четвртак, 31. октобар 2013.

Dimni signali

Sunce zalazi, sprema se još jedna prohladna noć. Vetar zastaje da isprati dan, i dok dočekuje veče, kao da ima slabost promaje, pa se jedva i primećuje. Lože se vatre u kućama, kako bi bilo toplo i ugodno. Dim se izvija pravo iz dimnjaka, i onako sivkast, jasno se ocrtava iznad kuća. Sad očekuješ da će se izviti uvis, ali to se ne dešava. Nasuprot tome, dim se naglo povija tik iznad dimnjaka i kao da udara u nevidljivu tavanicu, širi se u jednu stranu, kao da ga nešto vuče. Umesto sveže večeri, sad imaš zadimljen vazduh koji te tera na kašalj.
- Kao da mi hladnoće nije dosta, sad kašljem i od dima - nezadovoljno komentarišeš ovo neočekivano kretanje dima. Ali, kroz nekoliko minuta, situacija postaje malo podnošljivija. Nevidljiva tavanica se malo podigla uvis, pa se dim manje oseća. Kako veče odmiče, tako se podiže i ona nevidljiva tavanica koja sprečava da se dim izvija uvis i odatle širi u stranu.

Vidi kako se dim lepi na nevidlivu tavanicu...

 Šta sprečava da se dim podiže uvis? Kakva je to nevidljiva tavanica?

Vreme zalaska Sunca je kraj zagrevanja i početak hlađenja vazduha. Tokom dana, vazduh menja svoju temperaturu zbog stanja zagrejanosti površine tla. Prirodno, prvo reaguje najniži sloj vazduha, pa kasnije se ista reakcija javlja na sve većim visinama. Ta reakcija slabi sa povećanjem visine, da bi na nekoj znatnoj visini potpuno nestala.
Na početku opisanog hlađenja, promena temperature sa promenom visine se menja. Umesto da temperatura opada, temperatura je viša na većoj visini. Ova pojava se naziva temperaturna inverzija, stanje obrnuto od uobičajenog. To je, ustvari, ta nevidljiva tavanica koju si upoznao u ovakvom događaju. Naime, podizanje toplijeg vazduha, a samim tim i dima, u takvom sloju nije moguće. Viša temperatura na visini iznenađuje svojom toplotom i vazduh zagrejan od loženja, jer svojim podizanjem se hladi i postaje hladniji od sloja na koji nailazi. Zato se dim ne širi uvis, već se čak i spušta ka tlu. Ovakav oblik prostiranja dima naziva se lepeza.
Ovakva raspodela temperature po visini je uobičajena u vreme koje nije potpuno oblačno, a vetar ostaje sasvim slab. Samim tim, opisani događaj najavljuje vreme bez padavina i pad temperature vazduha, dostižući minimum pri izlasku Sunca.

U daljini vidim dimnjak obližnje termoelektrane. Taj dim ne ostaje zaglavljen na nekoj visini, već slobodno ide uvis. Kako to da za taj dim ovo ne važi?

Dimnjaci termoelektrana su znatno viši od običnih dimnjaka stambenih zgrada i kuća. Ponekad mogu da budu visoki i više od 100 metara. Visina inverzije je najčešće manja od visine vrha dimnjaka, a na većim visinama temperatura normalno opada sa povećanjem visine, kao što je i red, pa na tim visinama dim se ponaša normano, odlazeći uvis. Kada inverzija najzad dođe do vrha dimnjaka, i taj dim će osetiti otpor od inverzije i takođe 'zaglaviti'. Ali, širenje dima će biti znatno veće, jer su brzine vetra nešto veće na visini nego pri tlu, gde vetra skoro i nema. Samim tim, dim će se širiti više u stranu, ali će zato biti ređi i neće vidno ometati površinu tla svojim prisustvom i širenjem.
Ako dim noću ide niz vetar, a inverzija još nije dosegla visinu dimnjaka, primetićeš da se dim širi na sve strane, osim od neke visine naniže. Inverzija je zaista kao nevidljiva pregrada, i to sa obe strane. Takav oblik prostiranja dima naziva se izdignuta perjanica.

Primetio sam da se često posle izlaska Sunca može desiti da sav taj dim pada na zemlju. Kako to?

Prilikom izlaska Sunca počinje i zagrevanje, isprva tla, a zatim i vazduha neposredno uz tlo, pa na sve većim visinama. Inverzija koja se održavala do tada počinje da se narušava, i to prvo odozdo. Tada, raspodela temperature po visini počinje da se menja, i to tako što prvo normalno opada sa povećanjem visine, ali samo do neke visine do koje zagrevanje još nije stiglo, pa od te visine naviše temperatura ponovo počinje da raste sa visinom, kao uinverziji. Takva raspodela temperature se naziva pridignuta inverzija, jer obrnuta promena temperature (porast) sa povečanjem visine više ne počinje od tla, već od neke visine. Opisano prostiranje dima se naziva zadimljavanje, što je i logično, zar ne?
U takvoj situaciji, dim se podiže sve do visine gde počinje pridignuta inverzija, a onda se sav taj dim vraća ka zemlji, kao da udara o nevidljivu tavanicu. Srećom, takva situacija vremenom slabi i tokom prepodneva nestaje, jer se uspostavlja normalni pad temperature sa povećanjem visine.

