Сколько весят облака? Ученые объяснили, почему они не падают

У науки есть все необходимое для измерения массы облаков Облака кажутся невесомыми клочьями ваты, парящими в небе. Мы говорим «легкий, как облако», подразумевая что-то почти невесомое. Но на самом деле одно-единственное облако может весить около 450 тонн. Это сопоставимо с массой 100 слонов или крупного авиалайнера. Почему же вопрос сколько весит облако такой сложный, и почему облака не падают на землю? Из чего состоят облака? Прежде чем считать вес облака , стоит разобраться, что такое облако . По сути, это скопление крошечных капель воды или кристалликов льда, взвешенных в атмосфере. Каждая такая капля невероятно мала: ее диаметр измеряется микрометрами, а масса ничтожна. Но когда таких капель триллионы и триллионы, суммарный вес начинает впечатлять. Типичное кучевое облако ( а они бывают очень разными ), содержит примерно 0,3 грамма воды на кубический метр. Звучит смешно, правда? Треть грамма, это даже не капля из пипетки. Но вот в чем подвох: объем такого облака огромен. Среднее кучевое облако может занимать около кубического километра. А кубический километр, это миллиард кубических метров. Умножаем 0,3 грамма на миллиард, и получаем около 300 000 килограммов воды. Это вес примерно 100 африканских слонов или одного полностью загруженного Boeing 747! И это еще скромное облачко. Грозовые тучи, кучево-дождевые облака, которые поднимаются на высоту 10–15 километров, содержат в разы больше влаги. Самые тяжелые облака на планете весят столько же, сколько 100 слонов или крупный самолет, и это далеко не предел для мощных грозовых систем. А вам не казалось странным, что облака движутся в разные стороны одновременно? Этому есть научное объяснение! Почему облака не падают на землю Вот главный вопрос, который напрашивается: если облако весит сотни тонн, почему оно не обрушивается вниз, как камень? Ответ кроется в том, как эта масса распределена в пространстве. Об этом рассказали авторы сайта IFL Science . Дело в том, что вся эта вода рассредоточена в колоссальном объеме воздуха. Плотность облака лишь чуть-чуть выше плотности окружающей атмосферы. Капельки настолько малы, что их скорость падения ничтожна: они опускаются со скоростью всего несколько сантиметров в секунду. А восходящие потоки теплого воздуха легко компенсируют это медленное снижение, удерживая капли на высоте. Проще говоря, облако не висит вопреки гравитации. Оно постоянно и очень медленно «падает», но теплый воздух, поднимающийся от нагретой солнцем поверхности, подталкивает капли обратно вверх быстрее, чем они успевают опуститься. Это как пытаться уронить перышко в струе фена: технически оно тяжелее воздуха, но поток не дает ему упасть. Когда же капли начинают сливаться друг с другом и расти, восходящие потоки перестают их удерживать. Тогда начинается дождь. По сути, дождь, это и есть момент, когда облако наконец «падает». Дождь это процесс падения облака на землю Как ученые измерили вес облаков Может показаться, что взвесить облако невозможно. На весы же его не поставишь! Но математика здесь на удивление простая, и именно в этом вся красота задачи. Для расчета нужны всего два параметра: плотность жидкой воды в облаке (то есть сколько граммов воды приходится на кубический метр) и объем самого облака. Плотность воды в облаках измеряют с помощью специальных приборов на самолетах и метеозондах. А объем оценивают по спутниковым снимкам и радарным наблюдениям. Дальше, чистая арифметика: Берем среднюю плотность воды 0,3 г/м³, умножаем на объем в кубических метрах, и получаем массу. Для типичного кучевого облака объемом в один кубический километр (то есть 10⁹ м³) это дает около 300 тонн, или примерно 660 000 фунтов. Округленно, около миллиона фунтов для чуть более крупного экземпляра. Оказывается, самое сложное здесь не формула, а точное измерение объема. Облака постоянно меняют форму, растут, испаряются, сливаются. Но даже грубая оценка дает впечатляющие цифры. Что касается грозовых туч, их масса может быть в десятки и сотни раз больше, ведь и объем, и плотность влаги в них значительно выше. Метеозонды помогают ученым измерять содержание воды в облаках. Простая арифметика делает остальное Самые тяжелые облака на планете Не все облака одинаковы. Легкие перистые облака высоко в атмосфере состоят из ледяных кристаллов и весят сравнительно мало. А вот кучево-дождевые, те самые грозовые монстры, это настоящие тяжеловесы атмосферы. Такие облака могут простираться от высоты около 2 километров до самой тропопаузы на 12–15 километрах. Их объем в сотни раз превышает объем обычного кучевого облака, а содержание воды на кубический метр тоже выше. В итоге масса одной грозовой тучи может достигать сотен тысяч тонн. Для сравнения: масса крупного пассажирского самолета при взлете составляет около 400 тонн. Так что даже «скромное» кучевое облако весит примерно как один такой лайнер. А гроза, это уже целая эскадрилья. Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем Дзен-канале . Посмотрите, что там есть, прямо сейчас! Но есть нюанс: несмотря на свою чудовищную массу, облако остается менее плотным, чем окружающий воздух, если рассматривать его как единое целое вместе с воздухом внутри. Именно поэтому оно парит, а не обрушивается. Вся хитрость в том, что масса распределена по колоссальному объему, и средняя плотность системы «воздух + капли» остается ниже плотности сухого воздуха вокруг.
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News