ענן
 |
ערך ללא מקורות | |
| ערך ללא מקורות | |
עָנָן (נקרא גם עב, נָשִׂיא) הוא אוסף של טיפות מים או גבישי קרח המחרחפים באטמוספירה. העננים נוצרים כאשר אוויר לח מתקרר עד שהוא מגיע לרוויה, לרוב כתוצאה מהתפשטות הנוצרת מהלחץ היורד ככל שהענן עולה בגובה. כאשר האוויר מגיע לרוויה חלק מאדי המים מתעבה לטיפות מים; או, בטמפרטורות נמוכות מספיק, עובר ישירות למצב מוצק ויוצר גבישי קרח. היווצרות הטיפות והגבישים נעזרת בדרך כלל בחלקיקי אירוסול המשמשים כגרעיני התעבות או כגרעיני קיפאון.[1][2][3]
היווצרות הענן
[עריכת קוד מקור | עריכה]  |
ראו גם – מחזור המים |
עננים נוצרים בדרך-כלל כאשר אוויר עשיר באדי מים עולה לגובה ומתקרר. העלייה באוויר עשויה להיגרם ממגוון תהליכים, ובהם הסעת חום אטמוספירית (אנג') הנגרמת מהתחממות פני הקרקע, זרימת אוויר במעלה מדרונות הרים, התכנסות של זרמי אוויר, או תנועות אנכיות הקשורות למערכות חזיתיות ולשקעים ברומטריים. כאשר האוויר עולה בגובה, הלחץ סביבו יורד והוא מתפשט ומתקרר באופן אדיאבטי בקירוב. כאשר האוויר מתקרר עד לטמפרטורת נקודת הטל, הוא מגיע לרוויה ואדי המים מתחילים להתעבות.[4]
עננים מתפתחים ומשתנים כל העת: מים מתעבים ומתאדים ללא הפסקה, וחלקיקי מים וקרח נוצרים בענן ויוצאים ממנו. ענן עשוי להתפזר כאשר האוויר נעשה בלתי רווי, למשל כתוצאה מערבוב עם אוויר יבש יותר או עקב שינוי בתנועות האנכיות של האוויר.[5]
גרעיני התעבות
[עריכת קוד מקור | עריכה]היווצרות טיפות המים בעננים מתרחשת בדרך כלל סביב חלקיקים זעירים המכונים גרעיני התעבות של עננים (Cloud Condensation Nuclei, CCN), המהווים אתרי התגרענות עבור אדי המים. חלקיקים אלה הם אירוסולים שסביבם יכולים אדי מים להתעבות וליצור טיפות ענן.[6]
מקורם של גרעיני ההתעבות יכול להיות טבעי או אנושי; כולל בין היתר: מלחים שמקורם ברסס ים, אבק מינרלי, אפר געשי, חלקיקים אורגניים שמקורם בצמחייה וביצורים חיים, וכן חלקיקים הנפלטים משריפות, תחבורה ותעשייה. גם חלקיקים הנוצרים באטמוספרה בעקבות תגובות כימיות של גזים יכולים לשמש כגרעיני התעבות. יעילותו של חלקיק כגרעין התעבות תלויה בגודלו, בהרכבו הכימי, במבנה פני השטח שלו וביכולתו לספוח מים; חלקיקים היגרוסקופיים, כגון מלחים מסוימים, נוטים להיות יעילים במיוחד.[7]
חלקיקים אלו יכולים להכיל מגוון חומרים ומינרלים, ובהם גם מינרלים בעלי תכונות מגנטיות, כגון מינרלים המכילים ברזל. נוכחותם של חלקיקים מגנטיים בדגימות של משקעים אינה מעידה כשלעצמה על מקור מלאכותי שלהם, שכן מינרלים מגנטיים, ובפרט מינרלים המכילים ברזל, הם מרכיבים טבעיים של אבק קרקעי ושל חלקיקי אירוסול אחרים.[8][9]
היווצרות ענן על ידי הרים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
ענן כמעט ולא יכול להיווצר על ידי אוויר קר בלבד, אלא נדרש גורם מעבה אחר. הר יכול להוות גורם כזה בתהליך המכונה עננות אורוגרפית; כאשר אוויר לח זורם לעבר הר, הטופוגרפיה עשויה לאלץ אותו לעלות במעלה המדרון. עם העלייה הלחץ יורד והאוויר מתקרר. אם הוא מגיע לרוויה, אדי המים מתעבים ונוצר ענן אורוגרפי. מסיבה זו עננים נפוצים מעל מדרונות הרים ובסמוך להם, במיוחד כאשר הרוחות נושאות אוויר לח לעבר ההר.[10][11]
מיקרופיזיקה של הענן