Zanimljivo, ali da li postoji mogućnost da ta nevidljiva tavanica postoji i iznad, ali i ispod dima?

Naravno. To su situacije koje se malo ređe dešavaju, obično noću kad počinje hlađenje od tla, a još uvek postojii pridignuta inverzija, ne samo prizemna. Tada se vrh dimnjaka nalazi između vrha prizemne i osnove pridignute inverzije, pa se u tom prostoru uobičajene raspodele temperarture (opadanja) sa povećanjem visine dim maksimalno širi, uvis do 'tavanice', a naniže do nekog nevidljivog 'stola'. Upravo zbog toga se ovakvo prostiranje dima naziva zamka.
Učimo dimne signale, od gornjeg reda, sleva na desno: petlja, zadimljavanje, kupa, izdignuta perijanica, lepeza, zamka...

A kako se dim širi danju, kad nema inverzije?

Obično se dim manje ili više ravnomerno širi na sve strane od neke ose koja je usmerena niz vetar. Oblik dimne perjanice je kupast. Normalno opadanje temperature sa povećanjem visine dozvoljava, kao i u opisanim situacijama, da se dim neometano širi. Nagnutost dimne perjanice tada zavisi od pravca i brzine vetra, s tim što se pri jačim vetrovima dim kreće skoro horizontalno i jako brzo se razređuje zbog mešanja dima sa okolnim vazduhom.
Međutim, kada je jako toplo, a postoji neki dim koji se izvija sa tla (kao prilikom požara na niskom rastinju) i koji se jako nepravilno širi, čas uvis, čas naniže. Zbog jakog zagrevanja tla, temperatura je pri tlu mnogo viša, a opadanje temperature sa povećanjem visine je mnogo brže nego uobičajeno. Takva raspodela temperature omogućava jače mešanje dima sa okolnim vazduhom, bacajući perjanicu gore'dole po nekom svom hiru. Oblik dimne perjanice, ako se o nekom obliku može i govoriti, više ima oblik petlji i omči, kao bačene pertle sa cipela ili patika.

Ispade da postoje i dimni signali za opis vremena...

Tačno tako! Znaš, pa mi, koji posmatramo prirodu i živimo u skladu sa njom, prosto imamo neke sličnosti sa Indijancima koji su tako živeli u neka prošla vremena, pa kako ne bi i mi koristili dimne signale?

четвртак, 24. октобар 2013.

Serija 'rekordne gledanosti': Cumulus i Stratocumulus

Vreme režira razne scene na nebu, kao za serije 'rekordne gledanosti' koje smo gledali mali milion puta. Pa ipak, da li si već zapazio sve detalje na sceni, ili te mrzi da se udubljuješ u poznatu priču? Baš kao kad se neka stvar zaturi, pa je nađeš na mestu koje nisi proveravao, ubeđen da nije i iznenađen što jeste tamo, tako i scene na oblacima mogu da kriju određene poruke koje nisi primio do sada. Evo jedne takve situacuje na nebeskoj pozornici...

Scena prva: Oblaci su prostrti po čitavom nebeskom svoju. Prema njihovoj visini, jasnoj donjoj bazi sastavljenoj od sivkastih oblačnih grudvi prividne veličine kao tri prsta ispružene ruke, pravilno zaključuješ da se radi o Stratocumulusima. Količina ovih oblaka je 8 osmina, ali pre ili kasnije počnu da se naziru prve pukotine između oblačnih elemenata, pa se iza njih providi plavo, vedro nebo. Oblaci se nalaze u jednom sloju i kao da se blago stanjuju (ili to Sunce dodaje malo više svetlosti, pa siva boja počinje da bledi), pa ne izgleda da će početi kiša, već kao da stidljivo najavljuju još koji sat vremena bez padavina.

Scena druga: Kroz blago razmaknute oblake počinje da dolazi toplota. Skoro neopaženo, ušunjala se između oblačnih elemenata. Temperatura blago raste. Okrećeš se prema nebu i kao da ti se čini da prema licu više nije hladno, kao da se zagreva od neke udaljene peći. Sa tla počinju da se podiže voda u obliku pare, isto tako nečujno i neopaženo kao toplota koja ih je pokrenula.

Scena treća: Blago razmaknuti Stratocumulusi su i dalje tu, ali počinju da pristižu i sustanari - Cumulusi. U početku to su malene krpice, iste kao kada se pojavljuju u vedrom danu, samo što deluju sivkasto. Ne brini, da ih Sunce obasjava, bili bi blještavo beli. Polako, pa sve više, Cumulusi se pojavljuju u sve većem broju. Samim tim, oni se organizuju, ređajući se na jednoj zajedničkoj visini za sve. Izgledaju kao da su poređani na nekom nevidljivom stolu. Stratocumulusi iznad njih počinju još više da se razmiču. Uskoro počinju da ulaze i zraci Sunca.

Gledaš, i kažeš: Pa ovo sam gledao milion puta! Opet repriza! Doke više? I zašto? - Pa da bi dobio poruku koja ti opisuje tip vremena koji treba raspoznati.

