Felhőüregek

Furcsa alakú képződményeket figyeltek meg a Mexikói-öböl fölött a felhőkben. A ritka jelenség magyarázata kevésbé különleges, mint a látványuk.

A jelenség felülről, azaz műholdakról és alulról, azaz a földről nézve egyaránt szokatlan és ritka. A jelenségre angolul is az üreg jelentésű latin cavum szót használják, ezen a néven szerepel a felhőtípus a Meteorológiai Világszervezet (WMO, World Meteorological Organization) Nemzetközi Felhőatlaszában. A magyar sajtóban a március elején megjelent képződményekről hírt adva egyszerűen Cavum-felhőknek nevezték az alakzatokat, de előfordult a lyukfelhő megnevezés, amelynél esetleg a felhőlyuk vagy a felhőüreg pontosabb lenne. Amíg nem alakul ki a magyar terminológia, maradjunk a WMO által is használt cavum megnevezésnél.

A NASA Terra műholdjának MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) detektora 2024. január 30-án fényképezte le a Mexikói-öböl fölött kialakult cavum felhőket. (Kép: NASA Earth Observatory, Michala Garrison: MODIS adatok: NASA EOSDIS LANCE és GIBS/Worldview)

Alulról nézve kör (vagy távolabbról nézve ellipszisnek látszó) alakú nyílás látható a felhőtakaróban, amelyen belül nincs, vagy alig van felhő, esetleg feltűnően más jellegű, mint a környezetében. A szokatlan látvány miatt a külföldi híradások is megjegyezték, hogy „olyanok, mintha földönkívüli objektumok lennének”. Nem meglepő, hogy a hazai hírportálok többsége is a jelenségnek ezt az aspektusát emelte ki.

A Mexikói-öböl fölött megjelent cavum típusú felhők „alulnézetben”. (Kép: VOI, dock.special)

A Mexikói-öböl fölött, Florida nyugati partja közelében kialakult cavum felhőket a NASA Terra műholdján működő MODIS detektorral 2024. január 30-án sikerült megörökíteni. A ritka felhőtípust az 1940-es évek óta figyelték meg, majd az amerikai egyetemek légkörkutató társasága (UCAR, University Corporation for Atmospheric Research) szakemberei 2010-ben, illetve 2011-ben megjelent cikkeikben adtak mára elfogadottá vált magyarázatot a felhőlyukakra. Eszerint a cavum felhők olyankor jelenhetnek meg, amikor repülőgépek haladnak át az altocumulus felhők (párnafelhő, a középmagas szintű gomolyfelhő) tömbjein. Ezek a felhők apró vízcseppecskékből állnak, amely cseppekben a víz túlhűtötté válhat, azaz fagypont alatti hőmérsékleten is folyékony halmazállapotú marad a víz. A túlhűlés olyankor következik be, amikor a cseppeket alkotó víz nagyon tiszta, azaz nincsenek jelen benne azok a kristályosodási magvak (porszemcsék, gombaspórák, pollen, baktériumok), amelyek elősegítik a jégkristályok kialakulását.

A túlhűlés viszonylag gyakori légköri jelenség, a Föld felhőtakarójának mintegy 8%-át alkotó altocumulus felhőkben például a vízcseppek akár –15 °C-on is folyékonyak maradhatnak. A túlhűlésnek is van azonban határa. A repülőgépek szárnya vagy légcsavarja mellett gyorsan áramló levegőben fellép az adiabatikus hűtés jelensége, ami esetenként lokálisan akár 20 °C-kal csökkentheti a hőmérsékletet, ezért kristályosodási magvak hiányában is megindul a jégképződés. A jégszemcsék esetenként olyan nagyra nőhetnek, hogy kihullanak a felhőből, a helyükön üreg képződik. Az aláhulló jégszemcsék gyakran vékony, függőleges vagy szél hatására ferde vonalak sokaságaként láthatók, ez az úgynevezett virga jelensége – olyan csapadék, amely azonban nem éri el a felszínt, esése közben elpárolog.

Az UCAR és a NASA Langley Kutatóközpont szakemberei a repülési adatok, a műholdas megfigyelések és az időjárási modellek segítségével próbálták megmagyarázni, hogyan alakulnak ki a cavum felhők, és mennyire tartósak. Megállapították, hogy amikor a repülőgépek meredekebb szögben keresztülrepülnek a felhőrétegen, akkor kisebb, kerek cavumok alakulnak ki, amikor viszont közel vízszintesen repülnek a felhőben, akkor hosszabb, úgynevezett csatornafelhők (canal clouds) alakulnak ki (amilyen képünkön is látható), hosszan elnyúló virga jelenséggel. A cavum felhők kialakulására a kutatók megállapítása szerint hatással van a felhőréteg vastagsága, a levegő hőmérséklete és a vízszintes irányú szélnyírás. Elemzésüket a legkülönbözőbb repülőgéptípusokra végezték el, amiből arra következtettek, hogy a naponta több mint 1000 járatot fogadó Miami Nemzetközi Repülőtér térségében talán nem is olyan ritka jelenség a cavum, mint eddig gondolták.

Kapcsolódó cikkek:
Hamu és felhőgyűrűk
Délutáni felhők az esőerdő fölött
Zivatarfelhők az űrállomásról

Kapcsolódó linkek:
Making Sense of Holes in the Clouds (NASA Earth Observatory)
WMO International Cloud Atlas
A. J. Heymsfield et al.: Aircraft-Induced Hole Punch and Canal Clouds (Bull. Am. Meteorol. Soc.)
A. J. Heymsfield et al.: Formation and Spread of Aircraft-Induced Holes in Clouds (Science)