Különleges felhők

Mi is az a különleges felhő? Első megközelítésben bármi ide tartozhat, ami eltér a megszokottól. A tankönyvi definíció szerint a felhőosztályozáson kívül esők tartoznak ide, ez azonban nem egészen igaz, ugyanis ugyanitt olvashatjuk, hogy ilyenek például a nagy tüzekből származó felhők, amik viszont általában beazonosíthatóak: Cumulus vagy akár Cumulonimbus típusúak. Érdemesebb inkább azokat a felhőket ide csoportosítani, amiknek valamelyik alapvető tulajdonsága tér el az átlagtól, például a kialakulás módja, vagy a kémiai összetétele.

Különleges anyagú felhők

Általában a felhők építőanyaga vízcseppek és jégszemcsék, így ebbe a kategóriába az ettől eltérőek tartoznak, mint a poláris sztratoszférikus felhők, vagy az éjszakai világító felhők.

Poláris sztratoszférikus felhők (PSC-k)

A poláris sztratoszférikus felhők, ahogy a nevük is mutatja, a sztratoszférában helyezkednek el, 15-25 kilométer magasan. Anyaguk főleg jég és HNO3. Általában lencse alakúak, gyakran hegyek közelében alakulnak ki. Két fő típusuk van:

Az első nem látható, vagy legalábbis kevésbé látványos. Valamivel melegebben, -78 °C környékén alakul ki. Az anyaga HNO3 x 3 H2O, és különböző nitrogéntartalmú savak. Ez a fajta károsítja az ózonpajzsot.

A második a gyöngyházfényű felhő, angolul nacreous cloud vagy mother-of-pearl cloud. Kialakulásához hidegebb kell, nagyjából -85 °C. Csak tiszta, 10 mikrométer alatti szemcseméretű jégkristályokból áll.

Nagy hatással vannak az éghajlatra, ugyanis a felületükön képződnek a klórgyökök, amik tavasszal az Antarktisz területén (illetve a polárfronton belül, a légkörzéstől elzárt részen) erősen bontják az ózont. Ezt láncreakcióként addig folytatják újra meg újra, amíg nem lesz túl meleg, ugyanis bár a reakció napfényt igényel, viszont a klórgyök csak hidegben stabilis.

Éjszakai világító felhők (NLC-k)

Az éjszakai világító felhők fehéres-kékes, szálas, halványan derengő Cirrus-szerű képződmények.

Angol elnevezésük, a noctilucent clouds is ezt fejezi ki, éjszaka világító felhőket jelent. Tudományosabban polar mesospheric clouds, azaz poláris mezoszférikus felhő néven is emlegetik Magyar nyelvű cikkekben gyakran összekeverik a kettőt, és gyöngyházfényű felhőnek nevezik őket.

Megjelenésük oka az, hogy ők a normális felhőknél jóval magasabban, 75-90 kilométer magasan helyezkednek el, a mezoszférában. Naplemente után nem sokkal a Nap még viszonylag magasan van (6-16°-kal a horizont alatt), és ugyan a hagyományos, troposzférikus felhők fölött "elsüt", így azok a Föld árnyékába kerülnek, de a jóval magasabban lévő világító felhőt még eléri.

Az éjszakai világító felhőket a formájuk alapján négy csoportra oszthatjuk, ezek a következők:
1. Fátyolszerű (veil): ködszerű, nincs felismerhető struktúrája, csak az égbolt színéből következtethetünk NLC-re. Nem is mindig egyértelmű az azonosítása
2. Sávos (bands): hosszú csíkokból áll, amik keresztezhetik is egymást, de általában inkább párhuzamosak
3. Hullámos (waves): hajtincsekre emlékeztető forma, a legjellegzetesebb típus
4. Csavarodott (whirls): szélesebb sávokból áll, csavart forma

A világító felhők az űrből is látszanak. Nemrég kezdődött el a NASA AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) programja, aminek a keretében műholdas megfigyelésekkel gyűjtenek róluk adatokat. 2007. áprilisában a program keretében egy új műholdat állítottak pályára.

Legelőször 1883-ban jegyeztek fel éjszakai világító felhőre utaló megfigyelést, a Krakatau kitörése után, így azt feltételezik, hogy akkor a vulkáni hamuból jöttek létre ezek a felhők. Az utóbbi években egyre többször figyelik meg őket, de igazából nem lehet tudni, miből állnak. Többnyire a kozmikus eredetű port emlegetik, mint fő alkotójukat.