Prva scena ti opisuje stabilnu stratifikiaciju na visini. Ona je prouzrokovala nastajanje sloja Stratocumulusa. Blagim spuštanjem vazduha sa veće visine, uz usputnu kondenzaciju vazduha u sloju ispod spuštajućeg sloja, stvaraju se oblačne grudve koje predstavljaju elemente Stratocumulusa. Ispod oblaka, na tlu, stratifikacija je neutralna - temperatura opada sa povećanjem visine, ali ne dramatično, već sporo, tempom od oko 6 stepeni na 1 km visine. Međutim, stabilni sloj slabi zbog prestanka njegovog spuštanja, pa se Stratocumulusi polako stanjuju i razmiču.
U drugoj sceni, upravo to razmicanje Stratocumulusa omogućava dotok toplote na tlo, te stratifikiacija se menja ka nestabilnoj. Prizemni sloj vazduha se zagreva brže od sloja na visini, pa se promena temperature po visini blago intenzivira i do 7-8 stepeni na 1 km. Počinje konvektivno kretanje (vertikalno kretanje uvis).
Treća scena opisuje penjanje vazduha iznad nivoa kondenzacije, pa vodena para koja se podigla sa tla počinje da se vidi u obliku Cumulusa. Nestabilna stratifikacija polako jača i dodatno narušava sloj Stratocumulusa i stabilni sloj koji ga drži.
Ni u jednoj sceni nema smanjene vidljivosti, jer se donja baza oblaka lepo vidi. Dakle, nema sumaglice, a ako je ima, onda je prilično slaba. Takođe, ni u jednoj sceni nema ni nekog značajnog vetra, jer bi vetar smakao razvoj Cumulusa pre nego što se oni razviju.

Evo jednog Cumulusa ispod raspadajućeg sloja Stratocumulusa... može?

Ova epizoda je česta, ali je i važna, jer opisuje početak nestabilnosti vazduha u toj oblasti. Stvaranje nestabilnosti može prouzrokovati delimično ili u krajnjoj liniji potpuno razvedravanje do kraja dana, uz usputno stvaranje dnevnog razvoja oblačnosti. Jednostavno rečeno, prelazak iz oblačnog u nešto lepše vreme. Ovaj tip vremena zavređuje i posebnu pažnju koja je i dodeljenja opisivanjem ove situacije, postojanje Cumulusa ispod sloja Stratocumulusa, SYNOP šifrom za opis niske oblačnosti CL=8. Sam broj šifre ukazuje na važnost ovog procesa u atmosferi, od kojeg je jedino važnije opisati postojanje Cumulonimbus capillatusa (opisano kao CL=9).

Nadam se da sam ti razjasnio šta ova epizoda, ustvari, znači. Međutim, primećujem da mnogim, čak i profesionalnim osmatračima, ova šifra primarno služi sa prepoznavanje oblaka, umesto za prepoznavanje tipa vremena. Kako Cumulusi i Stratocumulusi mogu da liče kada ne stoje jedan pored drugog, sada ću ti opisati šta ovaj opis oblaka ne znači. Dakle, slede izbačene scene sa snimanja.

Jedna od najčešćih izbačenih scena jeste kada je potpuno oblačno, oblaci su sivi i niski, nekako nisu jednoličnog izgleda, već kao da imaju neke svoje elemente. Često uz ovu scenu ide i pojava padavina, uglavnom kiše, ali čak i susnežice i snega! Tada se radi o Stratocumulusu, a ako su padavine značajne, ne treba isključiti ni Nimbostratus.

Za ovom scenom sledi još jedna često izbačena situacija kada je dnevni razvoj oblaka prilično značajan, pa su oblaci postali deblji i sivlji. Ustvari, nepažljiv osmatrač vidi kako donji deo neba nije u stanju da primi više oblaka, pa se gomilaju i izgledaju kao da su nabacaniu jedan preko drugog. Ova izbačena scena je u stvari pojava Cumulusa slabog i umerenog vertikalnog razvoja (humilis i mediocris), ograničenog zbog pojave zaostale visinske inverzije, uspomene na prolazak hladnog fronta od pre dan ili dva.

Ponekad se ovom epizodom pogrešno označi kraj konvektivnih oblaka na kraju dana, kada se Cumulusi razvlače u Stratocumuluse koji ispraćaju dan i dočekuju noć. Takav tip vremena uslovljava posebnu vrstu oblačnosti koja je poznata pod imenom Stratocumulus cumulogenitus, a pripada mu i druga šifra niskih oblaka, CL=4.

Najzad, tmurno vreme bez padavina, sa brojnim niskim oblacima koji se i ne prepoznaju zbog sumaglice ili mraka, često se pogrešno svrstava u opisanu epizodu. Takva nezgodna situacija se nepažljivom osmatraču čini kao zgodna prilika da se niski oblaci koji se ne vide baš najjasnije svrstaju u Cumulus i Stratocumulus. Kao da je CL=8 neka džoker varijanta, pa pošto opisuje dva roda oblaka, može da se u to doda još ponešto, pa ko se snađe u toj gužvi, svaka čast! Veoma je loše pogrešno koristiti bilo kakvo zapažanje tipa vremena za snalaženje i 'pravdanje' osmatrača da se ne prepoznaje tip vremena zbog pojave oblaka koji se pogrešno osmotre.

