Розділи
Матеріали

Хмари мають величезну вагу, але вони тримаються в небі й не падають: чому так відбувається

Андрій Кадук
Фото: IFLS | Хмари мають величезну вагу, але вони тримаються в небі й не падають: чому так відбувається

Найкоротшою відповіддю на це запитання може бути те, що люди неправильно уявляють собі хмари.

Можливо, ви задавалися коли-небудь питанням: "Яким чином хмари тримаються високо в небі й не падають на землю?". Можливо, це пройшло повз ваші вуха в школі, або ж ви отримали неправильне пояснення цьому явищу: хмари пливуть по небу, тому що вони менш щільні, ніж повітря під ними. То чому ж хмари, що мають величезну вагу, можуть перебувати в небі насправді? Про це пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Коли повітря біля поверхні Землі нагрівається, воно починає підніматися вгору і забирає з собою водяну пару, яка є менш щільною, ніж гази, що оточують його, такі як азот і кисень. Таким же чином, наприклад, можуть підніматися вгору повітряні кулі, наповнені гарячим повітрям.

Уявіть собі повітряну кулю, яка перебуває під водою, а потім піднімається на поверхню і зупиняється там. Це відбувається тому що повітря всередині неї приблизно такої самої щільності, як і повітря навколо неї. Або ж воно недостатньо щільне, щоб куля потонула, або ж у ньому не така низька щільність, щоб куля продовжила летіти вгору. Якщо наповнити кулю менш щільним гелієм, то вона полетить далі.

Але повітря, і водяна пара, що міститься в ньому, не завжди відлітає вгору і з нашої атмосфери, як гелій, досягаючи висоти, на якій він має приблизно ту саму густину, що й повітря навколо нього. За низької температури відбувається охолодження повітря і з водяної пари утворюються краплі води та льоду. Їх так багато, що це дозволяє формуватися хмарам, які видно завдяки тому, що світло відбивається від великої кількості крапель води.

За низької температури відбувається охолодження повітря і з водяної пари утворюються краплі води та льоду. Їх так багато, що це дає змогу формуватися хмарам, які видно завдяки тому, що світло відбивається від великої кількості крапель води
Фото: PicsArt/Puffy Clouds

Але з усього об'єму хмари краплі води становлять лише невелику частину об'єму хмари. У звичайній хмарі міститься приблизно 0,5 грама води на кубічний метр. Тому, наприклад, хмара об'ємом 1 кубічний кілометр важитиме 500 тонн.

То яким же чином така дуже важка громадина може залишатися в небі й не падати вниз? Краплі води в хмарах не впливають на вагу повітря навколо них загалом. Численні краплі всередині хмари можуть мати величезну вагу, але для окремої краплі це не має значення. Вони залишаються в повітрі через велику площу поверхні. Висхідної сили опору повітря достатньо, щоб підтримувати низьку кінцеву швидкість для маленьких крапель. У результаті менші краплі постійно падають, але їх легко підштовхує вгору повітря під ними.

Але цей процес не триває вічно. Краплі всередині хмари стикаються і стають більшими. Коли це відбувається, вага крапель порівняно з площею поверхні збільшується, і краплі падають, причому опору повітря вже недостатньо, щоб уповільнити їхній рух. Як тільки радіус краплі перевищує 0,1 мм, опору повітря, що рухається вгору, стає недостатньо для протидії гравітації, і починається дощ.

Як уже писав Фокус, учені знайшли щось у хмарах, що може змінити погоду на Землі. Дослідники вважають, що ця знахідка може призвести до більшого утворення хмар, а, отже, до збільшення опадів і більш прохолодних умов.

Також Фокус писав про те, що в хмарах на Венері вчені виявили сполуку, яка відповідає за появу загадкових плям в атмосфері планети. Ці плями в хмарах другої планети від видно тільки в ультрафіолетовому світлі.