Az időjárással közvetlen kapcsolatban nem állnak, de a megjelenésük gyakorisága az utóbbi években nőtt, ennek köze lehet az éghajlatváltozáshoz, és ezzel a magas légkör hűléséhez, illetve emellett valószínűleg hatással van rá emberi tevékenység, a rakéták kilövésekor ugyanis plusz vizet juttatunk a mezoszférába.

Vulkanikus felhők

Vulkánkitörések alkalmával nagy mennyiségű gáz (HCl, HF, SO2) és aeroszol (szilikátok, szulfátok, halogének sói) jut a légkörbe, amiket utána a globális légkörzés gyorsan eloszlat, de a hatásuk akár 1-2 éven keresztül érzékelhető, nagy területen. Heves robbanás esetén ezek akár 15-20 kilométeres magasságba is feljuthatnak, és ha átjutnak a tropopauzán, a sztratoszférában hosszú időn át képesek kifejteni hatásukat.

Vulkánkitörések után gyakran megfigyelnek különböző speciális optikai jelenségeket, beszámolók szerint olyankor a felkelő és lenyugvó napnak a megszokottól eltérő, lilás-sárgás színe van, a Hold színe inkább kékes. Ez a jelenség egyébként megfigyelhető akkor is, amikor szaharai eredetű poros légtömeg érkezik fölénk.

Ugyanilyen helyzetben, napközben fordul elő a Bishop-jelenség, amikor sárgás-barnás körök jelennek meg a Nap körül. Ezt először 1883-ban, a Krakatau kitörése után figyelték meg.

Részben a vulkánkitörésekhez is kapcsolódik az előzőleg részletesen kitárgyalt világító felhők jelensége, ők is gyakrabban jelentkeznek kitörések után.

A vulkáni tevékenység hatással van közvetlenül az időjárásra, és a hosszabb távú (néhány éves) éghajlatra is. A kitöréskor kiszabadul nagy mennyiségű vízgőz is, ami kikondenzálódva a környékén heves esőzéseket okozhat.

Az éghajlatra két, egymással ellentétes irányú hatása van: az egyik, a magas légkörbe jutó aeroszolok hatása, amik elnyelik a beérkező sugárzás jelentős részét, ezzel melegítve a sztratoszférát, és hűtve a troposzférát. Ez időnként nagy mértékű lehűlést okozhat, van is rá példa a történelemben. Ilyen volt 1815-ben a Tambora kitörése után bekövetkezett "nyár nélküli év", feljegyzések szerint Észak-Amerikában júniusban havazott, illetve Kanadában befagytak a tavak. Ezzel ellentétes a CO2 kibocsátása, ugyanis a CO2 legnagyobb természetes eredetű forrása a vulkánosság. Ez üvegházhatású gáz lévén fűtené a troposzférát, de egy jóval gyengébb hatás.

Kijutnak kénvegyületek is, amik a légköri nedvességgel kénsavas felhőket alkotnak, ezek a poláris sztratoszférikus felhőkhöz hasonlóan segítik az ózonréteg bomlását.

A vulkánkitörések által keltett hamu- és SO2 felhők a METEOSAT geostacionárius műholdak képén is látszanak, a beazonosításukhoz kifejlesztettek egy úgy nevezett "vulkáni kompozit" műholdképet.

Különleges eredetű felhők

Ebbe a kategóriába tartoznak azok a felhők, amiknek a kialakulásához valami szokatlan kiváltó ok szükséges, valamilyen emberi hatás, vagy természetes, de ritka esemény.

Antropogén Cirruszok (Kondenzcsíkok)

Amennyire furcsán hangzik elsőre az "antropogén Cirrus" kifejezés, valójában olyan gyakori jelenségről van szó, egy párásabb napon számtalanszor láthatunk ilyet. A repülő elhaladása után ezek a csíkok gyakran órákig megmaradnak. Időnként Cirrus aviaticus néven is emlegetik őket, de ez nem elterjedt elnevezés, és valószínűleg nem is hivatalos.

A felhők kialakulásához nedvességre van szükség, és kondenzációs magokra. A repülők motorjából sokféle aeroszol kerül ki a légkörbe, főleg szén-dioxid, nitrogén-dioxid, korom ezek ugyanúgy segítik a felhő- és csapadékképződést, mint a természetes porszemcsék. A repülés magasságában -40-50 °C körüli a hőmérséklet, ezen a hőmérsékleten a levegő már kis mennyiségű vízpárától telítetté válik, és így ezeken a szemcséken a légkörben jelenlévő, illetve a repülő motorjából kikerült vízpára kikondenzálódik, felhőt képez.