Ali, takav je život u serijama 'rekordne gledanosti'. Sve ti se čini da sve znaš, a detalji ti nisu bitni. Međutim, osmatranje vremena ne poznaje nebitne stvari, ispušteno slovo od oblaka ili atmosferske pojave u nebeskom vremenskom izveštaju. Ispravno prepoznati vreme, to je prava stvar, jer posle nema iznenađenja i neočekivanog vremena!
Tražili ste - gledajte! U svakoj seriji rekordne gledanosti ima i reprize!

четвртак, 17. октобар 2013.

Painting lessons: water colours

Night is getting ready for another painting on the sky. Moonlight brush is here, transparent clouds are used as canvas, so it's all ready for the start...
Hmmm... I want to draw a circle first. Fine, bright as moonlight itself, big as two or three Moons added aside. The Moon is almost full, and I'll take a layer of Altocumulus, subtype translucidus. I'll cover a part of the sky with these clouds and I'll dip the moon brush into a paint... Wow, the desired colour easily spreads, just as I imagined! Water colours are so wonderful when they spread all over...
But look! These beautiful, bright, nearly blueish moonlight colour gently turns into yellowish, while at the edges of the circle it is nearly red. Outside the circle, red colour gradually turns into the darkness of the night beyond the clouds.
The whole image reminds me on a saucer with a cup of coffee... Break time!
Just to give some nice name to this picture... Hmmm.. Oh yes! Let it be corona.

What is, actually, happening here?

See what I painted! An image for television!
The bright circle on the clouds around the Moon position in the sky is a result of dispersion of the moonlight rays. When moonlight rays reach a transparent cloud layer, they disperse, every ray on a tiny water droplet. That's why these colours are the water colours. This is a reliable sign of recognizing cloud layer consisted of water droplets. Even when it's cold, with temperatures even below freezing point, water droplets might remain liquid while they are so tiny. This liquid state of water droplets on temperatures below the freezing point is called supercooled water. Such droplets may turn into ice crystals only in contact with some solid particles, such as dust particles. Since larger particles usually float on lower altitudes (as heavier), the state of supercooled water may remain hor tens of hours. Turning the liquid water phase into the ice is still possible if the temperature drops, unless there are no particles that will turn them into the ice first. However, very low temperatures are required for this change of phase, even -40 degrees, which do not occur at mid-level could altitudes. Such temperatures rule at higher altitudes, regularly at high-level clouds altitudes.
Any colour can be derived from white light

The transition to a red color is the result of scattering of light rays under a slightly greater angle. As in the famous picture with prism decomposes light in rainbow colors, first appears blue, and yellow coming over to the red color which exceeds the end. Due to the different wavelengths of individual components of light that we call colors, there is a different scattering of light rays. The least colours that scatter are violet and blue, while red scatter the most. That is the exact order of changing colours.

Why does Moon corona sometimes have an irregular shape?

This image is somewhat egg-shaped... (photo Claudia Hinz)
Partially opaque clouds prevent the penetration of moonlight rays, and in those places corona looks partly damaged. If the clouds are only semi-transparent, irregularity of corona shape is caused by intercloud gap that is a part of Altocumulus layer. If there is no such gap in the cloud layer, it would no longer be Altocumulus, but Altostratus . In any case, the corona can be observed over the middle, and less often over low-altitude clouds (mainly Stratocumulus translucidus and Stratus nebulosus in the stage of creation).
The regularity of the corona form depends on the uniformity of the size of the water droplets that the elements of cloud are consisted of. If all the droplets are of similar size, the corona is regular and clear. If there are differences in the size of supercooled water droplets in a cloud, corona deforms and blurs with increasing difference in the dimensions of cloud droplets. It is sufficient to have 10% of the droplets different from the majority, and this image of corona is no longer beautiful.


Very rarely, it can happen that the corona has an irregular, almost oval shape, even if at first glance there is no cloud to cause the irregularity. However, droplets can exist and not to be seen. In such case, they are just not in a sufficient amount to show up as a cloud.

Can  corona be made of some other 'material'?

Of course it does. The condition is that the material must cause the diffraction of light. The material may even be made of small solid particles such as dust, pollen, algae (if the corona is reflected in the water), and even volcanic ash. In the latter case, the corona gets a special name - Bishop's ring. In these rare cases, the water droplets would only be an obstacle.

A source of light can also be replaced, using Sun instead of the Moon. But the Sun was is an awkward painter, pressing the brush so hard, while the glare of the Sun makes the corona very difficult to be seen.

Very rarely, some very bright stars (and the brightest planets such as Venus and Jupiter) can add  some tiny coronae, but these images are a privilege of people with excellent vision. Eyes with very little vision problems that do not require the use of glasses are no longer able to perceive such a small corona. On the other hand, due to the light pollution, such coronae are no longer visible from the city, but only from those places where the view of the sky like in the ancient times of before civilization. 
This class painting may be over, but we'll only to expect more artistic feats in the sky. So, wait patiently, the time to turn on a new technique of painting on sky canvas will come.

