Мікроструктура і водність хмар
За фазового стану хмарних елементів хмари діляться на три класи.
1. Водяні (краплинні) хмари, що складаються тільки з крапель. Вони можуть існувати не тільки при позитивних температурах, а й при негативних (-10 ° С і нижче). В цьому випадку краплі будуть знаходитися в переохолодженому стані, що в атмосферних умовах цілком зазвичай.
2. Змішані хмари, що складаються з суміші переохолоджених крапель і крижаних кристалів. Вони можуть існувати, як правило, при температурах від -10 до -40 ° С.
3. Крижані (кристалічні) хмари, що складаються тільки з крижаних кристалів. Вони можуть існувати, як правило, при температурах нижче -40 "С.
У теплу пору року водяні хмари утворюються головним чином в нижніх шарах тропосфери, змішані - в середніх, крижані - у верхніх. У холодну пору року при низьких температурах змішані і крижані хмари можуть виникати і поблизу земної поверхні.
Розміри хмарних крапель варіюють в широких межах, від часток до сотень мікрометрів. Залежно від умов утворення і стадії розвитку хмара може складатися з крапель як порівняно однорідних, так і вельми різних за розмірами. При конденсації радіус хмарних крапель може збільшуватися приблизно до 20 мкм. Однак при таненні кристалів і при взаємній злиття крапель в хмарах утворюються краплі радіусом до 100-200 мкм. Краплі таких розмірів починають випадати з хмари у вигляді мряки або дощу. Радіус крапель дощу може досягати і тисяч мікрометрів, т. Е. Декількох міліметрів.
Кристали в хмарах різноманітні за формою і розмірами. В результаті замерзання крапель при низьких температурах утворюються так звані повні кристали - крижані шестикутні (гексагональних) пластинки або призми діаметром 10-20 мкм. При подальшій сублімації (кристалізації) вони ростуть і на їх кутах з'являються розгалуження (промені). На цих розгалуженнях утворюються нові, і кристали перетворюються в шестипроменеві зірки (сніжинки) або іншого виду кристали складної і різноманітної структури. Радіус їх може досягати декількох міліметрів.
Водністю хмар називають масу крапель води і кристалів льоду в одиничному обсязі хмарного повітря.
Хоча в одиниці об'єму хмарного повітря міститься значна кількість крапель або кристалів, елементи ці настільки малі, що маса води в рідкому вигляді в хмарах невелика. У водяних хмарах в 1 м3 хмарного повітря міститься від 0,01 до 3 г води. У кристалічних хмарах водність значно менше - соті і тисячні частки грама в 1 м3. Це і зрозуміло, так як абсолютна вологість в 1 м3 повітря дорівнює лише грамам, а в більш високих шарах, т. Е. При більш низьких температурах, - кільком часток грама. При конденсації не весь водяний пар, наявний в .воздухе, переходить в рідкий стан, а тільки частина його. Тому водність хмар виявляється ще менше, ніж абсолютна вологість повітря.
