Nube (natural y artificial)

Las nubes son productos de condensación de vapor de agua suspendidos en la atmósfera, visibles en el cielo desde la superficie de la tierra. Consisten en pequeñas gotas de agua y/o cristales de hielo (llamados elementos de nube).

• los elementos de nube de goteo se observan a temperaturas del aire en la nube superiores a -10 °C
• composición mixta (gotas y cristales) - de -10 a -15 °C 
• cristalinas - a temperaturas en la nube por debajo de -15 °C

A medida que los elementos de las nubes se agrandan y aumentan su tasa de caída, caen de las nubes en forma de precipitación. Como regla general, la precipitación cae de las nubes, que al menos en alguna capa tienen una composición mixta (cumulonimbus, capas-lluvia, capas altas). Llovizna débil (en forma de llovizna, granos de nieve o nieve fina débil) puede caer de la composición uniforme de las nubes (goteo o cristal) – en capas, en capas cumulonimbus.

Para cada tipo de nube, puede especificar en qué nivel o niveles se encuentran estas nubes. Dependiendo de las condiciones de temperatura y de la Altitud de la tropopausa, los límites de los niveles varían ligeramente en diferentes latitudes. 

Base de nubes:

• el nivel superior se encuentra en latitudes polares a altitudes de 3 a 8 km, en latitudes templadas de 6 a 13 y en latitudes tropicales de 6 a 18 km;
• nivel medio-respectivamente de 2 a 4, de 2 a 7 y de 2 a 8 km;
• nivel inferior en todas las latitudes, desde la superficie de la tierra hasta 2 Km. 

Las nubes pinnadas, cumulonimbus pinnado y en capas pinnadas se encuentran en el nivel superior

Alta y alta capa - en el nivel medio

Estrato-cumulonimbus, estrato y estrato-pluvioso-en la parte inferior

Las nubes de alta capa a menudo penetran en el nivel superior,las capas de lluvia generalmente penetran en los niveles superpuestos.

Las bases de las nubes cumulonimbus y cumulonimbus casi siempre se encuentran en el nivel inferior, pero sus vértices a menudo penetran en el nivel medio, y en las nubes cumulonimbus y en el nivel superior. Por lo tanto, estas nubes se llaman nubes de desarrollo vertical, así como convectivas.

Hay muchas formas de nubes, pero en la versión moderna de la clasificación internacional, las nubes se dividen en diez formas principales (géneros) en apariencia. En los géneros principales, se distinguen un número significativo de especies, variedades y características adicionales,y también se distinguen formas intermedias.

Por separado, vale la pena destacar este tipo de nubes como nubes artificiales o artificiales: CI trac. (Cirrus tractus, cirrus-pinnado, tractus-huella).

Rastro de condensación (nombres erróneos: obsoleto-rastro de inversión, jerga-rastro de chorro) es un rastro visible de vapor de agua condensado que se produce en la atmósfera detrás de los aviones en movimiento en ciertos Estados de la atmósfera. El fenómeno se observa con mayor frecuencia en las capas superiores de la troposfera, con mucha menos frecuencia en la tropopausa y la estratosfera. En algunos casos, también se puede observar a bajas altitudes.

Su nombre proviene del proceso de condensación que conduce a su aparición. Solo ocurre en condiciones en las que la cantidad de vapor de agua excede la cantidad necesaria para la saturación. Estas condiciones están determinadas por el punto de rocío, la temperatura a la que el vapor de agua contenido en el aire alcanza la saturación a una humedad específica dada y una presión constante. El grado de saturación se caracteriza por la humedad relativa: el porcentaje de la cantidad de vapor de agua contenido en el aire a la cantidad requerida para la saturación (a la misma temperatura).

Además de estas condiciones, también es necesario la presencia de centros de condensación. A temperaturas de hasta -30... -40 °C el vapor de agua durante la condensación pasa a la fase líquida, a temperaturas inferiores a−30... -40 °C el vapor de agua se convierte inmediatamente en cristales de hielo, evitando la fase líquida.

El proceso de evaporación también juega un papel importante en la formación de la huella, lo que lleva a su desaparición.