[עריכת קוד מקור | עריכה]ענן הוא תערובת דינמית של טיפות מים, ובעננים קרים גם גבישי קרח וחלקיקי משקעים אחרים. הטיפות והגבישים נוצרים, גדלים ומתאדים או נמסים ללא הרף. גודלם הזעיר מאפשר להם להישאר תלויים באוויר, אף שהם נתונים כל העת לכוח הכבידה ולתנועת האוויר. [6]
היווצרות משקעים
[עריכת קוד מקור | עריכה]תהליך ההתגרענות אינו תנאי מספיק להיווצרות עננים מורידי גשם; טיפות המים וגבישי הקרח שבו זעירים מאוד, ולכן הם יכולים להישאר תלויים באוויר זמן רב. כדי שייווצרו חלקיקי משקעים גדולים דיים כדי ליפול אל הקרקע, עליהם לגדול באמצעות תהליכים מיקרופיזיקליים שונים. בעננים חמים יחסית, או בחלקים נוזליים של עננים, טיפות יכולות לגדול באמצעות התנגשות והתלכדות (collision-coalescence): טיפות בגדלים שונים נעות בתוך הענן, מתנגשות זו בזו ומתלכדות לטיפות גדולות יותר. יעילות התהליך תלויה בהתפלגות הגדלים של הטיפות, בריכוזן ובתנועת האוויר בתוך הענן.[12]
תהליך ההתנגשות והתלכדות מרכזי במיוחד בעננים חמים, בהם אין כמות משמעותית של גבישי קרח. עם זאת, הוא יכול להתרחש גם בחלקים נוזליים של עננים המכילים קרח.[13]
פאזת הקרח
[עריכת קוד מקור | עריכה]בטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס, מים טהורים בלחץ אטמוספרי רגיל נמצאים בתנאי שיווי משקל בין מצב צבירה נוזלי למוצק בתנאים בהם מתאפשרת היווצרות של גבישי קרח. עם זאת, טיפות מים קטנות בעננים יכולות להישאר במצב נוזלי גם בטמפרטורות הנמוכות מ-0 מעלות צלזיוס. מצב זה נקרא קירור יתר. הסיבה לכך היא שבאופן רגיל קיפאון אינו מתרחש רק כתוצאה מהגעה לטמפרטורה מסוימת, אלא דורש אתר התגרענות. חלקיקים מסוימים באטמוספירה יכולים לשמש כגרעיני הקפאה ולזרז את קפיאת הטיפות. בטמפרטורות נמוכות מאוד, בסדר גודל של -38°C, יכולה להתרחש קפיאה הומוגנית של טיפות מים גם ללא אתר התגרענות.[14]
כאשר ענן מכיל גם טיפות מים מקוררות-יתר וגם גבישי קרח, יכול להתרחש תהליך ברגרון-פינדייזן. בטמפרטורות שמתחת לנקודת הקיפאון, לחץ האדים הרווי מעל קרח נמוך מזה שמעל מים נוזליים. לכן, כאשר האוויר רווי ביחס למים, הוא עשוי להיות רווי-יתר ביחס לקרח. אדי מים מתעבים על גבישי הקרח, בעוד שטיפות המים מתאדות בהדרגה. כתוצאה מכך גבישי הקרח גדלים על חשבון טיפות המים.[15]
גבישי הקרח יכולים לגדול ולהפוך לפתיתי שלג או לחלקיקי משקעים אחרים. אם הם עוברים דרך שכבות אוויר חמות יותר בדרכם לקרקע, הם עשויים להימס ולהגיע לקרקע כגשם.
מטען חשמלי
[עריכת קוד מקור | עריכה]בענני סערה, ובעיקר בענני קומולונימבוס, מתרחשת הפרדת מטענים חשמליים. התהליך קשור במידה רבה להתנגשויות בין גבישי קרח, גראופל וטיפות מים מקוררות-יתר, וכן לתנועות האנכיות החזקות בתוך הענן. ההתנגשויות גורמות להעברת מטען בין החלקיקים, ותנועות האוויר מפרידות בין חלקיקים בעלי מטענים שונים.[16]
בענן סערה מפותח מצטבר בדרך כלל מטען חיובי בחלקיו העליונים ומטען שלילי בחלקים המרכזיים והתחתונים, אף שמבנה המטענים עשוי להיות מורכב יותר. כאשר השדה החשמלי נעשה חזק דיו, מתרחשת פריקה חשמלית בצורת ברק.[16]
ברקים יכולים להתרחש בתוך אותו ענן, בין עננים שונים, בין הענן לקרקע ואף בתוך אזורים שונים של אותה מערכת עננים. קיימים ברקים בעלי קוטביות חיובית ושלילית.[17]
בנוסף לברקים, ענני סערה יכולים להיות קשורים לתופעות חשמליות המתרחשות מעל הענן באטמוספירה העליונה, ובהן שדוני ברקים.[18]
סיווג העננים
[עריכת קוד מקור | עריכה]באופן קלאסי נהוג למיין את העננים לשלוש רמות סיווג עיקריות.
