Разделы
Материалы

Облака имеют огромный вес, но они держаться в небе и не падают: почему так происходит

Андрей Кадук
Фото: IFLS | Облака имеют огромный вес, но они держаться в небе и не падают: почему так происходит

Самым коротким ответом на этот вопрос может быть то, что люди неправильно представляют себе облака.

Возможно вы задавались когда-либо вопросом: "Каким образом облака держатся высоко в небе и не падают на землю?". Возможно, это прошло мимо ваших ушей в школе, или же вы получили неправильное объяснение этому явлению: облака плывут по небу, потому что они менее плотные, чем воздух под ними. Так почему же облака, имеющие огромный вес, могут находиться в небе на самом деле? Об этом пишет IFLScience.

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

Когда воздух у поверхности Земли нагревается, он начинает подниматься вверх и уносит с собой водяной пар, который менее плотный, чем окружающие его газы, такие как азот и кислород. Таким же образом, например, могут подниматься ввысь воздушные шары, наполненные горячим воздухом.

Представьте себе воздушный шар, который находится под водой, а затем поднимается на поверхность и останавливается там. Это происходит потому что воздух внутри него примерно такой же плотности, как и воздух вокруг него. Или же он недостаточно плотный, чтобы шар утонул или же в нем не такая низкая плотность, чтобы шар продолжил лететь вверх. Если наполнить шар менее плотным гелием, то он улетит дальше.

Но воздух, и содержащийся в нем водяной пар, не всегда улетает вверх и из нашей атмосферы, как гелий, достигая высоты, на которой он имеет примерно ту же плотность, что и воздух вокруг него. При низкой температуре происходит охлаждение воздуха и из водяного пара образуются капли воды и льда. Их так много, что это позволяет формироваться облакам, которые видны благодаря тому, что свет отражается от большого количества капель воды.

При низкой температуре происходит охлаждение воздуха и из водяного пара образуются капли воды и льда. Их так много, что это позволяет формироваться облакам, которые видны благодаря тому, что свет отражается от большого количества капель воды
Фото: PicsArt/Puffy Clouds

Но из всего объема облака капли воды составляют лишь небольшую часть объема облака. В обычном облаке находится примерно 0,5 грамма воды на кубический метр. Поэтому, например, облако объемом 1 кубический километр будет весить 500 тонн.

Так каким же образом такая очень тяжелая громадина может оставаться в небе и не падать вниз? Капли воды в облаках не влияют на вес воздуха вокруг них в целом. Многочисленные капли внутри облака могут иметь огромный вес, но для отдельной капли это не имеет значения. Они остаются в воздухе из-за большой площади поверхности. Восходящей силы сопротивления воздуха достаточно, чтобы поддерживать низкую конечную скорость для маленьких капель. В результате меньшие капли постоянно падают, но их легко подталкивает вверх воздух под ними.

Но этот процесс не длится вечно. Капли внутри облака сталкиваются и становятся более крупными. Когда это происходит, вес капель по сравнению с площадью поверхности увеличивается, и капли падают, причем сопротивления воздуха уже недостаточно, чтобы замедлить их движение. Как только радиус капли превышает 0,1 мм, сопротивления воздуха, движущегося вверх, становится недостаточно для противодействия гравитации, и начинается дождь.

Как уже писал Фокус, ученые нашли нечто в облаках, что может изменить погоду на Земле. Исследователи считают, что эта находка может привести к большему образованию облаков, а, следовательно, к увеличению осадков и более прохладным условиям.

Также Фокус писал о том, что в облаках на Венере ученые обнаружили соединение, которое отвечает за появление загадочных пятен в атмосфере планеты. Эти пятна в облаках второй планеты от видны только в ультрафиолетовом свете.