На небе можно наблюдать самые разные облака: в хороший летний день — пушистые, в пасмурную погоду — грозовые тучи, а иногда огромное полотно серых облаков покрывает все небо на несколько дней.
Облака летают, а значит, логично предположить, что они почти ничего не весят, но на самом деле это не так.
На сегодняшний день мы знаем достаточно о каждом виде облаков, в частности, об их составе. Это позволяет вычислить их вес с помощью нехитрых математических расчетов.
Вода и воздух
В первую очередь нужно разобраться, из чего состоят облака. Состав нехитрый: преимущественно воздух и маленькие капли воды, которые могут замерзать и превращаться в маленькие кристаллики льда. Чтобы рассчитать вес облака, мы должны рассчитать вес воздуха и воды, а затем сложить эти две величины.
Следующий шаг — определить, с каким видом облака мы имеем дело. Таких видов очень и очень много, и у каждого из них есть название. Например, пушистые облака, неспешно плавающие по летнему небу, называются кучевыми. Поговорим об этих облаках для начала. Итак, в кучевых облаках содержится примерно четверть грамма воды на один кубический метр. То есть, если собрать воду с одного кубического метра облака вместе, получится довольно большая капля. Но если ничего не собирать, то по факту мы имеем около одного миллиона микроскопических капель в одном кубическом метре облака.
Насколько большое?
Далее необходимо определить размер облака. Чтобы понять, насколько велико обычное кучевое облако, достаточно посмотреть на его тень с высокой точки в солнечный день.
Кучевые облака бывают совершенно разных размеров, но если взять среднюю величину, то она составит примерно один километр в длину, в высоту и столько же в ширину. Таким образом, облако можно считать кубом со сторонами длиной 1000 метров каждая, значит, объем составит 1000*1000*1000, то есть миллиард кубических метров.
Держим в голове, что наше облако содержит лишь четверть грамма воды на каждый кубический метр, но это уже не так мало, если объем равен миллиарду кубических метров. Путем нехитрых вычислений определяем, что облако весит 250000000 граммов, то есть 250 тонн, а это сравнимо с весом двух взрослых голубых китов.
Что насчет остальных видов облаков? Рассмотрим грозовую тучу. Она гораздо больше кучевого облака — средний размер составляет около 10 километров в длину, в высоту и в ширину. Очевидно, что в тучах гораздо больше воды: примерно 2 грамма на кубический метр. Проводим несложный расчет и вычисляем, что грозовая туча весит два миллиона тонн. Теперь неудивительно, что бывают такие сильные дожди.
Теперь посчитаем вес огромного полотна серых облаков. Этот вид облаков содержит примерно столько же воды, сколько кучевое облако. Серые облака покрывают гораздо большую площадь — 500 километров, но при этом они плоские — в среднем 200 метров в высоту. Получается, что полотно серых облаков в 50000 раз больше кучевого облака, и вес воды в нем составляет 10 миллионов тонн.
И наконец, нужно прибавить вес воздуха к весу воды, который мы уже рассчитали. Вернемся к кучевому облаку. Вес воздуха в одном кубическом метре составляет примерно один килограмм, то есть в 4000 раз больше веса воды.
Таким образом, вес воздуха в среднем кучевом облаке составляет один миллиард килограммов или один миллион тонн. Вот почему облако держится в небе — маленькие капли воды удерживаются всем этим огромным количеством воздуха.
Если провести те же расчеты с грозовой тучей, то мы получим один миллиард тонн воздуха. Остается серое облако, вес воздуха в нем — 50 миллиардов тонн.
Теперь нужно сложить вес воздуха и вес воды. Кучевое облако весит 1000250 тонн. Конечно, вы можете сказать, что воздух не считается, но он есть в составе облаков в любом случае. Даже без учета воздух облака весят гораздо больше, чем вы могли подумать.
По материалам статьи «How much does a cloud weigh» The Conversation
Перевод: Анатолий Зиненко