Hay dos razones principales para la aparición de condiciones para la condensación y la aparición de trazas:

1. Aumento de la humedad del aire. cuando se agrega al vapor de agua atmosférico el vapor de agua contenido en los gases de escape del motor de la aeronave como resultado de la combustión del combustible. Esto aumenta el punto de rocío en un volumen limitado de aire (detrás de los motores). Si el punto de rocío se eleva por encima de la temperatura del aire ambiente, a medida que los gases de escape se enfrían, el exceso de vapor de agua se condensa. La cantidad de vapor de agua emitido por el motor depende de su potencia y modo de funcionamiento, es decir, del consumo de combustible.

2. Reducción de la presión y la temperatura del aire sobre el ala y dentro de los vórtices, que surgen al envolver varias partes de la aeronave. Los vórtices más intensos se forman en las puntas de las alas y las aletas liberadas, así como en los extremos de las palas de las hélices. Si la temperatura cae por debajo del punto de rocío, el exceso de vapor de agua atmosférico se condensa en el área sobre el ala y dentro de los vórtices. El grado de reducción de la presión y la temperatura dependen de parámetros tales como la masa de la aeronave, el coeficiente de elevación, la magnitud de la resistencia inductiva, Etc. Los centros de condensación también contribuyen a la formación de una huella de condensación en forma de partículas de combustible no quemado o no completamente quemado (hollín).

Junto con la condensación se produce el proceso inverso - evaporación: las partículas de vapor de agua condensada se evaporan y la huella desaparece con el tiempo. La velocidad de evaporación está influenciada por la humedad del aire circundante y el estado agregado de las partículas de la huella. Cuanto más seco es el aire, más rápida es la evaporación. Por el contrario, la evaporación no ocurre cuando el vapor de agua está en un estado de saturación. Vapor de agua condensado a temperatura del aire-30... -40 ° C parcialmente, y a temperaturas inferiores a -40 °C se convierte completamente en cristales, la evaporación de los cristales de hielo es significativamente más lenta que las gotas de agua.

Por lo tanto, la posibilidad de aparición y el tiempo de existencia de la huella de condensación, así como su tipo, dependen de la humedad y la temperatura del aire ambiente (todo lo demás es igual). A baja humedad y temperatura relativamente alta, la huella puede estar ausente en absoluto, ya que en tales condiciones el vapor de agua no alcanza el estado de sobresaturación. Cuanto mayor es la humedad y menor es la temperatura, más vapor de agua se condensa, peor es la evaporación, por lo tanto, la huella es más rica y más larga. Y con una humedad relativa cercana al 100% y una temperatura baja, la mayor cantidad de vapor de agua se condensa, la alta humedad impide la evaporación de las partículas de la huella, lo que conduce a la formación de rastros de condensación que pueden existir durante mucho tiempo, a menudo convirtiéndose en nubes cirriformes o cirristocúmulos. Dado que el vapor de agua en la atmósfera no se distribuye uniformemente, esta es la razón de la misma huella "desigual".

Las huellas de condensación no solo se forman a grandes altitudes de vuelo. En el aeródromo de hielo de la Estación Polar Scott Amundsen (Altitud 2830 m sobre el nivel del mar), bajo ciertas condiciones (temperatura del aire menos grados 50 y por debajo), esta huella se forma ya en el despegue o el aterrizaje, y detrás de los aviones turbohélice (C-130 "Hércules" de la fuerza aérea de los Estados Unidos).

La aparición de la llamada "medusas" del vehículo de lanzamiento ocurre en la tropopausa. Esto se ve afectado por los vapores de agua que experimentan una mayor condensación. Por lo tanto, también son rastros de condensación, pero de un tipo ligeramente diferente.

