Когда вы летите в самолете над облаками, эти бело-серые столбы кажутся мягкими, пушистыми и легкими, как воздух. Однако не поддавайтесь иллюзиям - эти упругие облака намного, намного тяжелее, чем кажутся.
Так сколько же весит облако? И как взвесить его?
Облака состоят в основном из воздуха и миллионов крошечных капелек воды, которые образуются, когда вода конденсируется вокруг «семенной» частицы. Частицы могут быть любыми - от азотной кислоты до паров, выделяемых деревьями, - обычно они очень крошечные (размером 0,2 мкм).
Есть несколько способов измерить вес облака. Первый - взвесить водяной пар, из которого оно состоит, а для этого «нужно знать размеры облака». Также нужно знать «насколько плотно упакованы капли (плотность облака)».
Несколько лет назад Маргарет ЛеМон, ученый-атмосферист, задалась вопросом о весе воды в среднем кучевом облаке. Она начала производить расчеты. Сначала она измерила размер тени облака и оценила его высоту, предположив, что оно имеет приблизительно кубическую форму (облака обычно не имеют кубической формы, но кучевые облака часто имеют примерно такую же высоту, как и ширину, поэтому это предположение помогло упростить расчет приблизительного объема). Затем, основываясь на предыдущих исследованиях, она оценила плотность капель воды примерно в 1/2 грамма на кубический метр. «В итоге у меня получилось около 500 тонн воды», - говорит ЛеМоне. Это примерно вес 100 слонов, подвешенных над вашей головой.
Конечно, разные типы облаков имеют разный вес. «Например, перистые облака намного легче, потому что в них гораздо меньше воды на единицу объема», - сказала Маргарет ЛеМон. «А кучево-дождевые облака (темные громовые облака, которые вы видите перед грозой), как правило, гораздо тяжелее.»
Однако весь объем облака - это не только капли, но и воздух. Если бы кто-то захотел продвинуть расчеты Маргарет ЛеМон на шаг дальше, он мог бы учесть вес воздуха между каплями.
Но если облака такие тяжелые, почему они не падают? Во-первых, капли настолько малы, что падают не очень быстро. Средняя капля воды в облаке примерно в тысячи раз меньше капли дождя - примерно как соотношение размеров Земли и Солнца. Высотные потоки ветра раздувают эти крошечные капельки, удерживая их в воздухе гораздо дольше, чем если бы они были неподвижны.
Тепловая конвекция также помогает удерживать капли в воздухе. Облако на самом деле менее плотное, чем воздух непосредственно под ним. Когда теплый воздух поднимается вверх, он становится более "плавучим", чем холодный воздух под ним, как "слой пены на вершине латте".
Конечно, можно сказать, что облака «падают» в виде дождя. Когда облачные капли охлаждаются и конденсируются друг с другом, они растут и в конце концов становятся настолько тяжелыми, что падают на Землю. Хотя капля дождя намного больше облачной капли, диаметр каждой из них составляет в среднем 2 миллиметра (согласно данным Университетского центра атмосферных исследований). Эти маленькие капли распределяют вес достаточно, чтобы 500 тонн воды не обрушились вам на голову одновременно.
Так что в следующий раз, когда вы увидите проплывающее над головой маленькое счастливое облачко, просто вспомните про 100 слонов. И не забудьте поблагодарить природу за процесс тепловой конвекции.
***
Друзья, если вам понравилась эта статья, буду очень благодарен, если вы подпишетесь. Это действительно поможет мне развиваться и создавать больше интересного для вас. Спасибо!
Читайте так же : Почему не существует 2-ух одинаковых снежинок?