Sky

For det britiske sykkellaget med samme navn, se Team Sky.

For det britiske bandet med samme navn, se Sky (band).

For det britiske kringkastingselskapet (sky.uk), se British Sky Broadcasting.

En sky er en synlig mengde kondenserte vanndråper eller iskrystaller i atmosfæren. Vanndråpene i skyer er vanligvis 10 µm store, og blir synlige når de samles i store mengder.

Globalt skjema over skyenes optiske tykkelse.

Skyer reflekterer og sprer alle bølgelengder av synlig lys likt og er som regel hvite, men de kan være grå eller til og med svarte dersom de er så tykke eller tette at sollys ikke kan passere gjennom dem. Dette skjer bare når der er store mengder fint støv og aske i atmosfæren, slik vi kan oppleve ved vulkanutbrudd. Sollys og dagslys som reflekteres fra bakke og hav, vil reflekteres i skyene. En kunstner vil derfor si at skyer aldri er grå.

Skydanning

Skyer dannes når usynlig vanndamp i luften kondenserer til synlige små vanndråper eller små iskrystaller. Det kan skje på to måter:

1. Luften blir avkjølt til sitt metningspunkt. Dette skjer når luft kommer i kontakt med en kald overflate eller en overfate som er avkjølt ved stråling, eller ved at lufta blir avkjølt ved adiabatisk heving. Dette kan skje:

langs en varm- eller kaldfront (frontal heving)
der luft blåser over et fjell (orografisk heving)
ved konvektive bevegelser forårsaket av oppvarming av overflaten (oppvarming om dagen).

2. Luften endrer ikke temperatur, men absorberer mer vanndamp til luften blir mettet

Skyer er tunge. Vannet i en typisk sky kan ha en masse på flere millioner tonn. Men volumet er tilsvarende høyt og netto tetthet av vanndampen er faktisk lav nok til at luftstrømmer under og i skyen klarer å holde oppe de små dråpene. I tillegg er ikke forholdene inne i en sky statiske; små vanndråper blir konstant dannet og fordamper. En typisk skydråpe har radius i størrelsessorden 1 x1 10^-51 m og en terminalfart på 1-21 cm/s. Dette gir disse små dråpene god tid til å fordampe når de faller ned i den varmere luften under skyen.

De fleste vanndråper blir dannet når vanndamp kondenserer rundt en kondensasjonskjerne, en liten partikkel av røyk, støv, aske eller salt. Under overmettede forhold kan vanndråpen også fungere som kondensasjonskjerne.

Vanndråper som er store nok til å falle til overflaten blir dannet på to måter. Den viktigste prosessen kalles Bergeronprosessen etter Tor Bergeron som la fram teorien. I denne prosessen kommer underkjølte vanndråper og iskrystaller i en sky i kontakt med hverandre og gir en rask vekst av iskrystaller, som så faller fra skyen og smelter på veien ned. Denne prosessen skjer vanligvis i skyer der skytoppen er kaldere enn -15°C. Den nest viktigste prosessen er kollisjons- og kjølvannprosesser, som skjer i skyer med varmere skytopper. Der kolliderer stigende og fallende smådråper og produserer større og større dråper som til slutt blir så store at luftstrømmene ikke lenger kan holde dem oppe, og de faller til bakken som regn. Når en dråpe faller gjennom et område med mindre dråper rundt, blir smådråpene dratt inn i «kjølvannet» av den større dråpen, kolliderer med den og øker med det størrelsen på dråpen. Denne metoden å produsere regndråper på skjer hovedsakelig i lave stratiformede skyer og små cumulusskyer i tropiske område. Regndråpene som blir produsert på denne måten er som regel smådråper som yr.

Hvilken type sky en får er avhengig av styrken på oppdriften og luftstabiliteten. Ved ustabile forhold er det konveksjon som dominerer, og det dannes skyer som kan ha stor vertikal utstrekking. Stabil luft produserer horisontalt homogene skyer. Oppdrift i forbindelse med fronter skaper ulike skyer alt etter om det er en varm- eller kaldfront. Orografisk heving kan også skape ulike skyer avhengig av stabiliteten til skyene, men skyer som «hetteskyer» (cap clouds) og bølgeskyer blir bare dannet pga. orografiske effekter.

