyjdź przed dom lub szkołę i przyjrzyj się chmurom.

  2. Spróbuj opisać ich wygląd. Jeśli widzisz chmury o różnych kształtach, oceń, które z nich znajdują się wyżej, a które niżej.

  3. Wybierz jedną chmurę i spróbuj ją narysować. Czy jest to łatwe, czy trudne? Dlaczego?

Podsumowanie

Na niebie znajdują się różne rodzaje chmur. Nie ma wśród nich dwóch takich samych, ale niektóre są do siebie podobne.

Rodzaje chmur wyróżnione na podstawie kształtu

Nazwa chmur

Wysokość zalegania

Jak wyglądają

Z czego są zbudowane

Opady

Pierzaste

5 – 13 km

delikatne, często w postaci mlecznych jedwabistych kłębuszków lub zmarszczek

kryształki lodu

nie dają opadów

Kłębiaste

1 – 4 km

pojedyncze, gęste obłoki w kształcie pagórków lub kopuł, podstawa jest płaska; kiedy Słońce oświetla je z boku – są lśniąco białe, gdyż odbijają światło, ich podstawy są ciemnoszare

kropelki wody lub kryształki lodu (w przypadku chmur burzowych)

na ogół bez opadów; chmury kłębiaste burzowe przynoszą krótkotrwałe, silne opady i burze

Warstwowe

100 m – 2 km

niska, szara warstwa chmur, zazwyczaj jednolicie pokrywająca niebo

kropelki wody lub kryształki lodu

opady długotrwałe

RcTLfSKFDODEw1
Rodzaje chmur
Źródło: Valentin de Bruyn, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
R1CPoiifqpL6j
Podział chmur
Źródło: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY-SA 3.0.
Ciekawostka

Niektóre chmury mają przedziwne kształty. Nad górami pojawiają się czasem chmury soczewkowe, które wyglądają jak latające talerze. Nieuważni obserwatorzy biorą je za niezidentyfikowane obiekty latające – UFO.

R1dHiApCtnJJz
Chmura soczewkowa. Powstaje ona, gdy wilgotne powietrze zbliża się do szczytu górskiego
Źródło: Rootmeansquare, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.
iVCljsMdwy_d5e415

4. Chmury i zjawiska pogodowe

Obserwacje chmur pomagają w określeniu prognozy pogody. Pozwalają bowiem na określenie, czy w najbliższej przyszłości można spodziewać się opadów. Na przykład niskie, rozległe, szare chmury zwiastują długotrwałą mżawkę. Chmury kłębiaste na ogół nie dają opadów, najczęściej oznaczają dobrą pogodę. Natomiast chmury ciemne, gęste i mierzące nawet kilka kilometrów od podstawy do szczytu są zapowiedzią krótkich, ale silnych opadów, a nawet burzy. Burza trwa zazwyczaj krótko, ale jest zjawiskiem bardzo gwałtownym. Składają się na nią silny wiatr i rzęsisty deszcz (czasami grad), a także wyładowania elektryczne – pioruny.

Rodzaje chmur wyróżnione na podstawie kształtu i budowy
Ciekawostka

Jednym z najniebezpieczniejszych zjawisk atmosferycznych są trąby powietrznetrąba powietrznatrąby powietrzne. Powstają one tylko w rozległych chmurach burzowych, gdy szybko wznoszące się ciepłe powietrze wprawione zostaje w ruch wirowy przez wiatr wiejący w górnej części chmury. Skutkiem tego powstaje wir powietrzny o kształcie leja. Prędkość wiru osiąga nawet 100‑150 m/s. Wirujące powietrze może porywać ze sobą różne przedmioty – niekiedy samochody i fragmenty domów.

RlqbcLXU2njCR
Trąby powietrzne są powszechne w USA
Źródło: Justin Hobson, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
iVCljsMdwy_d5e458

Podsumowanie

  • Chmura to skupisko kropel wody albo kryształków lodu lub ich mieszaniny unoszących się w atmosferze.

  • Chmury powstają, gdy ciepłe, wilgotne powietrze wznosi się i ochładza, skutkiem czego para wodna się skrapla.