Mint tudjuk, az emberek szeretnek különböző összeesküvés-elméleteket kitalálni, és ennek a kondenzcsíkok valahogy nagyon jó táptalajt adnak, eléggé megfoghatatlanok, és azt sem látja az átlagember, hogy miből vannak, így sok érdekeset írtak már róluk. Idézetek egy internetes bulvárlap "Tudomány" rovatából:

Nagy repülőterek közelében egészen komoly felhőtöbbletet, és ezzel a globálsugárzásban jelentkező hiányt tudnak okozni a kondenzcsíkok, ezáltal megváltoztatják az adott terület sugárzásviszonyait. Ez akkora különbséget jelent, hogy az éghajlati modellekbe is beépítik a hatásukat.

Antropogén gomolyok

Az emberi tevékenység hatására létrejövő gomolyfelhőket szokták Pyrocumulus néven is emlegetni, de ez sem tűnik hivatalos megnevezésnek.

Ezek a felhők bármilyen gomolyok lehetnek, Cumulus humilistől congestusig, egyes források szerint Cumulonimbus is lehet, egyes helyeken még a Pyrocumulonimbus kifejezés is használatos.

Az emberi eredetű Cumulusok igazából semmiben nem különböznek a hagyományosoktól, egyedüli érdekességük, hogy nagyobbra nőnek, mint amazok ugyanolyan körülmények között, az antropogén hatás ugyanis abban nyilvánul meg, hogy valamilyen hőhatással elősegítjük a konvekciót, plusz energiát adunk a légkörnek.

Két nagy csoportra oszthatjuk őket, a kialakulásuk oka szerint:
- Ipari eredetű gomolyok
- Nagy tüzek felett jelentkező gomolyok

Ipari eredetű gomolyképződés

Télen, ha a Mátrában járunk, nagyon jellegzetes kép tárul a szemünk elé, amikor sehol semmi felhő nem látszik, vagy csak rétegfelhők, és a hőerőműből szinte kinő egy Cumulus. Ilyenkor a gomoly egy helyben marad, végig az erőmű fölött áll.

A kép érdekessége, hogy tipikus inverziós helyzetben készült, éjszaka, és ennek ellenére az erőmű tudott elegendő energiát biztosítani hozzá, hogy egy nagy gomoly áttörje a hidegpárnát.

Az időjárásra való közvetlen hatását nevezzük gyárkémény-effektusnak.

Nagy tüzek fölött keletkező gomolyfelhők

Ez a típus nagyjából ugyanazt jelenti, mint az előző, de mivel más a kialakulásának oka, ezért úgy gondoltam, érdemes megkülönböztetni. Nem is feltétlenül antropogén hatásra alakul ki, erdőtüzek létrejöhetnek maguktól is.

A szerves anyagok égése során aeroszolok szabadulnak fel, például nagy mennyiségű korom. E mellé még, az előzőhöz hasonlóan a felszabaduló hő adja a konvekcióhoz szükséges energiát. Így a felhőképződéshez már csak légköri vízgőztartalom (esetleg a tűzoltók munkája) szükséges, az pedig többnyire van elég.

Gyárkémény-effektus

Ugyan nem felhő, de szorosan kapcsolódik az előbb tárgyalt jelenségekhez: egyértelműen emberi hatáshoz köthető, így érdemes megemlíteni a gyárkémény-effektust. A gyárakból kiáramlik a gőz, és aeroszolok, amiktől egyrészt az eredetileg is párás levegő eléri a telítettséget, másrészt az aeroszolok kondenzációs magként szolgálnak, elősegítik a felhő- és csapadékképződést.

Egy szemtanú beszámolója szerint:
"A Váci úton észak felé haladva körülbelül a Tesco áruháztól kezdve vált havassá a táj, akik Újpest-Városközpont felől érkeztek, azt mondták, hogy arrafelé semmilyen nyoma nem volt csapadéknak. Máshonnan az országból nem érkezett jelentés csapadékról abban az időben."

Vízesések felett keletkező felhők

Egy nagyobb vízesés folyamatosan porlasztja a vizet, és nagy mennyiségű extra vízgőzt juttat a légkörbe, így a közelében nagyobb a köd- és felhőképződés gyakorisága. Ezen kívül a nagyobb vízesések általában hegyekben szoktak lenni, ahol így az orografikus hatások erősítik a konvekciót is.

A cikk megtalálható a MetNet.hu "Érdekességek" rovatában is. Eredetileg az "Általános meteorológia 2" elnevezésű órára készült, beadandó feladatként.

Források: