Νέφος

Αισθητική των νεφών.

Το νέφος (πληθυντικός: νέφη) ή σύννεφο (πληθυντικός: σύννεφα) αποτελεί ορατό σύνολο υδρατμών, λεπτότατων υδροσταγονιδίων ή λεπτότατων παγοκρυστάλλων, ή συνδυασμό των προηγουμένων, που προέρχονται από τη συμπύκνωση των υδρατμών που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα. Η δημιουργία νέφους πολύ πλησίον ή επί της επιφάνειας της Γης (ξηράς ή θάλασσας) ονομάζεται, ειδικότερα, ομίχλη.

Τα σύννεφα στην ατμόσφαιρα της Γης, μελετούνται από τη νεφολογία ή το κλάδο φυσικής νεφών της μετεωρολογίας. Δύο διαδικασίες, ενδεχομένως ενεργώντας από κοινού, μπορεί να οδηγήσουν στον κορεσμό του αέρα: η ψύξη του αέρα και η προσθήκη υδρατμών στον αέρα. Γενικά, οι ατμοσφαιρικές κατακρημνήσεις θα πέσουν στην επιφάνεια, με εξαίρεση τα virga (λωρίδες κατακρημνήσεων) που εξατμίζονται πριν φτάσουν στην επιφάνεια.

Τα σύννεφα μπορεί να δείξουν επαγωγική ανάπτυξη όπως οι σωρείτες, να έχουν τη μορφή στρωματοειδούς φύλλου, όπως τα στρώματα ή να εμφανίζονται σε λεπτή ινώδη κατάσταση όπως οι θύσανοι. Τα νέφη ορίζονται ως χαμηλού, μεσαίου, ή υψηλού επιπέδου με βάση την απόσταση της βάσης τους από το έδαφος. Ορισμένοι τύποι νεφών, ειδικά αυτών που διαθέτουν σημαντική κατακόρυφη έκταση, μπορεί να σχηματιστούν στο μεσαίο και χαμηλό επίπεδο ανάλογα με το ποσοστό υγρασίας του αέρα.

Τα νέφη έχουν στα αγγλικά λατινικές ονομασίες που οφείλονται στη λαϊκή προσαρμογή του συστήματος κατηγοριοποίησης νεφών Χάουαρντ, το οποίο άρχισε να διαδίδεται σε δημοτικότητα κατά το Δεκέμβριο του 1802. Οι συνοπτικές παρατηρήσεις του επιφανειακού καιρού κάνουν χρήση κωδικών αριθμών για τους τύπους των τροποσφαιρικών νεφών που είναι ορατά σε κάθε προγραμματισμένη ώρα παρατήρησης με βάση το ύψος και τη φυσική τους εμφάνιση.

Ενώ η πλειοψηφία των νεφών σχηματίζονται στην τροπόσφαιρα της Γης, υπάρχουν σπάνιες εξαιρέσεις όπου παρατηρούνται νέφη και στη στρατόσφαιρα και μεσόσφαιρα. Σε άλλους πλανήτες και δορυφόρους στο ηλιακό σύστημα παρατηρούνται επίσης νέφη, τα οποία συνήθως αποτελούνται από ουσίες όπως μεθάνιο, αμμωνία ή θειικό οξύ.

Δημιουργία νεφών

Τα σύννεφα σχηματίζονται από ανοδικά ρεύματα αέρα που κατά την άνοδό τους προς την τροπόσφαιρα ψύχονται αδιαβατικά, δηλαδή η ελάττωση της θερμοκρασίας του αέρα επέρχεται από την εκτόνωσή του και όχι από την εκπομπή θερμότητας στο περιβάλλον. Κατά την ψύξη, τα μόρια των υδρατμών «κολλούν» επάνω σε μικροσκοπικά σωματίδια της ατμόσφαιρας, τους πυρήνες, σχηματίζοντας τα υδροσταγονίδια των νεφών. Με τον τρόπο αυτό επέρχεται συμπύκνωση των υδρατμών όταν η θερμοκρασία αέρος βρεθεί κάτω του σημείου δρόσου του, και σχηματίζονται τα νέφη στα διάφορα ύψη της τροπόσφαιρας.
Τα ανοδικά ρεύματα του αέρα χωρίζονται στις εξής κατηγορίες:

• Ορογραφικά, τα οποία προκαλούνται από την παρεμβολή βουνών.
• Μετωπικά, τα οποία οφείλονται στην υπερθέρμανση αέρος δημιουργώντας έτσι μέτωπο.
• Ρεύματα που δημιουργούνται από την υπερθέρμανση της επιφάνειας του εδάφους ή της θάλασσας όπου εμφανίζεται η κατακόρυφη ανύψωση και
• ρεύματα που δημιουργούνται από στροβίλους, που οφείλονται στην τριβή του ανέμου σε διάφορες εξάρσεις της επιφάνειας του εδάφους.

Το ύψος στο οποίο επέρχεται η ψύξη των υδρατμών καλείται στάθμη συμπύκνωσης. Στο ύψος ακριβώς αυτό, σχηματίζεται και η βάση των νεφών. Ο καθορισμός του ύψους αυτού εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, κυρίως όμως από τη διαφορά θερμοκρασίας αέρος και δρόσου αυτού.

Τα υδροσταγονίδια από τα οποία αποτελούνται τα νέφη έχουν διάμετρο της τάξης του μικρόμετρου. Σύμφωνα με θερμομετρικές μετρήσεις, ο αέρας στα σύννεφα είναι ψυχρότερος από εκείνον που είναι γύρω τους.

Αρχικά θεωρείτο ότι οι υδροσταγόνες κατά τη δημιουργία τους πληρούνται από ελαφρά αέρια, που είναι συστατικά του ατμοσφαιρικού αέρα π.χ. ήλιο ή υδρογόνο, γι' αυτό δεν κατακρημνίζονται αμέσως μετά τη δημιουργία τους. Η σωστή εξήγηση είναι ότι τα σταγονίδια αυτά, ακόμη και οι παγοκρύσταλλοι, είναι τόσο ελαφρά που το βάρος τους εξουδετερώνεται από την αντίσταση του αέρα. Σημειώνεται, πάντως, πως εκτός από τα ανοδικά ρεύματα του αέρα, που συγκρατούν ούτως ή άλλως τα σύννεφα, σε πολλές περιπτώσεις και μέσα στα σύννεφα κινείται ο αέρας από τη βάση τους μέχρι την κορυφή τους. Έτσι, τα υδροσταγονίδια εξακολουθούν να αιωρούνται μέσα στη μάζα τους και, κατ΄ επέκταση, τα σύννεφα ως σύνολα αυτών στον ατμοσφαιρικό αέρα.

Απλούστερη δημιουργία μικροσκοπικού νέφους είναι η εκπνοή των ανθρώπων ή των ζώων σε παγωμένο περιβάλλον.

Ταξινόμηση νεφών

Ιστορικό

Το 1803 ο Βρετανός, φαρμακοποιός στο επάγγελμα και ερασιτέχνης μετεωρολόγος, Λιούκ Χάβαρντ (Luke Havard) (1772–1864) επινόησε την πρώτη ταξινόμηση των νεφών αναγνωρίζοντας, τρεις κύριους τύπους τους: τους Θυσάνους (Cirrus), τα Στρώματα (Stratus) και τους Σωρείτες (Cumulus).
Όμως, τόσο κατά το σχήμα και το μέγεθος, όσο και κατά το χρώμα, τα είδη των νεφών είναι πολύ περισσότερα. Εκείνη την εποχή, κάθε μετεωρολόγος έδινε στα νέφη που παρατηρούσε όποια ονομασία έκρινε καλύτερη. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τη διαφορετικότητα των γλωσσών, είχε ως αποτέλεσμα την αδυναμία συνεννόησης μεταξύ των μετεωρολόγων. Το πρόβλημα ήταν αρκετά σοβαρό, αφού η παρατήρηση των νεφών είναι εκείνη που πολλές φορές προλέγει την όποια πιθανότητα του είδους του καιρού που θα επακολουθήσει.
Στο συνέδριο του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού (Π.Μ.Ο.) το 1895 επιφορτίσθηκαν οι Χίλντεμπραντσον και Τεσεράν ντε Μπορ με τη συγγραφή ενός Διεθνούς άτλαντα νεφών, ώστε να τυποποιηθεί η ονοματολογία τους. Η πρώτη έκδοση του Άτλαντα έγινε το 1896 και περιλάμβανε οδηγίες για την ταξινόμηση, παρατήρηση και καταγραφή των νεφών σε τρεις γλώσσες (Γαλλικά, Γερμανικά και Αγγλικά) καθώς και εικονογράφηση.

Ακολούθησαν επανεκδόσεις και μεταφράσεις σε άλλες γλώσσες. Χρήση αυτού του συστήματος κάνουν σήμερα όλα τα Γραφεία καιρού του Κόσμου.

Ταξινόμηση (σύγχρονη)

Σχηματισμός από θυσάνους.

Για την ταξινόμηση των νεφών λήφθηκαν υπόψη δύο στοιχεία εκ των οποίων και διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες: μία με βάση τον τρόπο σχηματισμού τους και μία με βάση το ύψος που αυτά βρίσκονται.

1η Κατηγορία νεφών (κατά τρόπο σχηματισμού)

Σωρείτες ή Σωρειτόμορφα νέφη: Χαρακτηρίζονται όλα εκείνα που έχουν μορφή σωρού. Αυτά σχηματίζονται όταν ο υγρός αέρας αναγκάζεται να ανυψωθεί γρήγορα. Αυτό συμβαίνει π.χ. στις περιόδους ισχυρών ανοδικών θερμικών ρευμάτων. Συμβαίνει επίσης όταν θερμός αέρας αναγκάζεται σε άνοδο από ψυχρό αέρα που εισβάλλει τάχιστα όπως στα ψυχρά μέτωπα. Γενικά παρουσιάζουν μικρή βάση σε σχέση με το μεγάλο ύψος τους

Στρώματα ή Στρωματόμορφα νέφη: Χαρακτηρίζονται όλα εκείνα που έχουν μορφή στρώματος. Αυτά σχηματίζονται όταν ο υγρός αέρας ανυψώνεται με μικρότερη ταχύτητα απ΄ ότι συμβαίνει στα σωρειτόμορφα νέφη. Αυτό συμβαίνει π.χ. στα θερμά μέτωπα ή όταν ο ασταθής αέρας αναγκάζεται ν΄ ανυψωθεί λόγω πρόσκρουσής του σε οροσειρές ή σε υψηλές απόκρημνες ακτές. Στρωματόμορφα νέφη σχηματίζονται επίσης, όταν λόγω του μεγέθους των στροβίλων ο αέρας κατορθώνει ν΄ ανυψωθεί μέχρι του ύψους που μπορεί να επέλθει η συμπύκνωση των υδρατμών του. Γενικά παρουσιάζουν μεγάλη βάση σε οριζόντια έκταση σε σχέση με το ύψος τους.

2η Κατηγορία νεφών (καθ΄ ύψος παρατήρησης)

Ανώτερα νέφη

Μέσα νέφη ή Μεσαία

Κατώτερα νέφη και

Νέφη ανοδικών ρευμάτων

Οι παραπάνω τέσσερις οικογένειες νεφών της 2ης κατηγορίας υποδιαιρούνται σε δέκα γένη νεφών (ως παρακάτω "Πίνακας Ι").

Γενικά τα νέφη βρίσκονται σε συνεχή κίνηση και αλλαγή του σχήματός τους. Και η ασθενέστερη ακόμη ανοδική κίνηση τα συγκρατεί αιωρούμενα. Στην πραγματικότητα, όμως, αυτά κατέρχονται, λόγω του βάρους τους, με πολύ όμως μικρή ταχύτητα που φθάνει το ένα μέτρο ανά λεπτό.

Ονομασία νεφών

Γενικά οι ονομασίες των νεφών έχουν δοθεί έτσι ώστε να περιγράφεται το είδος και το σχήμα τους. Συχνά πρό της κυρίας ονομασίας προστίθενται ορισμένα προθέματα. Τα προθέματα αυτά είναι τρία:

Σχισμένο (Fracto), που προστίθεται όταν το νέφος έχει σχιστεί και τεμαχιστεί από πνέοντες ανέμους.

Ύψος (Alto), που προστίθεται στα "Μέσα νέφη", και το πρόθεμα

Μελανίας (Nimbus) που προστίθεται σε νέφη που θα δώσουν βροχές ή χιόνια

A. Ανώτερα νέφη: Τα ανώτερα νέφη σχηματίζονται σε ύψος 6.000 - 12.000 μέτρα. Θεωρούνται με την εμφάνισή τους ως αγγελιαφόροι μεταβολής του καιρού. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν τρεις ομάδες νεφών: οι θύσανοι, οι θυσανοσωρείτες και τα θυσανοστρώματα. Και οι τρεις αυτές ομάδες των ανωτέρων νεφών αποτελούνται από πολύ λεπτούς παγοκρυστάλλους. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι Θύσανοι, οι Θυσανοσωρείτες και τα Θυσανοστρώματα.
Β. Μέσα νέφη: Τα νέφη αυτά σχηματίζονται σε μέσο ύψος 3.000 μέτρα και αποτελούνται μόνο από υδροσταγονίδια. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν δύο βασικές ομάδες νεφών: οι Υψισωρείτες και τα Υψιστρώματα.
Γ. Κατώτερα νέφη: Η βάση αυτών των νεφών βρίσκεται πολύ κοντά στην επιφάνεια της Γης και το ύψος τους φθάνει τα 2.500 μέτρα. Στην κατηγορία αυτή ταξινομούνται τρεις ομάδες νεφών: τα Στρώματα, τα Μελανοστρώματα και οι Στρωματοσωρείτες.
Δ. Νέφη ανοδικών ρευμάτων: Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι Σωρείτες, και οι Σωρειτομελανίες.

Εκτός όμως των παραπάνω 10 βασικών τύπων νεφών, παρατηρείται και μέγα πλήθος άλλων που θεωρούνται παραλλαγές των βασικών γεγονός που καθιστά την αναγνώριση εκάστου επιμέρους τύπου εξαιρετικά δύσκολη. Αυτή κατορθώνεται μετά από μακρά εξάσκηση και με τη βοήθεια φωτογραφιών που περιέχονται στον Διεθνή Άτλαντα Νεφών ή και ακόμα σε ειδικούς χάρτες νεφών.

• Ειδική εξαίρεση αποτελούν τα φωτεινά νέφη που είναι τα υψηλότερα όλων και πολύ σπάνια, δημιουργούνται σε ύψος 80 χλμ.

Ημερήσια μεταβολή

Στις περιπτώσεις κατά τις οποίες οι σωρείτες και οι σωρειτομελανίες οφείλονται σε υπερθέρμανση του αέρα πάνω από την ξηρά, δηλαδή σε θερμικά ανοδικά ρεύματα, παρατηρείται (εύλογα) μια ημερήσια μεταβολή του ποσού και του μεγέθους τους. Έτσι αυτά τα νέφη παρατηρούνται πολυπληθέστερα και ογκωδέστερα κατά τις θερινές ώρες του 24ώρου, δηλαδή κατά τις πρώτες απογευματινές ώρες, όταν η θερμοκρασία του αέρα και του εδάφους φθάνει στη μέγιστη τιμή τους. Αντίθετα κατά τη νύκτα, όπου η επιφάνεια του εδάφους ψύχεται λόγω ακτινοβολίας, τα νέφη αυτά διαλύονται ή επιπλατύνονται και μεταβάλλονται σε "εσπερινούς στρωματοσωρείτες". Αυτή η ημερήσια μεταβολή είναι περισσότερο χαρακτηριστική στα τροπικά γεωγραφικά πλάτη.

Εκ των παραπάνω συνάγεται πως από αυτά τα νέφη αν δεν πέσει βροχή μέχρι τις πρώτες απογευματινές ώρες, είναι απίθανο να βρέξει αργότερα.

Επίσης, τα στρωματόμορφα νέφη, ενώ κατά την ημέρα σιγά σιγά διαλύονται, κατά τη νύκτα αυξάνει το πάχος τους. Και τούτο γιατί λόγω ψύξεως του γειτονικού με αυτά αέρα, επέρχεται συμπύκνωση και άλλων υδρατμών στην ανώτερη επιφάνειά τους.

Πάνω από τη θάλασσα δεν παρατηρείται αξιοσημείωτη μεταβολή των νεφών στη διάρκεια του 24ώρου, αφού ούτε τέτοια αξιοσημείωτη ημερήσια μεταβολή της θερμοκρασίας παρατηρείται.

Σημασία των νεφών

Στη πρόγνωση καιρού

Τα νέφη, αυτά καθ΄ αυτά έχουν μικρή σημασία ως βοήθημα στη πρόγνωση του καιρού. Η γενική όμως διανομή τους στον ουρανό και η διαδοχή των τύπων τους έχουν μεγάλη σημασία στις υφέσεις (εξωτροπικών κυκλώνων). Γενικά πάντως τα στρωματόμορφα νέφη συνοδεύονται από έντονα φαινόμενα και άστατο καιρό κατά τον μάλλον περισσότερο θερμό. Το αντίθετο δηλαδή απ' ό,τι συμβαίνει στα σωρειτόμορφα νέφη.

Στην αεροπορία

Πάνω από τα σύννεφα. Φωτογραφία στρωματοσωρειτών από αεροπλάνο.

Τα νέφη έχουν, όμως, μεγάλη σημασία, ιδιαίτερα στις πολεμικές αεροπορικές επιχειρήσεις, διότι παρέχουν "προκάλυμμα φυσικού καπνού" τόσο για την άμυνα των αεροσκαφών όσο και για τις επιθέσεις τους. Από αυτή την άποψη, ενδιαφέρουν γενικά και τις ναυτικές δυνάμεις εν καιρώ πολέμου. Ενδιαφέρουν, επίσης, και όταν συμβαίνει η βάση των νεφών να κατέρχεται μέχρι την επιφάνεια της θάλασσας ή της ξηράς, οπότε περιορίζουν την ορατότητα.

Πρακτική σημασία των νεφών

Η πρακτική σημασία των νεφών για τον καιρό και το κλίμα είναι μεγάλη. Από αυτά προερχονται οι βροχές που "γονιμοποιούν" τη Γη. Αυτά παρεμβαίνουν στην πορεία της ηλιακής ακτινοβολίας που κατευθύνεται στη Γη, καθώς επίσης και στην ακτινοβολία που εκπέμπεται από τη Γη. Τα νέφη, εν προκειμένω, δίκαια μπορούν να χαρακτηρισθούν και ως "υδάτινοι θερμοστάτες", αφού η παρεμβολή τους ελέγχει περισσότερο από κάθε άλλο παράγοντα τη θερμομετρική κατάσταση του στρώματος της ατμοσφαίρας που βρίσκεται μεταξύ της βάσης τους και της επιφάνειας της Γης.

Δείτε επίσης

• Υετός ή Ατμοσφαιρικά υδατώδη κατακρημνίσματα
• Υδρολογικός κύκλος
• Εξάτμιση
• Συμπύκνωση

Πηγές

• "American Practical Navigator" H.O. No 9, U.S.Navy Hydrographic Office 1958
• "Admiralty Manual of Navigation" Volume II, - Her Magesty's Stationery Office, London 1960
• "Meteorology for Mariners Met O. 593, - Her Magesty's Stationery Office, London 1967
• "Ναυτική Μετεωρολογία" Χ. Περογιαννάκη, ταξίαρχου Π.Α. τ. Γενικού Διευθυντπου ΕΜΥ, - Ίδρυμα Ευγενίδου 1974, Αθήνα.