ענן

תהליך התהוות עננים.

עננים בצבע

עננים בגבהים שונים, מעל ומתחת לפסגת הר החרמון

השתקפות העננים על חול הים

ענן (נקרא גם עב, נָשִׂיא) הוא ריכוז טיפות מים או גבישי קרח מיקרוסקופיים, אשר התהוו כתוצאה מתהליך התעבותם של אדי מים הנמצאים במצב רוויתי בנוכחות גרעיני התעבות.

היווצרות

השמש מחממת את האוקיינוסים וריכוזי מים אחרים ובכך גורמת להתאדות של מים וליצירת לחות. אדים אלו מטפסים גבוה באטמוספירה. הקור באטמוספירה בהיעדר גרעיני התעבות אינו מספיק לגרום להתעבותם של האדים. גרגרי אבק וחלקיקים אחרים באטמוספירה בטמפרטורה נמוכה באים במגע עם האדים וגורמים להתעבותם וליצירת טיפות מים וחלקיקי קרח מיקרוסקופיים אשר הם העננים. תהליך זה לבדו אינו גורם להיווצרות עננים מורידי גשם אשר רק בתוספת אילוץ מכני שיגרום לעלייה מאסיבית של אוויר כלפי מעלה, יכולים להיווצר. עלייה כזאת יכולה לקרות עקב מערכת מזג אוויר שנקראת שקע ברומטרי, אשר מופיעה מעל הים התיכון בחודשי החורף (הסיבה לירידת גשם בחורף). כדי שטיפונות הענן יגיעו לגודל מספיק גדול על מנת שהן יהיו מספיק כבדות כדי לרדת כגשם, מתרחש תהליך של התנגשויות, טיפונות הענן מתנגשות זו בזו ובחלקיקי קרח אחרים וכך הן מתלכדות וגדלות. יעילות ההתנגשות תלויה ביחס גודלי הטיפות, בריכוז הטיפות ובטרבולנציה השוררת בענן.

מרכז הענן מאופיין בדרך כלל בזרמים אנכיים עולים ואילו צידי הענן מאופיינים בדרך כלל בזרמים אנכיים יורדים. כאשר טיפה עולה במעלה הענן היא יכולה לקפוא בדרך ולהפוך לגראופל או ברד. וכאשר החלקיקים הקפואים ירדו, יכולה להתרחש המסה והם יהפכו לטיפת מים.

סיום חיי הענן יתרחש כאשר כל הטיפות וחלקיקי הקרח ירדו בצורת גשם ו/או התאדו בגלל שהענן יגיע לאזור עם לחות נמוכה.

היווצרות ענן על ידי הרים

תרשים המתאר היווצרות ענן כתוצאה מהר

ענן כמעט ולא יכול להיווצר על ידי אוויר קר בלבד, אלא נדרש גורם מעבה אחר. הר יכול להוות גורם כזה בתהליך המכונה עננות אורוגרפית, ולכן פעמים רבות רואים עננים מעל ההרים. אוויר לח המצוי באוויר מתחיל לטפס כלפי מעלה, כאשר יש הר באזור, האוויר הלח והחם בא במגע עם ההר הקר וגורם להתעבות הלחות וליצירת ענן.

פאזת הקרח

בגובה פני הקרקע, מים קופאים בטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס. עם זאת, עננים גבוהים יכולים להכיל מים לא קפואים אף בטמפרטורה של מינוס 38 מעלות. תופעה זו מתרחשת מכמה סיבות: הראשונה היא שבגובה רב, הלחץ באוויר נמוך יותר ודרושה טמפרטורה נמוכה יותר כדי לגרום למים לקפוא. בנוסף, התכונות הפיזיקליות של מסות מים קטנות, שונות מאשר תכונות של מסות מים גדולות בגלל המתח פנים. כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת לבערך מינוס 10 באזור הגבוה של עננים ערימתיים טיפות המים מתחילות לקפוא. על מנת שטיפות מים תקפאנה הן זקוקות לגרעין קיפאון כשם שאדי מים צריכים גרעיני התעבות בשביל להפוך לטיפות מים. גרעיני הקיפאון מזרזים את התהליך אצל טיפות המים ומגבשים אותן לקרח. הקרח דומה בגודלו לטיפות המים, הזעירות אך שונות בגודלן. בהימצאות גרעיני קרח בענן, בטווח טמפרטורות מסוים, יש להיווצרות גבישי קרח יתרון על יצירת טיפות מים בחינת מהירות הגידול, עקב ההבדל בלחץ האדים הדרוש להחזקת גביש קרח לעומת טיפת מים, מצב זה מתואר על ידי תהליך ברגרון.

מטען חשמלי

עננים עם פאזה מעורבת, כלומר שיש בהם גם טיפות מים וגם חלקיקי קרח, יכילו מטען חשמלי בעקבות התנגשויות בין החלקיקים השונים. זהו מטען חשמל סטטי, וכאשר עוצמתו תעבור ערך סף מסוים תהיה התפרקות חשמלית אשר קרויה ברק. ישנם מספר סוגי ברקים, ברקים בין העננים לקרקע, ברקים בין שני עננים שונים וברקים בין אזורים שונים באותו הענן. הברקים יכולים להיות חיוביים או שליליים לפי המטען הגורם להתפרקות. ישנם גם ברקים שעולים מהענן לשכבות העליונות של האטמוספירה והם נקראים שדוני ברקים.

סיווג העננים

באופן קלאסי נהוג למיין את העננים לשלוש רמות סיווג עיקריות.

• גובה הענן ובסיס ההשתרעות האנכית אם קיימת יוצר הבחנה בין שלוש קבוצות עננים -
  • עננים נמוכים עד 2,500 מטר לערך.
  • עננים בינוניים המכונים גם "אלטו" וממוקמים בגובה של בין 2,500 ל-5,000 מטר בקירוב.
  • עננים גבוהים המכונים גם "צירוס" וממוקמים בגובה של מעל ל-5,000 מטר.
• 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".

ענני צירוס ואלטוקומולוס

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)

גובה העננים

עננים נמוכים

• 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

• אלטוקומולוס - ענן ערמתי בינוני שמורכב משורות רבות של גושי קרח ומים קטנים.

עננים גבוהים

ענן אלטוקומולוס.

עננים גולשים למכתש רמון

• 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)

עננים בינוניים

• אלטוסטרטוס - ענן שכבתי בגובה בינוני שלעיתים (בעיקר באירופה) מוריד גשם.
• סטרטונימבוס - ענן שכבתי בינוני המוריד בדרך כלל גשם חקלאי (גשם דק) או שלג.

עננים גבוהים

• צירוסטרטוס - ענן שכבתי גבוה היוצר לעיתים קרובות הילה סביב השמש.

שבר ענן

• שבר ענן - מצב של ממטרים עזים, אבני ברד גדולות. במקרים קיצוניים יכולה להיווצר סופת טורנדו מלווה ברעמים מחרישי אוזניים.

במקורות

שומרית: בהגיית 'עֲבְּאֻנוּ' abbununnu בהוראת יום-אפלולי. סורית נוֹנוֹאְ ܥܢܳܢܳܐ. 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.

ראו גם

• סינופטיקה
• ערפל
• לחות
• ענן משפך

קישורים חיצוניים

• 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