Skyklassifisering

Skyklassifisering etter hvilket nivå de oppstår i

Skyer er delt inn i to hovedkategorier: Lagdelte og konvektive. Lagdelte skyer blir kalt stratusskyer (eller stratiforme skyer, det latinske ordet stratus betyr 'lag') og er kjennetegnet ved å ha liten vertikal utstrekning, samtidig som de kan strekke seg horisontalt utover svært store områder. Konvektive skyer blir kalt cumulusskyer (cumulus betyr 'opptårnet' på latin), og er kjennetegnet ved å ha større vertikal utstrekning og mye mindre horisontal utstrekning enn lagdelte skyer. Disse to skytypene er igjen delt inn i fire eller flere grupper etter hvilken høyde de oppstår i. Skyer er klassifiserte ved hjelp av skybasen, ikke skytoppen. Dette systemet ble foreslått av Luke Howard i 1802 i et foredrag for Askesian Society.

Høye skyer (Type A)

Disse skyene dannes over 5 000 m (16 500 fot) i kalde områder av troposfæren. I polare områder kan de derimot oppstå så lavt som i 3 000 m høyde (10 000 fot). De angis med forstavelsen cirro- eller cirrus. I denne høyden er omtrent alt vann frosset til is, så skyene består av iskrystaller. Disse skyene er ofte tynne og gjennomsiktige.

Skyer av type A inkluderer:

Cirrus (Ci)
Cirrus uncinus (Ci)
Cirrus Kelvin-Helmholtz (Ci)
Cirrostratus (Cs)
Cirrocumulus (Cc)
Cumulus congestus pileus
Kondensstriper, en kondensstripe er lange tynne skyer som blir utviklet som følge av jetfly i høye luftlag.

Mellomhøye skyer (Type B)

Altocumulus makrellsky

Disse blir utviklet mellom 2 000 og 5 000 m (6 500 og 16 500 fot), og angis med forstavingen alto-. Skyene er dannet av vanndråper, og er ofte underkjølte.

Skyer av type B inkluderer:

Lave skyer (Type C)

noen lave skyer

Disse oppstår opp til 2000 m (6500 fot) og inkluderer stratusskyene (tette og grå). Når stratusskyer er i kontakt med overflaten kalles det tåke.

Skyer av type C inkluderer:

Moderat vertikale skyer (Type D1)

Stratiform skyer av denne typen form som midt skyer tykkere og avta i lavgir. Lav cumuliform skyer vil vokse oppover til moderat vertikal utstrekning hvis luften er tilstrekkelig ustabil.

Skyer av type D1 inkluderer:

Nimbostratus (Ns)
Cumulus mediocris (Cu)

Konvektive skyer (Type D2)

Cumulonimbus incus

Disse skyene kan ha kraftige vertikale luftstrømmer og strekke seg langt over skybasen, og kan oppstå i flere ulike luftnivå.

Skyer av type D inkluderer:

Cumulonimbus (assosiert med kraftig nedbør og tordenvær) (Cb)
Cumulonimbus incus (Cb)
Cumulonimbus calvus (Cb)
Cumulonimbus med mammatus (Cb)
Cumulus congestus (TCu)
Pyrocumulus

Andre skyer

Enkelte skyer blir dannet over troposfæren, som perlemorskyer og lysende nattskyer. Perlemorskyene oppstår i stratosfæren, mens de nattlysende skyene oppstår i mesosfæren.

Skyfarger

Et eksempel på ulike typer skyfarger

Fargen på en sky kan si mye om hva som foregår inne i skyen.

Skyer dannes når vanndamp stiger, blir avkjølt, kondenserer og danner mikrodråper. Disse små vannpartiklene er relativt tette, og sollys kan ikke trenge langt inn i en sky før det blir reflektert ut igjen. Dette gir skyene den karakteristiske hvite fargen. Når en sky blir eldre, kan smådråpene slå seg sammen til større dråper, som igjen kan gå sammen og danne dråper store nok til å falle ned til overflaten som regn. I denne akkumuleringsprosessen blir avstanden mellom dråpene større og større, og lyset kan trenge lenger inn i skyen. Dersom skyen er stor nok og dråpene inne i skyen har stor nok avstand, kan det hende at lite av lyset som går inn i skyen, blir reflektert ut igjen før det blir absorbert. (Derfor kan man se mye lenger i kraftig regn enn i tåke). Denne refleksjons-/absorpsjonsprosessen er årsaken til at fargen i en sky kan variere fra hvit til grå og nesten svart. Dette er også årsaken til at undersiden av store skyer har ulike gråtoner og at overskyet vær er grått; lite lys blir reflektert og sendt tilbake til personen som oberverer.

Andre farger oppstår naturlig i skyer. Den blågrå fargen kommer av at lyset blir spredt inne i skyen. I det synlige spekteret er blå og grønn i den korte enden av den synlige bølgelengden til lyset, mens gul og rødt er i den lange enden. De korte strålene har lettere for å bli spredt av vanndråper, og de lange strålene har lettere for å bli absorberte. Den blåaktige fargen viser at det er dråper store som regndråpar som sprer lyset.

En mer truende farge kan man ofte se i forbindelse med uværsskyer. Dersom en sky har en grønnaktig farge, blir sollyset spredt av is. En cumulonimbus-sky med grønn farge er et sikkert tegn på at det snart kan oppstå kraftig regn, hagl, kraftig vind, og til og med tornadoer.

Gulaktige skyer er sjeldne, men kan oppstå sent på våren og tidlig på våren i område med stor skogbrannfare. Den gule fargen kommer av røyk.

Røde, oransje og lilla farger oppstår nesten bare ved soloppgang/solnedgang, og kommer av at spredngen av sollyset skjer i selve atmosfæren. Skyene i seg selv har ikke disse fargene, men rett og slett reflekterer (ikke sprer) solstrålene. Dette kan sammenlignes med å skinne et rødt lys på et hvitt laken. I kombinasjon med store og velutviklede tordenskyer kan dette produsere blodrøde skyer. En kveld før en tornado traff byen Edmonton i Alberta i 1987, ble det observert en slik sky — helt svart på den mørke siden og med en intens rødfarge på solsiden.

Skyenes påvirkning på klimaet

Skyer reflekterer en del av sollyset tilbake til verdensrommet, det er derfor mindre sollys som treffer jordoverflaten. Men det er ikke den eneste måten skyene påvirker klimaet på.

Skyene dekker til enhver tid ca. 50% av jordens overflate. Skyene absorberer stråling som sendes fra jordens overflate. Da blir en del av energien sendt ut i verdensrommet og en annen del tilbake til planeten vår. Når skyene absorberer blir det altså varmere på kloden. Om dagen blir jorden varmet opp av atmosfæren. Jo mindre skyer det er, jo mer varme blir igjen hos oss. Om natten blir det meste av den infrarøde strålingen sendt tilbake til jorden, det blir varmere enn det ville vært uten skyer...

Høye og tynne skyer(cirrusskyer) bidrar til oppvarming, mens avkjølings effekten skjer som oftest ved lave og tykke tratocumulusskyer.

Global dimming

Se hovedartikkel Global dimming

Global dimming, minket innstråling fra sola til jorda, er et fenomen som først har fått fokus den siste tiden. Man mener årsaken er endringer i reflektiviteten til skyer på grunn av en økning i tallet på kondensasjonskjerner og andre partikler i atmosfæren.

Skyer på andre planeter

Alle planeter i solsystemet vårt som har en atmosfære, har også skyer. Skyene på Venus består av svovelsyredråper. Mars har høye, tynne skyer av vannis. Både Jupiter og Saturn har et ytre skylag som består av ammoniakk, et mellomliggende skylag av ammoniumhydrosulfid og et indre skylag av vanndråper. Uranus og Neptun har atmosfærer som er dominert av metanskyer.

Saturns måne Titan har skyer som man tror består av flytende metan. Romsonden Cassini-Huygens har oppdaget bevis på væskekretsløp på Titan, med blant annet flytende elver på overflaten av månen.

Litteratur

Leif Wedøe: Hvorfor faller ikke skyene ned? (2006) ISBN 978-82-02-25529-9

Eksterne lenker

(en) Clouds – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
(en) Cloud – galleri av bilder, video eller lyd på Commons