مقدمه
آنچه که ما به عنوان ابر می‌شناسیم در واقع تجمع ذرات بخار آب موجود در جو به دور هسته های تراکم و سرد شدن آنهاست. از آنجا که با مشاهده نوع و نحوه تغییرات ابرها می‌توان اطلاعات قابل ملاحظه‌ای درباره وضعیت جو بدست آورد، مطالعه و بررسی ابرها دارای اهمیت ویژه‌ای است. عامل اصلی تشکیل ابر صعود هوای گرم و مرطوب به سطح فوقانی جو و سرد شدن آن است و در صعود به ارتفاعات بالاتر جو تحت تأثیر فشار کم آن سطوح قرار گرفته و همگام با انبساط سرد می‌شود.
عومل موثر در صعود هوا
تربولانس مکانیکی (اصطکاکی)
این تربولانس در اثر عبور هوا بر روی ناهمواریهای سطح زمین ، در اثر برش باد و تغییرات بردار باد در جهت قائم نیز ایجاد می‌شود. بخشی از هوا که با مرز ساکن در تماس است خود نیز در حال سکون می‌باشد، اما با بالا رفتن هوا بر سرعت آن نیز افزوده می‌شود. با افزایش سرعت هوا به بیش از یک مقدار مشخص حرکات تربولانس ایجاد می‌شود. این تربولانس بیشتر باعث تشکیل ابرهای پوششی می‌شود.
تربولانس حرارتی (جابجایی عمودی)
این تربولانس نتیجه تابش خورشید بر خشکیها و گرم شدن سطح زمین است. اما گاهی این پدیده به علت عبور توده‌های سرد بر روی زمین گرم یا دریای گرمتر نیز بوجود می‌آید. این حرکت بیشتر در ایجاد ابرهای جوششی اهمیت دارد.
صعود در اثر ناهمواری ها
هوای نزدیک سطح زمین و سطح فوقانی در صورت برخورد با موانع طبیعی مثل کوهستان وادار به صعود می‌شوند.
صعود ملایم و گسترده
بیشتر در اثر واگرایی سطوح فوقانی تروپوسفر بوجود می‌آید. در اثر جروج هوا در سطح فوقانی جرم ستون هوا در سطح زمین کاهش یافته و در نتیجه فشار ستون هوا در سطح زمین کاهش می‌یابد. این واگرایی در سطوح بالا و همگرایی در سطوح پایین باعث صعود ملایم و گسترده هوا در عمق زیادی از تروپوسفر می‌شود. در صورت وجود رطوبت کافی توسعه ابر بصورت گسترده روی خواهد داد. صعود ملایم و گسترده روی خواهد داد. صعود ملایم و گسترده بیشتر در نزدیکی منطقه جبهه و مرکز کم فشار رخ می‌دهد.
چرا ابرها از آسمان نمی‌افتند؟
ابرها از قطرات ریز آب و یا از بلورهای یخ و گاهی اوقات نیز از مخلوطی از این دو می‌باشند. معمولا ابر هنگامی تشکیل می‌شود که هوا به بالا رانده شود. چون هوای موجود در لایه‌های پایینتر نسبت به هوای موجود در بالا گرمتر بوده و از تراکم کمتری نیز برخوردار می‌باشد. لذا به بالا می‌رود (برخی اوقات نیز علت این رانش ، حرکت هوا به سمت بالای کوه و قله آن است). هنگامی که هوا به سمت بالا می‌رود، سرد می‌شود و سرانجام به سطحی میرسد که به سطح انقباض معروف است. در این هنگام هوا اشباع و بخار آب موجود در آن منقبض و متراکم می‌شود و به قطرات آب تبدیل میگردد.
اما اگر ابرها دوباره به سمت زمین می‌آمدند، هوا به تدریج گرم می‌شد و همینطور که آب پایین می‌آمد از سطح انقاض عبور می‌کرد و از آن خارج می‌شد، در نتیجه قطرات آب دوباره به حالت بخار در می‌آمدند و بدین ترتیب ابر از بین می‌رفت. در برخی مواقع ابر در لایه‌های بسیار پایین نیز وجود دارد و این همان چیزی است که به مه معروف است. مه در واقع ابری است که در سطح زمین تشکیل می‌شود. در صورتی که سطح انقباض در ارتفاع بسیار پایین قرار داشته باشد، باعث می‌شود که هوا در نزدیکی سطح ومین اشباع و بخار آب موجود در آن منقبض شود و تبدیل به مه یا ابر نزدیک به زمین گردد.
نامگذاری ابر ها
در نامگذاری ابرها از کلمات لاتین با ریشه یونانی استفاده می‌شود. این نامگذاری با توجه به نوع و شکل و همچنین خصوصیات ابر انجام می‌گیرد.
