Облака могут выглядеть как большие, пушистые зефиры в небе, но на самом деле, они являются видимыми скоплениями крошечных капли воды (или ледяные кристаллы, если достаточно холодно), которые живут высоко в атмосфере над землей поверхность. Здесь мы обсуждаем науку об облаках: как они формируются, перемещаются и меняют цвет.
формирование
Облака образуются, когда воздушный поток поднимается с поверхности в атмосферу. Когда участок поднимается, он проходит через все более и более низкие уровни давления (давление уменьшается с высотой). Напомним, что воздух имеет тенденцию перемещаться из областей с более высоким и низким давлением, поэтому, когда посылка перемещается в области с более низким давлением, воздух внутри нее выталкивается наружу, вызывая ее расширение. Это расширение использует тепловую энергию, и, следовательно, охлаждает воздушный пакет. Чем дальше вверх, тем больше он охлаждается. Когда его температура остывает до температуры точки росы, водяной пар внутри посылки конденсируется
в капли жидкой воды. Эти капли затем собираются на поверхности частиц пыли, пыльцы, дыма, грязи и морской соли, называемых ядра. (Эти ядра гигроскопичны, что означает, что они притягивают молекулы воды.) Именно в этот момент, когда водяной пар конденсируется и оседает на ядрах конденсации, облака образуются и становятся видимыми.форма
Вы когда-нибудь наблюдали за облаком достаточно долго, чтобы видеть, как оно расширяется наружу, или на мгновение отворачивались, чтобы обнаружить, что когда вы оглядываетесь назад, его форма изменилась? Если это так, вы будете рады узнать, что это не ваше воображение. Форма облаков постоянно меняется благодаря процессам конденсации и испарения.
После образования облака конденсация не прекращается. Вот почему мы иногда замечаем, как облака расширяются в соседнее небо. Но поскольку потоки теплого влажного воздуха продолжают расти и подпитывать конденсат, более сухой воздух из окружающей среды в конечном итоге проникает в плавучий столб воздуха в процессе, называемом засасывание. Когда этот более сухой воздух вводится в тело облака, он испаряет капли облака и заставляет части облака рассеиваться.
движение
Облака начинаются высоко в атмосфере, потому что именно там они созданы, но они остаются подвешенными благодаря крошечным частицам, которые они содержат.
Капли воды или кристаллы льда очень маленькие, меньше чем микрон (это менее одной миллионной метра). Из-за этого они очень медленно реагируют на сила тяжести. Чтобы помочь визуализировать эту концепцию, рассмотрим камень и перо. Гравитация влияет на каждого, однако камень быстро падает, в то время как перо постепенно опускается на землю из-за его меньшего веса. Теперь сравните перо и отдельную частицу капельки облака; Частица упадет даже дольше, чем перо, и из-за крошечного размера частицы малейшее движение воздуха будет удерживать ее в воздухе. Поскольку это относится к каждой облачной капле, это относится ко всему самому облаку.
Облака путешествуют с верхним уровнем ветры. Они движутся с той же скоростью и в том же направлении, что и преобладающий ветер на уровне облаков (низкий, средний или высокий).
Облака высокого уровня являются одними из самых быстро движущихся, потому что они образуются вблизи вершины тропосферы и выталкиваются струйным потоком.
цвет
Цвет облака определяется светом, который он получает от Солнца. (Вспомните, что Солнце излучает белый свет; этот белый свет состоит из всех цветов видимого спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый; и что каждый цвет в видимом спектре представляет собой электромагнитную волну различной длины.)
Процесс работает так: когда световые волны Солнца проходят через атмосферу и облакаони встречают отдельные капли воды, которые составляют облако. Поскольку капли воды имеют такой же размер, как и длина волны солнечного света, капли рассеивают солнечный свет в виде рассеяния, известного как Ми рассеяния в котором все длины волн света рассеиваются. Поскольку все длины волн разбросаны и все цвета в спектре составляют белый свет, мы видим белые облака.
В случае более толстых облаков, таких как пласт, солнечный свет проходит, но блокируется. Это придает облаку сероватый вид.