Podstawowe fakty Każdy powinien wiedzieć o chmurach

Chmury mogą wyglądać jak duże, puszyste pianki na niebie, ale w rzeczywistości są to widoczne kolekcje maleńkich kropelki wody (lub kryształy lodu, jeśli jest wystarczająco zimno), które żyją wysoko w atmosferze powyżej Ziemi powierzchnia. Tutaj omawiamy naukę o chmurach: jak one formują się, poruszają i zmieniają kolor.

Chmury powstają, gdy paczka powietrza unosi się z powierzchni do atmosfery. W miarę jak paczka unosi się, przechodzi przez coraz niższe poziomy ciśnienia (ciśnienie zmniejsza się wraz z wysokością). Przypomnij sobie, że powietrze ma tendencję do przemieszczania się z obszarów o wyższym i niższym ciśnieniu, więc gdy paczka przemieszcza się do obszarów o niższym ciśnieniu, powietrze w nim wypycha się na zewnątrz, powodując jego rozszerzanie. Ta ekspansja wykorzystuje energię cieplną, a zatem chłodzi paczkę powietrza. Im dalej w górę podróżuje, tym bardziej się ochładza. Gdy jego temperatura ostygnie do temperatury punktu rosy, para wodna w paczce kondensuje w kropelki ciekłej wody. Kropelki te gromadzą się następnie na powierzchniach kurzu, pyłków, dymu, brudu i cząsteczek soli morskiej

Czy kiedykolwiek obserwowałeś chmurę wystarczająco długo, aby zobaczyć, jak się rozszerza na zewnątrz, czy odwrócił wzrok na chwilę, by przekonać się, że jej kształt zmienił się? Jeśli tak, z przyjemnością dowiesz się, że to nie twoja wyobraźnia. Kształty chmur ciągle się zmieniają dzięki procesom kondensacji i parowania.

Po powstaniu chmury kondensacja nie ustaje. Dlatego czasami zauważamy, że chmury rozszerzają się na sąsiednie niebo. Ale gdy prądy ciepłego, wilgotnego powietrza nadal rosną i zasilają kondensację, suche powietrze z otaczającego środowiska ostatecznie infiltruje wyporną kolumnę powietrza w procesie zwanym porywanie. Kiedy to suche powietrze jest wprowadzane do ciała chmury, odparowuje kropelki chmury i powoduje rozproszenie części chmury.

Chmury zaczynają się wysoko w atmosferze, ponieważ tam są tworzone, ale pozostają zawieszone dzięki zawartym w nich drobnym cząsteczkom.

Kropelki wody lub kryształki lodu w chmurze są bardzo małe, mniejsze niż a mikron (to mniej niż jedna milionowa metra). Z tego powodu reagują bardzo powoli powaga. Aby pomóc w wizualizacji tej koncepcji, zastanów się nad kamieniem i piórkiem. Grawitacja wpływa na każdą z nich, jednak skała opada szybko, podczas gdy pióro stopniowo dryfuje na ziemię z powodu swojej mniejszej masy. Teraz porównaj pióro i pojedynczą cząsteczkę kropli chmury; cząstka potrwa nawet dłużej niż pióro, a ze względu na jego niewielki rozmiar, najmniejszy ruch powietrza utrzyma go w powietrzu. Ponieważ dotyczy to każdej kropli chmury, dotyczy całej samej chmury.

Chmury podróżują z wyższym poziomem wiatry. Poruszają się z tą samą prędkością i w tym samym kierunku, w którym wieje wiatr na poziomie chmury (niski, średni lub wysoki).

Chmury na wysokim poziomie należą do najszybciej poruszających się, ponieważ tworzą się blisko szczytu troposfery i są popychane przez strumień odrzutowy.

Kolor chmury zależy od światła, które otrzymuje od Słońca. (Przypomnij sobie, że Słońce emituje białe światło; białe światło składa się ze wszystkich kolorów w widzialnym spektrum: czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo, fioletowego; i że każdy kolor w widmie widzialnym reprezentuje falę elektromagnetyczną o innej długości).

Proces działa w ten sposób: gdy fale świetlne Słońca przechodzą przez atmosferę i chmury, spotykają pojedyncze kropelki wody tworzące chmurę. Ponieważ krople wody mają podobny rozmiar jak długość fali światła słonecznego, kropelki rozpraszają światło słoneczne w rodzaju rozpraszania znanego jako Rozpraszanie Mie w którym wszystko długości fal światła są rozproszone. Ponieważ wszystkie długości fal są rozproszone i razem wszystkie kolory w widmie tworzą białe światło, widzimy białe chmury.

W przypadku grubszych chmur, takich jak warstwa, światło słoneczne przechodzi, ale jest blokowane. Dzięki temu chmura ma szarawy wygląd.