Časovi slikanja vodenim bojama

Noć se polako priprema za još jedno nebesko slikanje. Četkica od mesečine je tu, platno od poluprovidnih oblaka je tu, može da se počne...
Hmmm... Za početak, želim da naslikam krug. Lep, svetao koliko i sama mesečina, a veliki kao još dva-tri Meseca sa strane. Mesec je prilično pun, a uzeću jedan sloj Altocumulusa, povdrsta translucidus. Prekriću jedan deo neba tim oblacima i umočiću tačku Mesecom... Opa, željena boja se lako razliva kako sam zamišljao! Vodene boje su divne kad se tako razlivaju.
Ali gle! Ta divna, svetla, zatim skoro plavičasta boja mesečine se polako pretvara u žućkastu, da bi na samim ivicama kruga prešla u crvenkastu boju. Izvan tog kruga, postepeno se crvenkasta boja pretapa u noćnu tminu iza oblaka.
Čitava slika me podseća na tacnu za šoljicu od kafe... Vreme je za pauzu u slikanju!
Još da damo neko lepo ime ovoj slici... Hmm... Pa da! Neka se ova slika zove venac, ili korona.

Šta se, ustvari, dešava?

Evo šta sam naslikao! Kao za televiziju!
Svetao krug na oblacima oko položaja Meseca na nebu su posledica rasipanja (disperzije) svetlosnih zraka mesečine. Kada mesečevi zraci dospevaju na poluprovidni oblačni sloj, oni se rasipaju, svaki zrak na po jednoj sićušnoj kapljici vode. Zato su ove boje 'vodene'. Ovo je sasvim pouzdan znak da se Altocumulusi sastoje od kapljica vode. Čak i kada je hladno, sa temperaturama i ispod nule, kapljice vode mogu da ostanu tečne dok su tako sitne. Ovo stanje vodenih kapljica na temperaturi ispod nule naziva se prehlađena voda. Iz ovog stanja kapljice vode mogu da se pretvore u kristaliće leda, ali samo u kontaktu sa nekim tvrđim česticama kao što su dovoljno krupne čestice prašine. Kako one veće čestice prašine obično obitavaju na manjim visinama (zbog svoje težine), stanje prehlađene vode u ovim oblacima može da opstane i više desetina sati. Fazni prelaz iz prehaleđene vode u led moguće je dobiti i daljim hlađenjem, ukoliko nema čestica koje bi poremetile nestabilnu kapljicu vode. Međutim, za to je potrebna prilično niska temperatura, skoro -40 stepeni, što se na visinama Altocumulusa ne dešava. Takve temperature u atmosferi vladaju tek na većim visinama, u nebeskoj fioci visokih oblaka.
Od bele se mogu napraviti sve boje
Prelaz u crvenkastu boju je posledica rasipanja svetlosnih zraka pod nešto većim uglom. Kao u poznatoj slici sa prizmom koja razlaže svetlost na dugine boje, prvo se pojavljuje plava, pa se preko žute dolazi do crvene kojom se prelazi boje završavaju. Zbog različitih talasnih dužina pojedinih komponenata svetlosti koje nazivamo bojama, dolazi do različitog rasipanja svetlosnih zraka. Najmanje se rasipaju ljubičasta i plava, a najviše crvena boja. Upravo tim redosledom se menjaju i boje.



Zašto je venac oko Meseca ponekad nepravilnog oblika?

Ova slika je nešto jajasta... (foto Claudia Hinz)
Već delimično neprovidni oblaci onemogućavaju prolazak svetlosnih zraka mesečine, pa se na tim mestima venac vidi kao da je malo oštećen. Ako su oblaci isključivo poluprovidni, nepravilnost venca je prouzrokovana međuoblačnim prostorom koji je sastavni deo sloja Altocumulusa. Da nema tog međuprostora, to više ne bi bio Altocumulus, već Altostratus. U svakom slučaju, venac se može opaziti na srednjim, a ređe i na niskim oblacima (uglavnom Stratocumulus translucidus i Stratus nebulosus još u fazi stvaranja).
Pravilnost oblika venca zavisi i od ujednačenosti veličine kapljica vode od kojih se sastoje oblačni elementi. Ako su sve kapljice slične veličine, venac je pravilan i jasan. Ako postoje razlike u veličini kapljica prehlađene vode u oblaku, venac se deformiše i zamućuje sa povećanjem razlika u dimenzijama oblačnih kapljica. Dovoljno je da 10% tih kapljica odstupa od većine, pa da ova slika venca više ne bude lepa.
Veoma retko, može se desiti da venac ima nepravilan, skoro jajast oblik, čak i kada na prvi pogled nema oblaka koji bi to prouzrokovali. Ipak, vodenih kapljica može da bude, a da se ne vide. U takvom slučaju, jednostavno ih nema dovoljno da bi se pokazali kao oblak.

Da li korona može da se pravi i od drugog 'materijala'?