Praca domowa

1
Ćwiczenie 1
Rt7SGZt9fUjon
Na podstawie kształtu chmur, oceń, czy w ciągu najbliższych kilku godzin spadnie deszcz. (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RpJqUUU8HoTfZ
Ćwiczenie 1
Wersja alternatywna ćwiczenia: Zaznacz cechy charakterystyczne dla chmur warstwowych. Możliwe odpowiedzi: 1. Niska, szara warstwa, pokrywa jednolicie niebo., 2. Pojedyncze, gęste obłoki., 3. Długie opady., 4. Bez opadów., 5. Krótkie opady.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 2
R1BtVwA3CmfRj
Stwórz własny atlas chmur. Narysuj lub sfotografuj obserwowane chmury. Korzystając z atlasu chmur, Internetu lub innych źródeł, nazwij ich rodzaj. (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1NMgrAxjkkVO
Ćwiczenie 2
Wersja alternatywna ćwiczenia: Wskaż cechy chmur kłębiastych. Możliwe odpowiedzi: 1. Pojedyncze, gęste obłoki., 2. Jednolita warstwa pokrywająca niebo., 3. Zalega na wysokości 1-4 km., 4. Zalega na wysokości 5-13 km., 5. Przeważnie bez opadów., 6. Intensywne opady.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
iVCljsMdwy_d5e552

Słownik

chmury
chmury

obserwowane w atmosferze skupisko pary wodnej lub lodu

kondensacja
kondensacja

skraplanie się pary wodnej w atmosferze i jej osadzanie na drobnych unoszących się zanieczyszczeniach i pyłach

trąba powietrzna
trąba powietrzna

szybko obracający się wir powietrzny w kształcie komina lub leja

iVCljsMdwy_d5e625

Zadania

1
Pokaż ćwiczenia:
11
Ćwiczenie 1
RlzChPP1tHZA51
Im dalej od powierzchni Ziemi, tym temperatura powietrza jest Możliwe odpowiedzi: 1. wyższa., 2. niższa., 3. mroźniejsza.
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
1
Ćwiczenie 2
R1PKLUMU0SFqv1
Wybierz odpowiedzi, które mogą stanowić zakończenie zdania: Wysoko w atmosferze jest na tyle zimno, że para wodna zaczyna zamieniać się w Możliwe odpowiedzi: 1. krople wody., 2. trąbę powietrzną., 3. bezbarwny gaz., 4. kryształki lodu.
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
1
Ćwiczenie 3
R1Um40gR1FTlT1
Wskaż zdania, które poprawnie opisują chmury pierzaste. Możliwe odpowiedzi: 1. Chmury pierzaste są zbudowane z kropli wody., 2. Chmury pierzaste zapowiadają opady śniegu., 3. Obecność chmur pierzastych na niebie zapowiada brak opadów., 4. Chmury pierzaste składają się z kryształków lodu.
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
1
Ćwiczenie 4
RxWsr7T1OzU3H1
Zaznacz zjawiska związane z krążeniem wody w przyrodzie. Możliwe odpowiedzi: 1. parowanie wody, 2. skraplanie wody, 3. płynięcie cieków, 4. następowanie pór roku, 5. falowanie powierzchni jezior, 6. spadek lub wzrost ciśnienia
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
1
Ćwiczenie 5
R12exuFZg3UjC1
Uzupełnij puste miejsca, wybierając brakujące elementy z listy. Powstawanie chmur jest ściśle powiązane z 1. warstwowe., 2. malejącą zawartością tlenu w atmosferze., 3. wzrostem temperatury i gęstości powietrza., 4. wznoszeniem się ciepłego powietrza i jego stopniowym wychładzaniem., 5. pył., 6. chmurę., 7. pierzaste., 8. kurz., 9. kłębiaste., 10. lodu., 11. gaz., 12. kierunkiem silnie wiejącego wiatru.
Ochłodzona para wodna tworzy w powietrzu 1. warstwowe., 2. malejącą zawartością tlenu w atmosferze., 3. wzrostem temperatury i gęstości powietrza., 4. wznoszeniem się ciepłego powietrza i jego stopniowym wychładzaniem., 5. pył., 6. chmurę., 7. pierzaste., 8. kurz., 9. kłębiaste., 10. lodu., 11. gaz., 12. kierunkiem silnie wiejącego wiatru.
Chmury powstałe w najwyższej części atmosfery to chmury 1. warstwowe., 2. malejącą zawartością tlenu w atmosferze., 3. wzrostem temperatury i gęstości powietrza., 4. wznoszeniem się ciepłego powietrza i jego stopniowym wychładzaniem., 5. pył., 6. chmurę., 7. pierzaste., 8. kurz., 9. kłębiaste., 10. lodu., 11. gaz., 12. kierunkiem silnie wiejącego wiatru.
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
1
Ćwiczenie 6
RE5nsaXKaPFvP1
Chmury warstwowe zazwyczaj zapowiadają Możliwe odpowiedzi: 1. brak opadów., 2. długotrwałe opady., 3. słoneczne dni.
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
1
Ćwiczenie 7
RH0f764KAcigi1
Czym jest trąba powietrzna? Wskaż dwie poprawne odpowiedzi. Możliwe odpowiedzi: 1. łagodnym sposobem wymiany powietrza, 2. silnym wiatrem wiejącym tylko w USA, 3. wirem powietrznym, 4. niebezpiecznym zjawiskiem atmosferycznym
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
bg‑azure

Notatnik

R1QPpDfYHWnRX
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.