- גובה הענן ובסיס ההשתרעות האנכית אם קיימת יוצר הבחנה בין שלוש קבוצות עננים -
- אופי ההתהוות וההשתרעות האנכית של הענן יוצר הבחנה בין שתי קבוצות עננים שונות -
- עננים ערמתיים המכונים גם ענני "קומולוס" ומאופיינים בהתפתחות אנכית מובהקת, ומאפיינים את מצבי אי יציבות אטמוספירית המלווים בהתכנסות חריפה.
- עננים שכבתיים המכונים גם ענני "סטרטוס" ומאופיינים בשטיחות ובהיעדר התפתחות ממשית, שבמקרים רבים מעידים על יציבות יחסית וקיומה של שכבת אינוורסיה.
- יכולות הענן להוריד משקעים, ענן שמוריד משקעים מכונה "נימבוס".
כל ענן מוגדר על פי סוגו בכל אחת מקבוצות הסיווג, לרוב, שילוב של שלוש רמות סיווג אלו מהווה את שמו המקובל של הענן. כך למשל, "אלטוקומולוס" הוא ענן בינוני ערמתי, "אלטוסטרטוס" הוא ענן בינוני שכבתי, "צירוקומולוס" הוא ענן גבוה ערמתי ו"צירוסטרטוס" הוא ענן גבוה שכבתי. כל העננים הנמוכים הם ערמתיים, לכן בכל שמותיהם מופיע "קומולוס" אך לא מוזכר בהם מאפיין הגובה. כך, למשל, "קומולונימבוס" הוא ענן נמוך ערמתי שמוריד משקעים, "סטרטוקומולוס" הוא ענן נמוך ערמתי שנבלם באינוורסיה ו"קומולוס" הוא ענן נמוך ערמתי, גובהם של כל עננים אלה לא מוזכר בשמותיהם. יש עננים שלא כל רמות הסיווג שלהם מוזכרים בשמם. כך, למשל, "נימבוסטרטוס" הוא ענן שכבתי בינוני שמוריד משקעים וגובהו לא מוזכר בשמו, לעומת זאת "צירוס" הוא ענן גבוה ערמתי שנבלם באינוורסיה וסיווג זה לא מוזכר בשמו.
ענני קומולוס (ערמה)
[עריכת קוד מקור | עריכה]
עננים נמוכים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- קומולוס - ענן ערמתי נמוך הידוע בכינוייו "ענני כבשה", "ענני כרובית", "ענני צמר" ועוד.
- קומולונימבוס - ענן סופת רעמים המוריד בדרך כלל גשמים עזים או ברד.
- סטרטוקומולוס - ענן בעל מבנה ערמתי שנראה שכבתי כאשר הוא נבלם באינוורסיה נמוכה וצורתו היא של גושים או גלילים משוננים.
עננים בינוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- אלטוקומולוס - ענן ערמתי בינוני שמורכב משורות רבות של גושי קרח ומים קטנים.
עננים גבוהים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
- צירוקומולוס - ענן ערמתי גבוה המורכב מכדוריות או אדוות קרח רבות מאוד.
- צירוס - ענן בעל מבנה ערמתי שנראה שכבתי כאשר הוא נבלם באינוורסיה גבוהה והוא מופיע בצורת חוטי קרח דקים ולבנים שלעיתים קרובות דמויי שיער או חוטי משי (נקרא לעיתים ענן נוצה).
ענני סטרטוס (שכבות)
[עריכת קוד מקור | עריכה]עננים בינוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- אלטוסטרטוס - ענן שכבתי בגובה בינוני שלעיתים (בעיקר באירופה) מוריד גשם.
- נימבוסטרטוס - ענן שכבתי בינוני המוריד בדרך כלל גשם חקלאי (גשם דק) או שלג.
עננים גבוהים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- צירוסטרטוס - ענן שכבתי גבוה היוצר לעיתים קרובות הילה סביב השמש.