Causas de la aparición de rastros de condensación desiguales

La distribución desigual del vapor de agua en la atmósfera es la causa de la misma huella "desigual". Se pueden dar varios ejemplos de las causas de la irregularidad de las huellas:

Vórtice final del ala

Un avión volador deja atrás una región perturbada de la atmósfera llamada vía satélite. Esta estela está formada principalmente por los chorros a reacción de los motores y los vórtices finales del ala. La torsión se explica por la diferencia de presión en las superficies inferior y superior del ala. Como resultado del flujo de aire desde la región de alta presión en la superficie inferior del ala a la región de baja presión en la superficie superior, se forman vórtices potentes a través de su extremo. Cuanto mayor sea la diferencia de presión y, por lo tanto, la fuerza de elevación con la que el flujo actúa sobre el ala, mayor será la intensidad de los vórtices finales. Las velocidades circunferenciales en una pista de vórtice con un diámetro de 8-15 m pueden alcanzar los 150 km/h.

La visualización del vórtice final se realizó con un generador de traza de humo. Las perturbaciones atmosféricas causadas por el impacto de la huella de vórtice existen durante mucho tiempo, decayendo gradualmente, reduciendo la velocidad circunferencial del movimiento.

Como resultado de la interacción entre sí, los vórtices descienden y divergen gradualmente.

Al observar la estela de condensación de un avión que vuela, encontramos que aproximadamente 30-40 segundos después del vuelo del avión, comienza a cambiar su apariencia bajo la influencia de la estela de vórtice en desarrollo. En la intersección de las huellas de condensación y vórtice, hay formas muy intrincadas que tienen patrones completamente definidos.

Número de motores de avión

Dependiendo del número de motores y su ubicación en el avión, la pista de condensación puede ser de una o dos vías. La huella de condensación y su transformación capturan los procesos aerodinámicos que acompañan el vuelo de la aeronave.

Corrientes de vórtice

Al realizar maniobras en grandes ángulos de ataque (20° o más), la naturaleza del flujo de las superficies de la aeronave cambia drásticamente. En la superficie superior del ala y el fuselaje, se forman áreas desprendibles en las que, debido a la disminución de la presión, surgen condiciones para la condensación de la humedad atmosférica. Gracias a esto, es posible observar el vuelo del avión y sin trazadores.

Brillante rastro de poscombustión

Los motores de los aviones de combate modernos están equipados con boquillas ajustables supersónicas. Como regla general, en el modo de postcombustión del motor, la presión en el corte de la boquilla excede la presión del aire ambiente. A una distancia considerable del corte de la boquilla, la presión en el chorro y en la atmósfera deben igualarse. A medida que se aleja del corte de la boquilla, la presión en el chorro disminuye y la velocidad del gas aumenta. La sección transversal del chorro aumenta, como se muestra esquemáticamente en la figura a continuación.

El gas por inercia continúa expandiéndose, y en la sección más amplia del chorro, la presión se vuelve más baja que la atmosférica. Después de eso, el chorro comienza a estrecharse, la presión en él se acerca a la atmosférica y la velocidad disminuye en consecuencia. El frenado del flujo supersónico produce un salto de compactación directo. Como resultado, en alguna parte del chorro, las velocidades se vuelven subsónicas y la presión es correspondientemente más alta que la atmosférica. Como se puede ver, la forma del chorro se vuelve en forma de barril. El proceso se repite.

El chorro de gas tiene una temperatura de más de 2000 °K, por lo que su brillo hace visibles los procesos que ocurren cuando expira. Las áreas de brillo brillante son visibles en aquellos lugares del chorro donde se forman saltos de compactación directos.

Cuando el motor funciona en el posquemador detrás de la boquilla de chorro, hay un chorro visible de gases calientes, que tiene una estructura característica "rayada", los llamados discos de Mach).

Con la combustión incompleta del queroseno (debido a la falta de oxígeno), el chorro tendrá un color rojo con anillos verticales amarillos. Si la combustión está bien optimizada, entonces el color de la llama será azul.Gorenje Debido a la imperfección del equipo de combustible de algunos motores, a veces se observa un efecto interesante: en el mismo avión, un motor de poscombustión tiene un escape azul, el segundo tiene un rojo o amarillo.

Para sobrevolar la ciudad, hay restricciones de altura mínima para no molestar a los residentes con el ruido de los motores, por lo que el avión sobre la ciudad aumenta la altura, lo que puede causar la formación de una huella en esta sección de la trayectoria.