Naravno. Uslov je da taj materijal prouzrokuje difrakciju svetlosti. To mogu da budu čak i male čvrste čestice kao što su prašina, polen, alge (ako se korona ogleda u vodi), pa čak i vulkanski pepeo. U poslednjem slučaju, korona dobija vrlo poseban naziv - Biskupov prsten. U ovim retkim slučajevima kapljice vode bi samo smetale.
Takođe, može se zameniti i izvor svetlosti, pa umesto Meseca imamo Sunce. Ali, Sunce je nezgodan slikar, mnogo pritiska tom četkicom, pa se od blještanja Sunca veoma teško opaža venac koji oslikava.
Jako retko, neke veoma sjajne zvezde (i najsjajnije planete kao što su Venera i Jupiter) mogu da docrtaju koju sićušnu koronu više, ali te slike su privilegija ljudi sa odličnim vidom. Oči sa sasvim mali problemi sa vidom koji ne zahtevaju ni upotrebu naočara za korekciju vida više nisu u stanju da opaze tako malene korone. Sa druge strane, zbog svetlosnog zagađenja, takve korone se više ne vide iz gradova, već samo sa onih mesta odakle je pogled na nebo kao u pradavna vremena od pre civilizacije.

Ovaj čas slikanja je možda završen, ali tek nam predstoje slikarski podvizi na nebu. Strpljivo sačekaj, doći će red na nove tehnike slikarstva na nebeskom platnu.

среда, 9. октобар 2013.

Kada vidiš svoj dah...

Kada vidiš svoj dah u rano jesenje (zimsko, ili prolećno) jutro, osećaš i sam da je hladno. Vreme kratkih rukava je prošlo i vratiće se tek krajem proleća. Sada su tek džemperi i jakne dovoljni za ugodni boravak napolju. Dok hodaš, i ne osećaš da je hladno, jer se krećeš, jednostavno ne primećuješ svoj dah. Ali, tek kad zastaneš (recimo da sačekaš prevoz), primetiš da ti se nešto magli ispred nosa. Tvoj dah se jasno vidi u vazduhu. Ispred stakla. Ispred metalih predmeta. U lepom raspoloženju, možeš i da se zabaviš svojim dahom, da magliš staklo i prstom ispisuješ poruke. Ili si to nekada, kao mlađi, radio.
Kada vidiš svoj dah, onako zamišljen pokušavaš da shvatiš otkud se on stvorio. Misliš kako vazduh koji izdišeš ima veću vlažnost nego spoljašnji. Pa, skoro sasvim si u pravu. Vazduh koji izdišeš svakako je znatno topliji od spoljašnjeg vazduha. Tvoja telesna temperatura od oko 36 stepeni (ako je 37 ili viša, ne treba da budeš napolju, već treba da ostaneš i da pokušaš da ozdraviš) zagreva udahnut vazduh u tvojim ustima na tridesetak stepeni. Istovremeno se skoro trenutno obogaćuje isparenjima vode od pljuvačke i vlažne sluzokože i dostiže više vrednosti relativne vlažnosti od bar 60%. U takvim uslovima, temperatura tačke rose je svakako iznad 15 stepeni, pa kada takav vazduh dođe u dodir sa spoljnim vazduhom niže temperature od tačke rose, počinje kondenzacija vodene pare u vazduhu. To se odmah vidi kao dah koji izlazi iz usta.
Kada vidiš svoj dah, pa znaš kako nastaje, zapitaš se zašto ne nastaje na samim ustima? I zašto ispari za par sekundi? Odgovor na prvo pitanje leži u činjenici da vazduhu koji izdišeš treba delić sekunde da se ohladi do temperature tačke rose, odnosno spoljne temperature. Mnogo je teže dahu da izgubi sadržaj vodene pare, pa se zato kondenzuje i vidi. Te sićušne vodene kapljice koje vidiš kao dah ipak ispare za par sekundi samo zato što se izdahnuti sadržaj vodene pare širi oko usta doovljno brzo da relativna vlažnost izdahnutog vazduha opadne do ispod temperature tačke rose, pa u tom trenutku isparavanje vodenih kapljica može neometano da se obavi zbog manjka vlage u vazduhu. Možda si primetio da se kod tragova kondenzacije od aviona dešava nešto slično, s tim što tragovi kondenzacije opstaju znato duže u vazduhu. To se dešava zato što se te kapljice vode smrznu tamo gore, pa postaju led koji je znatno teže vratiti sublimacijom u vodenu paru.
Kada vidiš svoj dah, možda se zapitaš kolika je, ustvari, temperatura vazduha. Nisi čuo na radiju dok si se spremao za odlazak napolje. Javni termometri nisu pouzdani, jer ujutru mogu da pokažu više temperature od realnih. Ali, obrati pažnju: tvoj dah najčešće počinje da se vidi na temperaturama manjim od 15 stepeni. Na 12 stepeni nema greške, sigurno je tu. Na nižim temperaturama ga ima koliko hoćeš! U svakom slučaju, vidljivi dah je jedan od pouzdanih pokazatelja da je dovoljno hladno da se razmišlja o toplijem oblačenju, pa grejanju, zimi...
Kada vidiš svoj dah, videće ga i drugi... (foto Contrail Science)
Kada vidiš svoj dah, a nije prohladno jesenje (zimsko, ili prolećno) jutro, već posle pljuska kiše koji je doneo osveženje, pad temperature, znaj da granica od 15 stepeni više ne važi. Zbog relativne vlažnosti vazduha koja dostiže vrednosti i preko 90%, dah može da se vidi i na 18 stepeni. Sa druge strane, ako duva topli vetar u jesenje (zimsko, ili prolećno) jutro, a znaš da je temperatura 15 stepeni ili možda par stepeni niža, daha nema! Doslovno je ispario na vetru. Tada je relativna vlažnost vazduha niža, pa je isparavanje intenzivnije od kondenzacije vodene pare koju izdišeš.
Kada vidiš svoj dah kako se lepi za staklo, u trenutku ti kroz glavu može proći zapažanje kako su to, ustvari, kapljice vode. Sićušne toliko da se pojedinačno ne vide, već se vide kao zamućeno staklo, one su istovetne rosi, s tim što su kapljice rose znatno krupnije, pa se mogu pojedinačno i uočiti. To je zato što kondenzovana vodena para dalje raste na hladnoj podlozi što nastavkom kondenzacije, što spajanjem sitnijih susednih kapi u veće. Vidiš, rosi je potrebno neko vreme da dobije toliko velike kapi, bar par sati, dok tvoj dah je tako kondenzovan puno, puno mlađi i kratkovečniji. I dok se udaljiš od tog stakla koje si maglio svojim dahom, sićušne vodene kapljice koje ga stvaraju će brzo ispariti, dok kapljice rose ostaju duže, jer su veće i treba im više vremena da ispare.
Kada vidiš svoj dah i sutra, znaćeš sve te male tajne koje on odaje. Tada ćeš moći da vidiš i druge ljude, da ih pozdraviš kad ih prepoznaš, da se nasmešiš, a i drugi će već videti taj dah, možda i taj osmeh. Svi smo mi ponekad kao zmajevi, bar kad nam se dimi iz usta!

