Легкі чи все ж таки важкі: вчені розповіли, скільки важить одна хмара

Якщо дивитися на хмари знизу вгору або спостерігати за ними з літака, то хмари здаються м'якими і пухнастими, і може здатися, що вони легші за повітря. Але хмари насправді набагато важчі, ніж здається. Скільки важать хмари? На це запитання відповіли вчені Live Science.

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

Хмари складаються переважно з повітря і мільйонів дрібних крапель води, які утворюються, коли вода конденсується навколо інших частинок, які також дуже крихітні.

"Щоб дізнатися вагу хмари, потрібно зважити водяну пару, з якої вона складається, а також потрібно знати наскільки щільно упаковані краплі води", — говорить Армін Сорушян з Університету штату Арізона, США.

Маргарет ЛеМоун Національного центру атмосферних досліджень у Боулдері, штат Колорадо, США, вирішила з'ясувати, скільки ж важить вода у звичайній купчастій хмарі (це щільні яскраво-білі хмари в денному небі).

Для початку він виміряв розмір тіні, що відкидається хмарою, а потім його висоту і таким чином у її розрахунках хмара мала кубічну форму. Хмари зазвичай не мають кубічної форми, але купчасті хмари часто мають майже однакову висоту та ширину, тому таке припущення спростило розрахунки.

"На підставі попередніх досліджень я оцінила щільність крапель води у хмарі на рівні 0,5 грама на 1 кубічний метр. Мої розрахунки показали, що обсяг води у хмарі становить приблизно 550 тонн", — каже ЛеМоун.

"Якщо, наприклад, взяти вагу слона, що становить у середньому від 4 до 6 тонн, то це означає, що над головою у нас важить приблизно 100 слонів, а це дуже вражає", — каже Сорушян.

За словами вчених, у різного типу хмар відповідно різна вага. Наприклад, перисті хмари будуть набагато легшими, адже вони утримуватимуть набагато менше води на одиницю об'єму хмари. А ось купчасто-дощові хмари (це темні хмари, які можна побачити прямо перед грозою), навпаки, будуть набагато важчими.

"Але обсяг хмари — це не тільки кількість води, там ще є і повітря. Якщо враховувати обсяг повітря, то розрахунки покажуть ще більші значення ваги для окремих хмар", — каже Сорушян.

Якщо хмари такі важкі, то чому вони не падають на землю?

"Справа в тому, що краплі води в хмарах такі крихітні, то вони падають не дуже швидко. Середня крапля води в хмарі приблизно в 1 мільйон разів менша, ніж дощова крапля дощу. Це все одно, що порівняти розмір Землі та Сонця. Потоки вітру на великій висоті переносять ці краплі і утримують їх у повітрі набагато довше, ніж якби вони не рухалися", — каже ЛеМоун.

За словами вчених, теплова конвекція також допомагає утримувати краплі у повітрі. Адже хмара насправді менш щільна, ніж повітря під нею. Коли тепле повітря (і тепла вода) піднімається нагору, воно покриває холодне повітря (і холодну воду) під хмарою, як шар піни в латте.

"Звичайно, можна сказати, що хмари падають униз у вигляді дощу. Коли хмарні краплинки остигають і конденсуються, вони ростуть і зрештою стають настільки важкими, що падають на землю", — каже Сорушян.

Хоча дощова крапля набагато більша, ніж крапля у хмарі, кожна крапля дощу має діаметр всього 2 міліметри. Ці маленькі краплі розподіляють вагу таким чином, що 550 тонн води не впадуть одразу вниз.

"Якщо наступного разу ви подивіться в небо і побачите маленьку хмару, просто пам'ятайте про те, що насправді вона важить як 100 слонів. І радійте, що природа зробила все, щоб ця вага не впала на вашу голову за один раз", — каже Сорушян.

Насправді Земля — це гостинне місце в космосі, принаймні з тих планет, що відомі науці. Наприклад, як уже писав Фокус, вчені представили дослідження дуже гарячої супер-Землі, де рік триває 17,5 години, а температура досягає 2 тисяч градусів Цельсія.