(جداول در فایل اصلی موجود است)
دسته‌های ابر
ابرها دارای ده دسته اصلی هستند که هر کدام از این ده دسته اصلی خود به یک یا چند دسته دیگر تقسیم می‌شوند. دسته‌های اصلی عبارتند از:
سیروس Ci
سیرو کومولوس Cc
سیرو استراتوس Cs
آلتو کومولوس Ac
آلتو استراتوس As
نیمبو استراتوس Ns
استراتو کوم
ولوس Sc
استراتوس St
کومولوس CU
کومولو نیمبوس Cb
طبقه بندی ابرها
ابرها را از چند دیدگاه مختلف طبقه بندی می‌کنند:
از نقطه نظر ترکیب
از نقطه نظر شدت و سرعت فرآیند تراکمی که منجر به تشکیل ابر می‌شود.
از نقطه نظر ارتفاع کف ابر از سطح زمین:
ابر های پایین
ابرهای میانی
ابرهای بالاتفاوتی که ما در شکل ابرها می‌بینیم، نتیجه تفاوت در شدت و سرعت عمل فرآیند تراکمی است که منجر به تشکیل ابر می‌شود. از این منظر ابرها را به دو گروه تقسیم می‌کنند:
ابرهای پوششی
ابرهای جوششی
رابطه ابرها و جبهه‌ها
نزدیک شدن جبهه گرم با ظهور ابرهای سیروس و سیرو استراتوس که پیوسته ضخیم می‌شوند مشخص میگردد. در صورت وجود توربولانس امکان تشکیل سیرو کومولوس نیز وجود دارد. با نزدیکتر شدن جبهه گرم و پایین آمدن هوای گرم ابرهای میانی نظیر آلتو استراتوس و آلتو کومولوس نیز بوجود می‌آیند. گسترش این ابرها امکان بارش را نیز زیاد می‌کند.
از بین رفتن ابر
با توقف تمام فرآیندهای تشکیل ابر توسعه طبیعی آن نیز تضعیف میگردد. همچنین عواملی مانند گرم شدن هوا و بارش و اختلاط با هوای خشک اطراف باعث کاهش قطرات آب و کرستالهای یخی در ابر شده و بدین تدتیب ابر از بین می‌رود. عوامل مهم در از بین رفتن ابر:
گرم شدن ابر
کاهش رطوبت نسبی
خور تابگیری
کاهش انرژی تابشی
اختلاط ابر با هوای غیر اشباع اطراف
بارش
اصول باروری ابر ها
باروری ابرها شاخه ای از علم تعدیل آب و هوا می باشد که با اجرای آن قابلیت بارش ابرها افزوده میگردد. برای ایجاد باران مصنوعی باید عوامل ابر ، رطوبت ، دما و سایر شرایط جوی فراهم باشد که با انجام باروری منظم و برنامه‌دار ابرها مقدار بارش را می‌توان در یک دوره کاری به میزان 5 تا 25 درصد افزایش داد.
به هر حال دو ساز و کار اصلی برای بارش از ابرها به نام روند باران گرم و روند باران سرد معروفند. بعد از اینکه دانشمندان متوجه شدند که در مناطق حاره ، باران از ابرهایی بارش می‌کند که هرگز دمای آنها زیر صفر نیست آن را باران گرم نامیدند. در این ابرها قطرات درشت آب که ابر را تشکیل می‌دهند در برخورد با قطرات کوچک ، آنها را جذب می‌کنند (پدیده ادغام) و به این ترتیب شروع به بارش می‌کنند.
در روند باران سرد ، یعنی زمانی که دمای ابر یا قسمتی از آن پایینتر از سفر می باشد، در آن پاره‌ای ابر از قطرات آب و بلورهای یخ تشکیل شده است. در این عمل بلورهای یخ با جذب رطوبت اطراف خود سریعا شروع به رشد می‌کنند تا اینکه وزن آن باعث فرود آنها می‌شود. این بلورها هنگام فرود اگر از مکانهای گرم بگذرند به باران تبدیل و در غیر این صورت به صورت برف فرود می‌آیند.
انسان از طریق باروری ابرها می‌تواند از لحاظ تعداد و نوع هسته‌های تشکیل باران به طبیعت کمک کند. باروری بوسیله هسته‌های تراکم در اندازه‌های بزرگ (به عنوان مثال عناصر جذب کننده رطوبت مانند بلور نمک و اوره) می‌تواند برای سرعت دادن به روند بارش گرم بکار رود. باروری بوسیله هسته‌ای منجمد (از قبیل یدور نقره و یخ خشک) در افزایش باران در روند بارش سرد به ابرهایی که کمبود هسته دارند کمک قابل توجهی می‌کند.