Poco a poco, el equilibrio entre el aire circundante y el agua en el rastro comenzará a restablecerse y el rastro se derretirá. La Duración de este proceso depende de muchos factores. Por ejemplo, el contenido de agua y las partículas de combustible quemado en el chorro de escape, que ayudan a formar niebla, atrapando la humedad sobre sí misma. Por lo tanto, las huellas de diferentes aviones pueden derretirse de diferentes maneras, debido a las diferencias en la composición del combustible, el diseño y la configuración de los motores, la diferencia en la potencia y sus modos de operación.

Por la noche, las huellas son más gruesas y duran más tiempo, porque por la noche y la atmósfera es más estable y la nube de condensación no es calentada por el sol. Lo que mantiene su temperatura dentro del punto de rocío. 

Formas extrañas de nubes hechas por el hombre

Dependiendo de las condiciones ambientales (como los flujos de aire) y las características de la aeronave, pueden tomar formas extrañas.

A veces, con la ayuda de tales huellas, puede crear dibujos o incluso escribir letras, símbolos, palabras y oraciones completas. Este tipo de escritura se llama Skywriting. Las primeras inscripciones en el cielo se hicieron en Inglaterra en 1919, en Estados Unidos en 1920. Ahora las inscripciones pueden ser de varios colores y tamaños y se aplican, principalmente, con fines publicitarios.


Por lo general, es blanco, pero también puede ser de color oscuro. Rastro oscuro detrás de un avión convencional se forma a partir de combustible no completamente quemado. Por lo general, esto ocurre en modos transitorios, es decir, durante la aceleración o maniobra.


Estela de condancia en forma de bucle (círculo, giro brusco) a menudo deja un avión que hace un control Visual de las condiciones meteorológicas. En este caso, el avión se eleva 10 000 m, se coloca en un círculo para comunicarse con los aeródromos de reserva y luego se reduce en una espiral corta.

A veces, las huellas de condensación (inversión) de los aviones pueden tomar formas y contornos extraños: aparecen varios remolinos, anillos, estructuras redondeadas, torretas, hilos. Estas formaciones son causadas por la acción la inestabilidad de Crowe (Crow Instability) por el apellido de su descubridor. La mayoría de las veces, este fenómeno se observa detrás de enormes transatlánticos, donde los vórtices de aire detrás de las alas interactúan con la huella de inversión y crean vibraciones sinusoidales, distorsionando su estructura original.

Viento

El movimiento de las nubes en diferentes direcciones se puede observar en los casos en que no son sólidos, están ubicados en diferentes niveles, y el viento a diferentes alturas tiene diferentes direcciones.

Las nubes en el aire se mueven a lo largo del flujo de aire, y con la altura cambia a veces no muy notablemente, y otras veces - en un ángulo muy significativo, fácilmente fijo visualmente, sin ningún tipo de instrumentos. Hay varias razones para cambiar la dirección y la velocidad del viento con altura: en la capa inferior de un kilómetro y medio, esta es una disminución en la fricción del flujo de aire contra la superficie de la tierra (el viento con altura, a medida que se debilita la fricción, se intensifica y gira gradualmente hacia la derecha varias decenas de grados, generalmente no más de 30-40°); en niveles más altos, bajo la influencia de la distribución horizontal de la temperatura, experimenta una rotación izquierda o derecha, se fortalece o se debilita, incluso puede cambiar la dirección a la opuesta. Los meteorólogos saben que con la Altitud, cuando se transfiere calor, el viento gira gradualmente hacia la derecha, cuando se transfiere frío, hacia la izquierda. En general, siempre obedece a una ley simple: sopla a lo largo de líneas de igual presión - isobar, dejando un área de baja presión a la izquierda. La posición de las isobaras con la altura varía de acuerdo con la distribución horizontal de la temperatura del aire.

Debido a la fricción con la superficie de la tierra, la velocidad del viento en la tierra es menor que en las alturas. La capa de aire en la que se produce la desaceleración de la velocidad se llama capa de frenado. En terrenos llanos, la altura de la capa de frenado es de 1-2 Km. Cuanto mayor sea la velocidad, más fuerte será la influencia de la fuerza de Coriolis, por lo tanto, a medida que aumenta la altura en la capa de frenado, se produce un giro a la derecha en el hemisferio Norte y a la izquierda en el sur.

