Dinamika oblaka - Mlađen Ćurić

Oblaci su najuočljivije obeležje vremena. Oni opčinjavaju raznovrsnom lepotom ali izazivaju i velike strahote. Paperjasti, svetleći, tmurni kišonosni, olujni, grmljavinski i gradonosni samo su neki od mnoštva vrsta oblaka koji zaodevaju nebo najraznovrsnijim meteorološkim ruhom. Zbog toga su oblaci prisutni u izrekama, mitologiji i religiji. Ništa manje ne pobuđuju pažnju ni slikara, pesnika, kompozitora.

Oblaci su integralni deo vremena, klime i globalnog ciklusa kruženja vode. Oni pokrivaju oko polovinu Zemlje u svakom trenutku vremena. Poznavanje prirode oblaka je od ključnog značaja za prognozu vremena, bilans atmosfer-skog zračenja, daljinska merenja u atmosferi, zagađenost i hemiju atmosfere kao i za modifikaciju vremena. Zbog toga oni su predmet intenzivnih izuča-vanja.

Četrdesetih godina dvadesetog veka izučavanje oblaka se vrši u okviru za-sebne meteorološke discipline koja se zove Fizika oblaka. Metodologija izuča-vanja kojom se služi uvrštava meteorologiju u red fundamentalnih nauka. Na-ročita pažnja posvećena je nastanku i razvoju mikroelemenata oblaka, kaplji-ca i ledenih kristala. Došlo se do saznanja da se formiranje padavina ne može razumeti samo na osnovu poznavanja mikroprocesa u oblacima. Bilo je oči-gledno da kretanje vazduha u i oko oblaka odlučujuće utiču na koncentraciju, raspodelu po dimenzijama i uopšte, prirodu oblačnih delića. Tako se formira-la posebna disciplina u meteorologiji – Dinamika oblaka. Ona postaje ključna disciplina moderne meteorologije.

Savremena merenja karakteristika oblaka pomoću radara, satelita i avio-laboratorija kao i razvoj glomaznih numeričkih modela oblaka omogućili su brojna saznanja o oblacima. Ta znanja su pretočena u svetu i u udžbeničku literaturu. U nas je ovo drugo izdanje prvog udžbenika iz ove oblasti. Prošire-no je u delu koji se odnosi na prepoznavanje karakteristika oblaka dobijenih merenjima doplerovim dvojno polarizovanim radarima kao i najnovijim nu-meričkim modelovanjem oblaka. Nadam se da će zadovoljiti zahteve raznih korisnika.

