Enaindvajsetega marca letos smo lahko malo pred sončnim vzhodom v Ljubljani in okolici videli na vzhodnem nebu redek vremenski pojav – valovanje oblakov. Oblika oblakov je spominjala na lomljene valove v plitvi vodi. Kljub temu, da sta oba pojava na pogled zelo podobna, je njuna razlaga vendarle nekoliko različna.
Najprej pomislimo, zakaj veter ustvari valove na vodni površini. Bernoullijeva enačba, ki ni nič drugega kot zapis o ohranitvi energije, nam pove, da je tlak na nekem mestu tem manjši, čim večja je tam hitrost vetra. Torej je na vrhu vala, kjer je hitrost vetra večja kot na dnu, tlak manjši. Podtlak dviguje vrh vala in val počasi narašča, dokler se sili podtlaka in zemeljske privlačnosti ne izenačita. V plitvi vodi se zaradi bližine dna valovi lomijo.
Sedaj pa o oblakih na sliki! Iz biltena, ki ga objavlja Urad za meteorologijo razberemo, da je ta dan s severozahoda k nam pritekal v višinah topel in vlažen zrak, medtem ko je bil pri tleh zrak še hladen. Ker je hladen zrak težji od toplega, je taka meja med toplim in hladnim zrakom stabilna, če ni vetra. Na meji se je topel zrak ohladil, vlaga v zraku je kondenzirala in nastala je tenka plast oblakov. V višjih legah je pihal veter (na fotografiji od leve proti desni), medtem ko je zrak pri tleh miroval, kar pomeni, da je nastala strižna hitrost, ki je bila še posebno velika na meji med hladnim in toplim zrakom in je povzročila valovanje zgornje površine oblakov. Tako valovanje lahko običajno opazujemo manj kot pol ure, potem veter odnese vrhove valov, kar lepo vidimo na levi strani slike ali v drugi vrsti oblakov.
Pojav, ko strižna hitrost povzroči nastanek valov in vrtincev, se imenuje Kelvin-Helmholtzova nestabilnost, po znanstvenikih, ki sta pojav ločeno razložila približno sočasno (Sir William Thomson, lord Kelvin je bil britanski fizik in je živel od 1824 do 1907; Hermann von Helmholtz je bil nemški fizik, živel je od 1821 do 1894).
Seveda se lahko Kelvin-Helmholtzova nestabilnost pojavi tudi, kadar ni oblakov. Takrat pojava ne vidimo, ga pa hudo občutijo letala, če zaidejo v območje nestabilnosti oziroma vrtincev. Kelvin-Helmholtzovo nestabilnost vidimo včasih tudi pri vzpenjajočem se dimu sveče ali cigarete.
Oblake nenavadne oblike sem fotografiral na Črnučah 21. 3. 2005 ob 5h 47′; hrib v ozadju je Cicelj.
Igor Vilfan, <[email protected]>
-
