Ten straszny cumulonimbus

Ta chmura może być przyczyną wielu niemiłych przypadków na wodzie.Zbliżający się cumulonimbus mrozi krew w żyłach niejednego żeglarza...

Umiejętność czytania z chmur jest szczególnie przydatna, gdy nadciąga burza. Gwałtowność zjawisk pogodowych przebiegających w ciągu kilku do kilkunastu minut zbliżania się burzy zaskakuje i jest
bardzo groźna dla żeglarzy, zwłaszcza tych pozostających na otwartej przestrzeni z dala od lądu. Prędkość wiatru np. z 2B wzrasta gwałtownie nawet do 12B. Kierunek wiatru zmienia się o bez mała 180°, a temperatura powietrza spada niekiedy o kilkanaście stopni. Zaczyna padać rzęsisty deszcz, który jak szybko się pojawił, tak równie szybo znika. Po chwili wiatr cichnie i... po burzy.

Co to jest cumulonimbus?

Sprawcą tych wszystkich zjawisk jest cumulonimbus (Cb), chmura o budowie pionowej, której podstawa znajduje się nisko nad ziemią (kilkadziesiąt do kilkuset metrów), wierzchołek zaś sięga nierzadko 12 – 18 km. Tak duża wysokość chmury spowodowana jest olbrzymimi
prądami wstępującymi, gdy wilgotne i ciepłe powietrze nasuwa się na masy powietrza chłodnego w czasie przechodzenia chłodnego frontu. Unosząc się gwałtownie w górę, ciepłe powietrze ochładza
się, a zawarta w nim para wodna skrapla się i na dużych wysokościach zamarza. Dolna część cumulonimbusa ma kolor ciemnosiny. Zwisają z niej strzępy opadających wielkich
kropli deszczu, a nierzadko gradu, który spada z wysokości poziomu zamarzania – w lecie w Polsce znajduje się on na wysokości 3 – 5 km. Środkowa część chmury ma kolor szary i składa się z dużych kropli deszczu, gradu, a nierzadko i śniegu. Prądy wstępujące wewnątrz chmury są na tyle silne, że mniejsze kawałki lodu i deszczu unoszą się do chwili, aż staną się dostatecznie duże, i wtedy dopiero opadają. Górna część ma kolor jasny i składa się wyłącznie z kryształków lodu, a z powodu zanikania prądów wstępujących i rozchodzenia się powietrza na boki przybiera kształt kowadła. To właśnie kowadło jest znakiem charakterystycznym cumulonimbusa.

Innym charakterystycznym dla tej chmury zjawiskiem jest widoczny u podstawy kołnierz burzowy, czyli skłębiony w kształcie podkowy wał chmur, wokół którego wiruje powietrze będące przyczyną silnego szkwału.

Cumulonimbus często wywołuje silne wyładowania elektryczne. Warunkiem wystąpienia takich wyładowań jest osiągnięcie przez niego znacznej wysokości, na której temperatura u wierzchołka
chmury wyniesie poniżej -20°C, a centrum ładunków ujemnych będzie na wysokości pomiędzy izotermą 0°C a -10°C. Pierwsze wyładowania elektryczne zachodzą wewnątrz chmury, a dopiero później, gdy znajdziemy się w obszarze silnych prądów zstępujących i gwałtownego deszczu, wyładowania atmosferyczne zachodzą pomiędzy chmurą a ziemią.

Czasami spotkać się można z odmianą cumulonimbusa charakteryzującą się znaczną rozległością zjawisk meteorologicznych, które mogą ciągać się nawet przez kilkaset kilometrów. Powstaje wtedy linia nawałnic. Wygląda to jak długi, potężny wał poprowadzony przez niebo. Linia nawałnic czasami przekształca się w trąbę powietrzną powodującą olbrzymie spustoszenia.

Jak powstaje burza?

Burze rodzą się w chmurach typu cumulonimbus. Czas życia pojedynczej chmury burzowej jest krótki
i nie przekracza dwóch godzin. We wczesnym stadium rozwijania się w chmurze, która jest cieplejsza od otaczającego ją powietrza, powstają prądy wstępujące. Po przekroczeniu poziomu kondensacji pary wodnej wilgotne powietrze skrapla się pod postacią kropelek chmurowych, kropli deszczowych i płatków śniegu. W trakcie rozbudowywania chmury ilość nagromadzonej w niej wody staje się tak duża, że prądy wstępujące nie są w stanie utrzymać większych kropli (wody) i te spadają poprzez chmurę na ziemię. Niska temperatura opadającej wody oraz tarcie powodują zmianę kierunku
prądu wstępującego na zstępujący. Tak zaczyna się ulewa. Zstępujące z góry chłodne powietrze, docierając do powierzchni ziemi, powoduje silne szkwały. W tym stadium następuje pozbywanie się nadmiaru wody i chmura zaczyna się rozpadać. Opis ten dotyczy pojedynczej chmury burzowej.

Rzeczywista burza składa się oczywiście z grupy chmur młodych, dojrzałych i starych. Grupa taka nazywana jest komórką burzową, na czele burzy najczęściej posuwają się młode komórki burzowe, a na końcu zanikające komórki stare. Dlatego burza trwa znacznie dłużej niż czas życia pojedynczej chmury.

Burza frontalna
Burze takie powstają na chłodnym froncie atmosferycznym, gdy masy powietrza chłodnego wciskają
się pod lżejsze ciepłe powietrze. Ciepłe wilgotne powietrze unosząc się do góry, ochładza się i na pewnej wysokości – po przekroczeniu punktu rosy – skrapla się. Tworzy się chmura. Pionowe prądy powietrza unoszą skondensowaną parę wodną na coraz większe wysokości. Dalej zjawiska następują
w takiej kolejności, jak to opisano w akapicie wyżej. Burze frontalne w odróżnieniu od burz wewnątrzmasowych, mogą pojawić się w ciągu doby o każdej porze.

Burze wewnątrzmasowe
Te burze najczęściej występują w godzinach popołudniowych, gdy przy powierzchni ziemi zalega wilgotne i ciepłe powietrze pozostające w równowadze chwiejnej. Powietrze to jest efektem dziennego nagrzania promieniowaniem słonecznym. Lokalnie powstają silne prądy wstępujące, które unoszą w górę wilgotne powietrze. Gdy takie powietrze znajdzie się w warstwach o niższej temperaturze, skrapla się, tworzy się cumulonimbus i w konsekwencji mamy burzę. Na szczęście tak powstały
cumulonimbus nie niesie ze sobą takich zagrożeń jak ten z granicy frontów. Na pierwszy rzut oka widać, że różni się on brakiem podkowiastego kołnierza burzowego u podstawy chmury, który jest właśnie odpowiedzialny za silne szkawały. Stąd łagodniejszy przebieg burzy.

Jerzy Kubaszewski