PREDGOVOR.. 9
1. PREPOZNAVANJE OSNOVNIH KARAKTERISTIKA OBLAKA.... 11
1.1. Uvod ... 11
1.2. Praćenje tipa oblačnih sistema .... 12
1.3. Vizuelno imenovanje (klasifikacija) oblaka ... 17
1.3.1. Međunarodno imenovanje oblaka...... 17
1.3.2. Definicije oblaka ...... 19
1.4. Prepoznavanje oblačnih sistema pomoću satelita ...... 24
1.4.1. Mezorazmerni konvektivni sistemi ........ 25
1.4.2. Oblačnost tropskih ciklona... 25
1.4.3. Cikloni umerenih širina .. 26
1.5. Imenovanje oblaka pomoću dvojno polarizovanog radara ... 26
1.5.1. Uvod ......... 26
1.5.2. Koeficijent korelacije (CC) ... 27
1.5.3. Razlika refleksivnosti (ZDR) .... 34
1.5.4. Specifična razlika faza (KDP) .... 54
1.5.5. Definicija specifične razlike faza (KDP)... 59
1.5.6. Stub razlike refleksivnosti (CZDR. 66
1.6. Vremenska razmera oblaka, vertikalna brzina i vodnost .......... 77
1.6.1. Magla .... 79
1.6.2. Stratusni i Stratocumulusni oblaci ..... 80
1.6.3. Slabo razvijeni Cumulusni oblaci.. 80
1.6.4. Dobro razvijeni Cumulusni oblaci ...... 81
1.6.5. Cumulonimbusni oblaci ....... 81
1.6.6. Stabilni orografski oblaci .... 82
2. PLITKI OBLACI.... 83
2.1. Uvod ............ 83
2.2. Magla i Stratus u graničnom sloju koji se hladi sa donje strane ...... 84
2.2.1. Tipovi magle i mehanizmi formiranja ...... 84
2.2.2. Priroda radijacione magle ..... 86
2.2.3. Model radijacione magle ........ 93
2.2.4. Stratus i Stratocumulus u graničnom sloju koji se zagreva sa donje strane.. 97
2.3. Cirusni oblaci ....... 97
2.3.1. Mikro, kinematičke i radijacione karakteristike .... 98
2.3.2. Klimatologija oblaka ...... 99
2.3.3. Način izučavanja dinamike ........ 100
2.3.4. Cirrus uncinus ...... 100
2.3.5. Stvaranje cirusnih oblaka od nakovnja Cb oblaka ..... 102
2.3.6. Razređeni cirusni oblak dalje od izvora stvaranja ... 107
2.4. Altostratus i Altocumulus ....... 111
2.4.1. Altocumulus kao konvektivni oblak visoke baze ...... 111
2.4.2. Altostratusi i Altocumulusi kao plitki oblaci na visini ..... 111
2.4.3. Stvaranje ledenih čestica u Altocumulusnim elementima ..... 112
2.4.4. Interakcija Altocumulusa i nižih slojeva oblaka ...... 113
3. NIMBOSTRATUS
3.1. Uvod .......... 114
3.1.1. Razlika između stratiformnih i konvektivnih padavina .... 115
3.1.2. Struktura radarskog ehoa ........... 117
3.1.3. Mikrofizička merenja..... 118
3.1.4. Uloga konvekcije .. 119
3.2. Nimbostratus sa ugnežđenom plitkom konvekcijom u gornjem delu ..... 120
3.3. Nimbostratus povezan sa dubokom konvekcijom ....... 123
3.4. Zračenje i turbulentno mešanje u Nimbostratusu........ 125
4. KONVEKCIJA......... 128
4.1. Uvod .......... 128
4.2. Parametri konvekcije ........ 129
4.2.1. Parametri temperature ...... 130
4.2.2. Parametri temperature i vlage..... 132
4.2.3. Parametri temperature, vlage i vetra.... 133
4.2.4. Parametri vetra.... 134
4.2.5. Neadijabatski parametar konvekcije.. 135
4.3. Neorganizovana konvekcija 140
4.3.1. Termici u obliku mehura. 141
4.3.2. Termici u obliku struje148
4.3.3. Termici u obliku izdužene perjanice.... 150
4.3.4. Praktična primena osobina termika.... 152
4.4. Organizovana konvekcija ...... 153
4.4.1. Opšte o ćelijskoj konvekciji ....... 154
4.4.2. Teorija ćelijske konvekcije ... 156
4.4.3. Oblačnost koja prati organizovanu konvekciju ..... 163
5. OROGRAFSKI OBLACI .... 167
5.1. Uvod .......... 167
5.2. Uticaj oblika terena na oblake .......... 168
5.2.1. Plitki oblaci na navetrenoj strani ..... 170
5.2.2. Oblaci planinskih talasa ....... 171