En la capa de frenado, con el aumento de la Altitud, la velocidad del viento aumenta, y su dirección en el hemisferio Norte gira a la derecha.

El viento solo a bajas velocidades (hasta 4 m/s) es tranquilo: las partículas de aire se mueven a lo largo de trayectorias paralelas. A velocidades superiores a 4 m / s, el flujo de aire adquiere un carácter remolino (turbulento), en el que las rutas de los chorros de aire individuales se cruzan y se vuelven muy complejas.

Existe un patrón constante de disminución de la velocidad del viento con la Altitud y cambio de dirección del viento en la estratosfera en la estación cálida. De Hecho, la transición del viento de la dirección oeste a la Oriental, es decir, lo contrario, se produce en una capa de varios cientos de metros de espesor. Esta capa recibe el nombre de velopausa. El cambio en la dirección del viento se debe a la formación en verano en la estratosfera de un anticiclón de gran Altitud, que llega durante el día polar para reemplazar al ciclón polar frío de invierno. Tan pronto como en las alturas la dirección en la que disminuye la presión cambia en el horizonte en sentido contrario, también cambia la dirección del viento.

Los datos meteorológicos del viento indicados en el pronóstico del tiempo en sitios web temáticos o en los medios de comunicación se determinan por el promedio de un período de tiempo de 10 minutos de las lecturas de un anemómetro ubicado a una altura de 10 metros. Estas mediciones se pueden repetir cada hora.

Por lo tanto, ellos mismos las nubes, debido a la variedad de formas, pueden confundirse con Ovnis pero también pueden servir ayudantes para calcular la altura aproximada del vuelo OVNI. Para ello, es necesario conocer la clasificación de las nubes y los procesos que tienen lugar en la troposfera.

Gracias a estos datos, no solo se puede calcular (o simplemente estimar) la altura del movimiento de un objeto que vuela en el cielo y su velocidad, sino también distinguir los objetos que se mueven gracias al viento e independientemente de él.

En primer lugar, al notar un objeto que vuela en el cielo, debe prestar atención a la presencia de nubes. Por su apariencia se puede determinar el tipo. Esto permitirá estimar la altura aproximada del vuelo de la nube. Al averiguar si el objeto se esconde detrás de la nube, o se encuentra debajo de ella, se puede observar la altura aproximada del objeto.

Además, los datos anteriores permiten estimar aproximadamente la velocidad del objeto.

El objeto puede moverse hacia el movimiento de las nubes, en contra, y tener una trayectoria de vuelo independiente. Se puede estimar el tipo de movimiento de este objeto comparando la trayectoria y la velocidad del movimiento del objeto y las nubes a la altura del movimiento del objeto (ya que la velocidad y la dirección del viento pueden variar a diferentes altitudes).

Puede calcular la velocidad relativa del movimiento de un objeto midiendo el tiempo de movimiento de una nube o parte de ella en relación con objetos estacionarios (por ejemplo, entre dos ramas de un árbol) y el tiempo durante el cual el objeto observado vuela a la misma distancia.

Si fue posible determinar que el objeto vuela a baja Altitud (menos de 1 km), entonces debe prestar atención al humo si hay tuberías (por ejemplo, de fábrica) en la zona de visibilidad. La altura a la que el humo deja de elevarse indica una inversión de temperatura y una posible cizalladura del viento. El humo horizontal de la chimenea indica una velocidad del viento superior a 6...8m / S. el Ángulo de desviación del humo de la vertical indica su fuerza – cuanto mayor es el ángulo, mayor es la fuerza del viento.

Pannus scudus, scud clouds o nubes Scud, es un tipo de nube fragmentada a baja altura sobre el Suelo, de forma separada e irregular, que se encuentra debajo de nubes estratosféricas, cumulonimbus, de alta capa y cumulonimbus. Estas nubes a menudo tienen un aspecto irregular o delgado.