5.9. Мікроструктура та водність хмар

За своїм фазовим складом хмари поділяють на три групи. Це дуже суттєво для атмосферних процесів, у чому ми пересвідчимось далі.

1. Водяні або крапельні хмари, які складаються виключно з крапель води. Вони бувають такими не лише при позитивних температурах, але й при негативних (до -10С⁰). В останньому випадку краплі перебувають у переохолодженому стані. Це нормальний стан, вода в атмосфері замерзає лише при температурах близьких до -10С⁰.

2. Змішані хмари. Вони складаються із суміші крапель води та кристалів льоду. Існують при температурі повітря від -10С⁰ до -40С⁰.

3. Льодяні або кристалічні хмари, які складаються лише із кристалів льоду. Вони існують при температурі повітря нижче -40С⁰.

Отже фазовий стан хмар залежить від пори року та висоти, на якій вони утворюються. У теплу пору року водяні хмари існують у нижніх та середніх шарах атмосфери, де температура повітря не опускається нижче -10С⁰. Змішані хмари існують в середніх шарах атмосфери, а льодяні – у верхніх. У холодну пору року залежно від температури повітря змішані та льодяні хмари можуть виникати і поблизу земної поверхні. По суті поблизу земної поверхні льодяні хмари можуть бути в Сибіру, Канаді та в Антарктиді.

Масу крапель води та кристалів льоду в 1 м³ хмари називають водністю хмар. Сюди не враховують водяної пари, яка залишається в атмосфері після конденсації чи сублімації. Водність хмар відносно мала, не дивлячись на те, що в 1 см³ об’єму хмари в нижніх шарах атмосфери нараховуються сотні крапельок води. У верхніх шарах атмосфери у цьому об’ємі є лише кілька крапельок. Вміст кристалів льоду ще менший – 1 кристал в 4-5 см³ хмари.

У водяних хмарах в 1 м³ міститься від 0,01 до 3 г рідкої води. В середині тропічних широт водність хмар більша. У льодяних хмарах водність зовсім мала – це соті і тисячні долі грама в 1м³. Не дивно, що льодяні хмари не дають опадів.