Волшебная подушка парит в воздухе. Ученые рассказали, почему облака "плывут по небу"

Если хорошенько всмотреться в ясное голубое небо и рассматривать белые облака на нем, можно заметить нечто похожее на "перьевые каньоны" и "воздушные замки из сладкой ваты". Однако почему они в действительности выглядят так, будто подвешены в воздухе и действительно ли они парят над нашими головами, а если так, то кто развесил эти "мягкие подушки в небе"? Ученые ответили на эти вопросы, пишет Live Science.

По словам метеоролога из Национальной метеорологический службы Алекса Ламерса, в действительности все это не более чем иллюзия. Облако — это вовсе не подушка, сладкая вата или нечто еще, что волшебным образом парит в воздухе.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

На самом деле, по словам исследователей облака представляют собой совокупность воды и кристалликов льда. Эти капли формируются вокруг ядра конденсации воздуха, которое, по сути, может быть пылинкой или солью. Когда насыщенное водой облако становится слишком тяжелым, осадки падают на землю в виде дождя, снега или града. Однако даже до дождя эти капельки пробиваются к Земле, но не в таком торопливом темпе.

По словам Ламерса, на самом деле эти капли падают очень медленно. Фактически, все, что падает на Землю, достигает так называемой предельной скорости или максимально возможной скорости при свободном падении. Конечная скорость возникает, когда сила сопротивления воздуха полностью противодействует гравитации.

Дело в том, что капли воды настолько легки, что их конечная скорость чрезвычайна мала — от 18 до 36 метров в час для капли радиусом от 5 до 10 микрон. Поскольку, как правило, облака находятся в стратосфере на высоте десятков километров, это небольшое смещение вниз попросту незаметно для наших глаз.

Ламерс с коллегами сравнил падение капли воды с пылинками, кружащимися в луче солнечного света: они также падают, однако из-за того, что они чрезвычайно крошечные, это происходит очень медленно. По словам профессора атмосферных наук в Университете Рутгерса Марка Миллера, средний размер капли воды в облаке в радиусе меньше человеческого волоса.

Ученые отмечают, что нечто противодействует этому медленному опусканию, а потому возникает иллюзия, будто восходящие потоки воздуха удерживают слипшиеся капли в подвешенном состоянии, даже когда они постепенно падают.

По словам Миллера, простыми словами, нам кажется, что облака плавают из-за того, что они подают со скоростью, меньшей или равной скорости восходящего потока в самом облаке. То есть частицы падают и поднимаются одновременно.

Исследователи отмечают, что капли воды становятся "следами движения воздуха": поднимающийся воздух подталкивает миллионы капель воды, образуя облако. Однако дело не только в одновременном падении и подъеме, но и в том, что облака появляются на относительно фиксированной высоте, однако затем колеблются, поскольку воздух смешивается с каплями, когда они испаряются или конденсируются. В действительности же, по словам Миллера, облака формируются и испаряются со скоростью, из-за которой они и кажутся немного стационарными.

По сути, облако является видимым результатом вертикального движения и смешения воздуха с водой, в то время, как капли медленно падают на землю. Фактически мы конечно не можем увидеть движение облачных капель, все, что мы в действительности можем заметить — следы крупномасштабного движения в атмосфере.

Отметим, что для образования облака необходим теплый влажный воздух. При этом теплый воздух более плавучий, чем холодный, а потому он поднимается в атмосферу, а после охлаждается и конденсируется в облако. В то время как некоторые облака выглядят легкими и пушистыми, кучевые и грозовые могут весить, как 100 слонов. Впрочем, их вес напрямую зависит от содержания воды и размера.

Ранее Фокус писал о том, что ученые рассказали, сколько весит одно облако