среда, 2. октобар 2013.

Visoki oblaci ili paučina na tavanici neba

Čini ti se da su visoki oblaci samo paučina na tavanici neba? Ne možeš da ih dohvatiš? Nemaš predstavu koliko su visoko, ali vidiš da su van domašaja svega osim pogleda? I ništa ni ne znače, jer deluju samo kao lepe šare na nebu? Dozvoli mi da ti pokažem čitav jedan svet visokih oblaka.

Rekosmo da su visoki oblaci na visinama većim od 5 km iznad tla. Kad ti kažem da se oni mogu naći i na 10 km iznad tla, imaćeš jednostavan dokaz da oni zauzimaju čitavu gornju polovinu troposfere! Istina, u toj gornjoj polovini troposfere vazduh je veoma hladan i jako razređen, tako da je vodenoj pari dovoljna sasvim mala količina da u svom smrzavanju (sublimaciji) napravi lepe, prostrane tvorevine od ledenih kristala. Najčešće su te tvorevine vlaknaste kao raščešljana kosa, a ponekad umeju da budu od naoko sasvim sitnih grumuljica, malenih kao širina jednog prsta ispružene ruke.
Rodoslov oblaka raspoznaje tri roda visokih oblaka: Cirrus, Cirrostratus i Cirrocumulus. Svi su, zbog svog sastava (kristalići leda) blještavo beli, osim u svitanje i sumrak, kada svoju boju mogu da menjaju zbog boje neba.

Kakvih sve Cirrusa ima?

Svojim velikim asortimanom, Cirrusi mogu da pokažu šta sve može da se napravi od vlakana ledenih kristala. Pa ipak, sve se može složiti u četiri vrste Cirrusa. Najčešće se javlja u obliku fino poređanih  paralelnih vlakana, zbog čega je ova tvorevina dobila ime Cirrus fibratus (lat. vlaknasti). Vlakna Cirrusa mogu da budu veoma kratka, ali i sasvim dugačka, toliko da se pruže i na više od polovine nebeskog svoda. Pravac njihovog prostiranja je najčešće normalan na pravac njihovog kretanja, tako da deluju kao talasi u moru.
Ali, nisu svi Cirrusi tako dobroćudni. Iako se javlja pri lepom vremenu, Cirrus uncinus ukazuje na izvesne probleme sa mirnoćom atmosfere na visini. Kukice, po kojima je ova vrsta Cirrusa dobila ime (uncinus, lat. kukičasti), ispadaju iz oblaka naniže, kao padavine koje najavljuju kroz skori nailazak toplog fronta.
Od intenzivnog stvaranja, pojedini Cirrusi umeju da se ugoje i zadebljaju, pa skoro da više nisu prozračni i lepršavi kao fibratusi. Oni se nazivaju Cirrus spissatus i neretko najavljuju jače naoblačenje koje treba da usledi već sledećeg dana. Ono što je lepo kod njih jeste da često imaju ulogu palete za slikanje neba optičkim pojavama, uglavnom halo pojavama. Međutim, oni mogu da nastanu kao posledica raspadanja grmljavinskog oblaka i tada dobijaju još jedno ime - cumulonimbogenitus.
Najzad, Cirrus castellanus izgledaju kao delovi nekog zamka rasturenog najezdom osvajača. Krhotine u obliku tornjeva koji su mu dali ime (castellanus, lat. iz zamka, kaštela) ukazuju na očitu znatnu turbulenciju na visini, nestabilno vreme koje se približava, prosut benzin kojem nedostaje varnica opšte nestabilnosti da izazove krš i lom od nevremena. Prilično je pouzdan najavljivač oluja.

