En sky er vanddamp i atmosfæren (himlen), der er kondenseret til meget små vanddråber eller iskrystaller, som fremstår i synlige former eller formationer over jorden.

Vand på jorden fordamper (bliver til en usynlig gas) og stiger op i himlen. Højere oppe, hvor luften er koldere, kondenserer vandet: det forvandles fra gas til vanddråber eller iskrystaller. Vi ser disse vanddråber som skyer. Dråberne falder ned på jorden som regn, og derefter fordamper vandet igen. Dette kaldes "vandets kredsløb".

Atmosfæren indeholder altid en vis mængde vanddamp. Skyer dannes, når atmosfæren ikke længere kan holde på al den usynlige luftdamp. Den vanddamp, der er tilbage, kondenserer til meget små vanddråber.

Varm luft indeholder mere vanddamp end kold luft. Så hvis varm luft med masser af vand indeni afkøles, kan den danne en sky. På disse måder kan luft afkøle nok til at danne skyer:

  • når luften tæt på jorden opvarmes af solen og stiger op til et sted, hvor luften er koldere.
  • langs vejrfronter afkøles varmere luft, når den løber ind i koldere luft;
  • Når luften stiger op ad et bjerg, afkøles den, efterhånden som den stiger højere op;
  • når varm luft passerer over noget koldere (f.eks. koldt vand i en sø) eller jord, der afkøles om natten, afkøles den.

Skyer er ikke tunge. Vandet i en sky kan have en masse på flere millioner tons. Hver kubikmeter (m3) af skyen indeholder kun ca. 5 gram vand. Skydråber er også ca. 1000 gange tungere end fordampet vand, så de er meget tungere end luft. De falder ikke ned, men bliver i luften, fordi der er varm luft hele vejen rundt om de tungere vanddråber. Når vand ændres fra gas til dråber, dannes der varme. Fordi dråberne er meget små, "klæber" de fast til den varme luft.

Nogle gange ser skyerne ud til at have strålende farver ved solopgang eller solnedgang. Det skyldes støvpartikler i luften.

Hvordan skyer dannes – flere detaljer

For at en sky skal dannes, kræves typisk:

  • Fugtighed: tilstedeværelsen af vanddamp i luften.
  • Køling: luften må afkøles til eller under dugpunktet, så vanddampen kan kondensere.
  • Kondenseringskerner: meget små partikler som støv, salt eller forurening fungerer som overflader, hvorpå dråber og iskrystaller kan vokse. Uden disse kerner ville skypartikler være sværere at danne.

Den mest almindelige måde at luften køles på, er gennem adiabatisk afkøling: når luften stiger, falder trykket, den udvider sig og afkøles. De fire hovedmekanismer, som allerede er nævnt, er:

  • konvektiv opstigning (opvarmet luft stiger),
  • frontdannelse (varm luft presses op over kold luft),
    • >orografisk løft (luft presses op over terræn som bjerge),
  • kontaktkøling (varm luft passerer over en kold overflade, f.eks. en sø).

Skytyper og klassifikation

Skyer klassificeres efter form og højde. De vigtigste grupper er:

  • Høje skyer (cirro-): cirrus, cirrostratus, cirrocumulus — dannede af iskrystaller, ofte over 6 km højde.
  • Mellemhøje skyer (alto-): altostratus, altocumulus — typisk mellem 2 og 6 km højde; kan give let nedbør.
  • Lave skyer: stratus, stratocumulus, nimbostratus — under ca. 2 km; nimbostratus giver ofte vedvarende regn.
  • Vertikalt udviklede skyer: cumulus og cumulonimbus — kan vokse lodret gennem flere højder og give byger, torden, hagl og kraftig nedbør.

Hver type har karakteristiske former: cumulus er typisk "klumpede" med flade bunde, stratus danner et jævnt tæppe, og cirrus ses som fine, trådede isskyer.

Hvorfor skyer kan blive og ikke falde til jorden

Selvom en sky samlet kan have en stor masse, er dråberne enkeltvis meget små (typisk 10–50 µm i diameter). De falder meget langsomt og holdes oppe af:

  • opdrift fra varm luft og små vertikale bevægelser (op- og nedvinde),
  • turbulens i atmosfæren, som blander luften og holder dråberne svævende,
  • og i høje skyer af iskrystaller: langsomme sedimentationshastigheder.

Hvordan skyer giver nedbør

Nedbør dannes, når skydråber eller iskrystaller vokser store nok til at falde hurtigt gennem luften. De vigtigste processer er:

  • Collision–coalescence: Vanddråber i varme skyer kolliderer og smelter sammen til større dråber, som bliver til regn.
  • Bergeron–processen: I kolde skyer vokser iskrystaller på bekostning af overkølet vanddamp; krystallerne kan blive til sne eller smelte til regn på vej ned.

Skyer og klima

Skyer spiller en væsentlig rolle i Jordens energibalance. De kan både:

  • reflektere sollys (albedo): lave, tætte skyer sender solenergi tilbage til rummet og køler overfladen,
  • fange varmestråling: høje, tynde skyer kan fremme drivhuseffekten ved at absorbere og genudstråle varmestråling fra Jordens overflade.

Små ændringer i skydække og -egenskaber påvirker klimaet, og derfor er skyer et vigtigt, men komplekst, element i klimamodeller. Menneskelig aktivitet kan også påvirke skyer gennem aerosoler (partikler), som ændrer dannelsen af skydråber, og gennem direkt påvirkning som skyseedning.

Farver og optiske fænomener

Skyernes farver ved solopgang og solnedgang skyldes, at solens lys passerer gennem et tykkere lag atmosfære, hvor blå lys spredes mere end rødt lys. I nogle tilfælde kan små partikler i luften øge denne effekt. Andre fænomener omfatter:

  • irisation (farvespil i tynde skyer),
  • haloer omkring solen eller månen (lys brydes i iskrystaller),
  • regnbuer, som skyldes brydning og refleksion i regndråber.

Praktisk betydning

At kunne genkende forskellige skyer er nyttigt i vejrudsigter: f.eks. varsler voksende cumulonimbus kraftig byge- og tordenaktivitet, mens brede altostratus- eller nimbostratus-skyer ofte varsler langvarig, rolig nedbør. Skyobservationer er også væsentlige for luftfart, landbrug og klimaovervågning.

Samlet set er skyer et dynamisk samspil mellem vanddamp, temperatur, bevægelse i atmosfæren og partikler i luften. De er både en del af det lokale vejr og af det globale vandets kredsløb.