5.2.3. Oblaci povezani sa strujanjem oko izolovanih planina .... 172
5.2.4. Orografski konvektivni oblaci ........... 174
5.2.5. Uticaj dolinske cirkulacije na razvoj oblaka ......... 175
5.2.6. Orografske padavine .... 176
6. CUMULUSNI OBLACI ..... 179
6.1. Uvod ...... 179
6.2. Potisak u konvektivnim oblacima ..... 181
6.3. Poremećenje pritiska...... 183
6.4. Razmena ..... 186
6.4.1. Opšte o razmeni ... 187
6.4.2. Parametrisanje razmene ..... 193
6.5. Dnevni i prostorni razvoj Cu ....... 203
6.6. Meteorološki uslovi obrazovanja Cu ...... 207
6.6.1. Vertikalni gradijent temperature i vlažnost u konvektivnom sloju .... 207
6.6.2. Turbulentnost u konvektivnom sloju ..... 208
6.7. Osmotrene karakteristike unutar Cu .. 209
6.7.1. Vertikalna kretanja ...... 209
6.7.2. Temperatura ..... 212
6.7.3. Vodnost ......... 213
6.8. Razvoj maritimnih Cu.... 215
6.8.1. Obrazovanje grupa Cu iznad okeana........ 217
7. OLUJNI OBLACI....... 219
7.1. Uvod ........ 219
7.2. Deskriptivni modeli i tipovi olujnih oblaka ..... 220
7.2.1. Jednoćelijski Cb oblaci ........... 224
7.2.2. Višećelijski Cb oblaci ....... 228
7.2.3. Superćelijski oblaci ....... 230
7.2.4. Oblaci sa parom vrtloga koji se razdvajaju.... 233
7.3. Faktori okoline i razvoj Cb ......... 237
7.4. Vrtložnost u Cb oblacima ........... 239
7.4.1. Horizontalna komponenta vrtložnosti ....... 240
7.4.2. Vertikalna komponenta vrtložnosti ........... 240
7.5. Dinamika superćelijskih oblaka ........ 245
7.5.1. Evidencija o razdvajanju Cb oblaka .......... 245
7.5.2. Mehanizam razdvajanja ćelija Cb oblaka ..... 248
7.6. Vertikalne brzine unutar Cb oblaka ...... 258
7.6.1. Opšte o vertikalnim brzinama ..... 258
7.6.2. Nagib uzlazne struje ..... 264
7.6.3. Turbulencija i mešanje u uzlaznoj struji ....... 267
7.6.4. Kretanje olujnih oblaka ........ 269
7.7. Olujni front........ 272
7.7.1. Spuštanje vazduha u padavinskoj zoni i razlivanje ... 272
7.7.2. Formiranje dinamičkog mezoanticiklona .......... 273
7.7.3. Vertikalna struktura olujnog isticanja .......... 275
7.7.4. Brzina kretanja olujnog fronta ....... 280
7.8. Vazdušni slapovi .............. 282
7.8.1. Definicija i deskriptivni modeli .......... 283
7.8.2. Uticaj mikroslapova na let aviona .......... 285
7.8.3. Mehanizmi koji uslovljavaju mikroslapove ...... 286
7.9. Premošćavanje Cb oblaka............... 288
7.10. Tornado ................. 289
7.10.1. Definicije..... 289
7.10.2. Morfologija, životni ciklus i slika štete......... 289
7.10.3. Povezanost tornada i matičnog oblaka ......... 292
7.10.4. Tromba i pijavica ......... 294
7.10.5. Dvojno polarizovane radarske karakteristike tornada .... 296
7.10.6. Teorija dinamike tornada ....... 301
7.11. Skupine Cb oblaka ...... 310
7.11.1. Cb oblaci na liniji nestabilnosti ........ 310
7.11.2. Mezorazmerni konvektivni oblačni sistemi (MKOS) ... 311
8. NUMERIČKI MODELI KONVEKTIVNIH OBLAKA......... 314
8.1. Uvod .......... 314
8.2. Jednodimenzioni modeli ......... 316
8.2.1. Jednodimenzioni modeli sa uprošćenom mikrofizikom....... 316
8.2.2. Složeniji jednodimenzioni modeli ...... 319
8.3. Dvodimenzioni modeli ...... 323
8.4. Kompleksni trodimenzioni modeli oblaka ...... 326
8.5. Principi formulisanja modela oblaka .... 329
9. OBLACI VELIKIH VISINA .......... 332
9.1. Uvod ............. 332
9.2. Biserni oblaci ......... 333
9.3. Noćni svetleći oblaci....... 333
9.3.1. Osmotrene karakteristike ..... 333
9.3.2. Teorija nastanka.. 334
KORIŠĆENA LITERATURA