Якщо хмари складаються з води, чому вони плавають у повітрі?

вага хмари

Спекотного дня хмари ширяли на небі, кидаючи тінь на сонячне світло.

Запитуючи, якщо хмара зроблена з води, якої так багато, чому хмари продовжують плавати?

Хмари в основному складаються з дрібних крапель води, іноді кристалів льоду.

Всі хмари, які ви бачите, мають такі краплі води та кристали льоду, які настільки малі, що на них не впливає швидкість падіння.

Тож цей хмарний матеріал буде плавати разом із навколишнім повітрям.

Його поведінка схожа на пил, який ви іноді бачите, перебуваючи на сонці, здається, що пил постійно плаває в повітрі.

Радіус цієї краплі води коливається від декількох мікрометрів до десятків мікрометрів - 1 мікрометр становить одну мільйонну частину метра - як мало!

Швидкість падіння предмета пов'язана з його масою та площею поверхні, саме тому перо падає повільніше, ніж гравій однакової ваги.

Для об’єктів круглої форми їх маса пропорційна кубічному радіусу. Тоді як площа поверхні пропорційна радіусу в квадраті.

Отож, коли ця крихітна крапля води стає більшою, її маса стає важливішою за форму краплі, тому вона буде падати швидше.

Навіть великі краплі води радіусом 100 мікрометрів мають лише швидкість падіння близько 27 сантиметрів на секунду.

І оскільки кристали льоду мають неправильну форму, швидкість їх падіння порівняно мала.

Вертикальний рух повітря, також відомий як висхідний потік, який відбувається в атмосфері, також впливає на дрейф хмар, компенсуючи швидкість падіння крапель води.

Хмари утворюються в повітрі, що рухається вгору.

Повітря буде підніматися все більше і більше, коли тиск зменшується, і розширюється, розріджуючись, поки не охолоне.

Читайте також: Як відбувається процес утворення вітру?

Це охолодження змушує водяну пару в повітрі конденсуватися, перетворюючись на воду.

Хмари з пластоподібними формами, тип хмар, що виробляють стабільно помірний дощ, утворюються в середовищах з великими повітряними масами, але зі слабкою швидкістю висхідного потоку.

Конвективні або купчасті хмари - тип хмар, що виробляють сильний дощ, а іноді і блискавки, утворюються в середовищах з високою швидкістю висхідного потоку.

Загальна маса хмари порівняно з масою повітря відносно більша за масу повітря.

Уявіть собі невелику хмаринку на відстані 3 км над землею об’ємом 1 кубічний км, що містить воду щільністю 1 грам на кубічний метр.

Загальна маса хмарних частинок становить близько 1 мільйона кілограмів, що дорівнює масі 500 автомобілів.

Однак загальна маса повітря з однаковим об'ємом становить близько 1 мільярда кілограмів, в 1000 разів важча за воду в хмарах.

Отже, незважаючи на те, що хмари містять багато води, вони розкидані на кілометри у вигляді крихітних крапель або кристалів, які занадто малі, щоб сила гравітації не мала певної ролі.

З нашого погляду на землю хмари, здається, плавають у повітрі.

Ці краплі води падатимуть лише як дощ, якщо вміст води в хмарі настільки щільний і насичений, що одна крапля поєднується з іншими краплями, утворюючи більші краплі в краплі дощу, маси яких достатньо для переміщення вниз, як дощ.


Довідково:

Метеоролой сьогодні, Дональд Аренс.

//www.sciachingamerican.com/article/why-do-clouds-float-when/