Ovi Cirrusi, izgleda, misle da je nedelja ili neki praznik...
Dopunski asortiman Cirrusa nalazi se u njihovim podvrstama. Ako vidiš kojim slučajem kako se Cirrusna vlakna upredaju, uvrću ili prepliću, to se opisuje podvrstom intortus. Možda si ponekad uspevao da uočiš kako se ta vlakna ređaju u obliku kičme sa rebrima, kao kod ribljeg kostura, ali sada se upoznaješ sa imenom te podvrste vertebratus. Ako ti se čini kao da se sustiču u jednu tačku negde na horizontu, kao što ponekad čine sunčevi zraci, nema greške, to je podvrsta radiatus. Najzad, ako im nije dosta da se nalaze u jednom sloju, pa ih ima u dva ili više slojeva jedan iznad drugog, reč je o podvrsti duplicatus.

Da li su Cirrostratusi predznak lošeg vremena?

Najčešće i jesu, jer nastaju uglavnom od Cirrusa koji svoje pakovanje paralelnih vlakana čine sve gušćim, pa nastaje Cirrostratus fibratus, ili sve zadebljanijim, iz čega nastaje Cirrostratus nebulosus (lat. jednolični). Često su, ili bar u početku, poluprovidni, pa omogućavaju halo pojavama da se razmahnu preko većeg dela neba. Kad postanu neprovidni, kad izgube tu čar, polako se pretvaraju u Altostratus, pa i u Nimbostratus. Ovakva sudbina ih čini relativno pouzdanim najavljivačima oblačnog vremena, često sa dugotrajnim i skoro jednoličnim padavinama.

Sunce iscrtava svoj krug na platnu od Cirrostratusa
Zanimljive su i dve podvrste Cirrostratusa. Podvrsta undulatus opisuje talasaste oblike koji se ponekad mogu javiti, dok podvrsta duplicatus označava da se ovaj oblak javlja u dva sloja (ili više, ali nećemo sada preterivati), baš kao kod Cirrusa. Međutim, poseban značaj ovih podvrsta ostaje u drugom planu.

Kakav je značaj Cirrocumulusa?

Cirrocumulus može da bude odličan prognostičar lošeg vremena koje obično ide uz hladni front, pre svega grmljavine, kiše i pljuskova. Specifičan oblik ovog roda oblaka je posledica izražene turbulencije u tankom sloju na visini, koja prethodi prolasku fronta za nekih 10 do 18 sati. Cirrocumulus je prilično nestabilna tvorevina i sama po sebi, pa se brzo transformiše u Altocumulus ili raspadne i iščezne sa neba za nekoliko minuta. Njegovi rođaci sa istog sprata su znatno dugovečniji. Cirrostratusi umeju da požive nekoliko sati, pa i ceo dan, a Cirrusi neretko mogu da opstaju na nebu i par dana.

Kao da je neko prosuo zrnevlje po nebu (foto Zlatan Krstić)
Iako su već sami po sebi specifični, i među Cirrocumulusima postoji ustrojstvo u vrstama. Veoma često se susreće vrsta stratiformis, koja prekriva lep komad neba u jednom sloju. Ponekad, elementi Cirrocumulusa mogu da dobiju sočivast izgled zbog formiranja stojećih talasa, pa se tako prepoznaje vrsta lenticularis. Ipak, najuspešniji najavljivači grmljavina za sutradan su vrste castellanus, koji izgleda kao tornjevi nekog zamka u daljini, i floccus, koji svoje oblačne elemente ima u grupama koje deluju kao stado ovaca. Podvrste mogu da budu zaminljive, ali postoje samo dve: undulatus, koji odaje talasastu organizaciju oblačnih elemenata, i lacunosus, koji daje rupičast, perforiran izgled ovog sloja oblaka. Posebnu čar daju retki slučajevi dopunskih oblika mammatus, u vidu kesica, i virga, tankih padavinskih pruga koje se jedva primetno otkidaju iz spuštajućih elemenata Cirrocumulusa.
Šta reći...? Raj za fotografisanje neba, ali i upozorenje za sutrašnje moguće nevreme.


Osim ovih oblaka, šta se još zanimljivo može naći u tom delu neba?

Često se uz ove oblake mogu naći tragovi kondenzacije (contrails) od aviona, pa zajedno duže opstaju na nebu. Ponekad se dešava da neki kondenzacioni trag pređe u tabor Cirrusa, ali takvi brzo padaju sa neba i nestaju u tom padu.
Kristalići leda koji sačinjavaju visoke oblake (ali i kondenzacione tragove) omogućavaju optičke pojave haloa. Tu su i lažna Sunca koja se ocrtavaju na pristojnom rastojanju od pravog, ali na istoj visini iznad horizonta, ali to nije ni izdaleka sve što mogu da našaraju Sunčevi zraci na oblacima. O tom slikarskom pravcu ću ti pričati neki naredni put.