Felhő

A felhő egy légköri képződmény, amely mikroszkopikus méretű vízcseppekből (átlagosan 10-20 mikrométer átmérőjűek) vagy jégkristályokból áll. Ezek lebegnek a levegőben, mivel túl kicsik ahhoz, hogy azonnal kihulljanak. A felhők különböző magassági szinteken jelenhetnek meg:

• Alacsonyrétegű felhők: 0–2 km
• Középmagas felhők: 2–7 km
• Magas felhők: 5–13 km (például cirrusz)
• Vertikálisan kiterjedő felhők (pl. zivatarfelhő): akár 16–18 km magasra is nyúlhatnak

A felhő főként kondenzálódott vízből áll, amelyhez különböző aeroszolok — például por, sószemcsék vagy égéstermékek — járulnak, ezek kondenzációs magként szolgálnak. Egy átlagos gomolyfelhő (cumulus) körülbelül 500 tonna vizet tartalmaz. A legnagyobb zivatarfelhőkben akár több ezer tonna víz is található. A légkörben lévő vízgőz tartalom körülbelül 12 900 km³ — ennek kis része van jelen pillanatnyilag felhő formájában.

A felhők vízszintes mozgását a szél iránya és sebessége szabja meg. A mozgási sebesség nagyon változatos:

• Lassú mozgás: 5–10 km/h, általában anticiklonos, stabil időben
• Átlagos mozgás: 20–40 km/h
• Gyors mozgás: akár 100–200 km/h magassági futóáramlásokban (jet stream)

A jet stream magassága körülbelül 9–12 km, sebessége elérheti a 400 km/h-t is, de felhőket többnyire a 100–200 km/h-s zónákban mozgat.

A felhő kialakulása a levegő felemelkedésekor kezdődik. A hőmérséklet csökkenésével a levegő telítődik, eléri a harmatpontot, ekkor kondenzáció történik. Ez főként három mechanizmus révén valósul meg:

1. Konvekció: a felszín melegíti a levegőt, ami felemelkedik
2. Orográfiai emelkedés: hegységek fölé kényszerített levegő hűl le
3. Frontális emelkedés: hideg és meleg légtömegek találkozásánál

A kondenzáció során felszabaduló látens hő tovább segíti az emelkedést, különösen zivatarfelhők esetében. Ilyenkor a hőmérséklet -40 °C alá is csökkenhet a felhő tetején.

A felhők eltűnésének leggyakoribb oka a párolgás. Ez akkor következik be, ha:

• A környező levegő melegebbé és szárazabbá válik
• Leszálló légáramlatok kiszárítják a réteget
• A levegőben lévő vízgőz mennyisége csökken, így megszűnik a kondenzáció

Egy átlagos felhő élettartama 10 perctől több óráig is terjedhet, típustól függően. A fátyolfelhők (cirrus) akár több száz kilométeren keresztül is elhúzódhatnak, míg a gomolyfelhők néha percek alatt eltűnnek.

A felhők fontos szerepet játszanak a Föld sugárzási mérlegében:

• A beérkező napsugárzás körülbelül 20%-át visszaverik
• A földfelszín által kibocsátott infravörös sugárzás jelentős részét visszatartják
• A bolygó albedóját (visszaverődő sugárzás aránya) 30%-ra emelik

Különösen a cirrusz típusú felhők hajlamosak melegítő hatást kifejteni, míg az alacsonyan fekvő réteges felhők inkább hűtik a felszínt. Ez az oka, hogy a felhőborítottság növekedése éghajlati szempontból kétélű hatással bír.

Összefoglalva elmondható, hogy a felhő — legyen akár alacsonyan gomolygó réteg, akár a magas égbe nyúló zivataros torony — nélkülözhetetlen szerepet játszik bolygónk vízháztartásában, éghajlatában valamint a meteorológiai jelenségek kialakulásában. Megértésük nélkülözhetetlen a klímaváltozás és időjárási folyamatok pontos modellezéséhez.