שבר ענן
[עריכת קוד מקור | עריכה]במקורות
[עריכת קוד מקור | עריכה]שומרית: בהגיית 'עֲבְּאֻנוּ' abbununnu[19] בהוראת יום-אפלולי. סורית נוֹנוֹאְ ܥܢܳܢܳܐ[20]. ארמית: 'עֲנָנָא' . ערבית: 'ענאן' عنان . הענן מופיע במקרא כשם כולל לתופעות הקשורות בהתעבות האוויר במילים כגון: עב, ערפל, נד-מים ('עַמּוּד-עָנָן'), עשן פולחני ('עֲנַן-הַקְּטֹרֶת'), ועוד. המילה ענן מופיעה במקרא 90 פעמים כתופעת טבע שאינה בהכרח קשורה לגשם, מתוכן שלוש פעמים בזיקה עקיפה לגשם, ורק בפעם אחת בזיקה ישירה לגשם. לפיכך אין הענן המקראי זהה לחלוטין לתפיסת הענן בתקופה המודרנית, שכן ברובם המכריע של המקרים, אין מדובר בתופעה הקשורה בהכרח בירידת ממטרים[21].
ראו גם
[עריכת קוד מקור | עריכה]קישורים חיצוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
- בלדד השוחי, מדוע יש לעננים צבעים?, באתר ערוץ עשר
- אבי סאייג, ענן בתוך בקבוק, במדור "ניסויי מדע בבית" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 10 אוגוסט 2014
- ענן, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
עננים, דף שער בספרייה הלאומית
איתן לשם, גלישת עננים - תופעת טבע ייחודית, באתר הארץ, 26 בספטמבר 2023
הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ↑ Weather Terms, www.erh.noaa.gov
- ↑ אטלס עננים, באתר השירות המטאורולוגי הישראלי
- ↑ WMO, Definition of a cloud, International Cloud Atlas (באנגלית)
- ↑ איך נוצרים עננים, באתר Weather2day, 2015-09-02
- ↑ JEFF HABY, HOW DO CLOUDS DISSIPATE?, weather.gov
- 1 2 How Clouds Form, National Oceanic and Atmospheric Administration, 2025, July 1
- ↑ Kaori Kawana, Fumikazu Taketani, Kazuhiko Matsumoto, Yutaka Tobo, Yoko Iwamoto, Takuma Miyakawa, Akinori Ito, Yugo Kanaya, Roles of marine biota in the formation of atmospheric bioaerosols, cloud condensation nuclei, and ice-nucleating particles over the North Pacific Ocean, Bering Sea, and Arctic Ocean, Atmospheric Chemistry and Physics 24, Copernicus GmbH, 2024-02-08, עמ' 1777–1799 doi: 10.5194/acp-24-1777-2024
- ↑ Amarjargal Baatar, Raegyung Ha, Yongjae Yu, Do rainfalls wash out anthropogenic airborne magnetic particulates?, Environmental Science and Pollution Research 24, 2017-04-01, עמ' 9713–9722 doi: 10.1007/s11356-017-8638-9
- ↑ Haijiao Liu, Yan Yan, Hong Chang, Hongyun Chen, Lianji Liang, Xingxing Liu, Xiaoke Qiang, Youbin Sun, Magnetic signatures of natural and anthropogenic sources of urban dust aerosol, Atmospheric Chemistry and Physics 19, Copernicus GmbH, 2019-01-21, עמ' 731–745 doi: 10.5194/acp-19-731-2019
- ↑ Roland B. Stull, Practical meteorology: an algebra-based survey of atmospheric science, Color edition, Vancouver, BC, Canada: University of British Columbia, 2025, ISBN 978-1-944441-04-3
- ↑ C. David Whiteman, Mountain meteorology: fundamentals and applications, New York: Oxford University Press, 2000, ISBN 978-0-19-513271-7
- ↑ Atmosphere - Precipitation, Water Cycle, Air Pressure, Britannica, 2026-08-13 (באנגלית)
- ↑ Precipitation Formation via the Ice Process in NE Colorado, Earth Observing Laboratory
- ↑ National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), BASIC ICE CLOUD MICROPHYSICS, weather.gov (באנגלית אמריקאית)
- ↑ CLOUDS - HOW DO THEY FORM?, weather.gov
- 1 2 NOAA US Department of Commerce, Understanding Lightning: Thunderstorm Electrification, www.weather.gov (באנגלית אמריקאית)
- ↑ Lightning Types, NOAA National Severe Storms Laboratory (באנגלית אמריקאית)
- ↑ Lina Tran, THE GREAT SPRITES CHASE, NASA Science, October 27, 2022
- ↑ Wayback Machine, web.archive.org, 2008-07-02
- ↑ Microsoft Word - ayi.doc, www.ericlevy.com
- ↑ לזיהוי "ענן" ו"עב" במקרא, באתר JSTOR
