Облаците винаги са били обект на човешко изследване. Със сигурност като по-млади сме се чудили от какво са направени облаците. Винаги ни е изглеждал като памучни облаци с пухкав вид. Това обаче съвсем не е така.
В тази статия ще разкажем от какво са направени облаците, характеристики и как се образуват.
От какво са направени облаците
С прости думи може да се каже, че облак е маса от водни капчици, ледени кристали или и двете, суспендирани в атмосферата и образувани в резултат на кондензацията на водни пари в атмосферата. Облаците се предлагат в много разновидности и могат да бъдат разграничени по тяхната форма и височина.
Образуването на облак изисква три компонента: водна пара в атмосферата, частици, които й позволяват да кондензира, и ниски температури. Атмосферата е съставена от различни газове, включително водни пари от изпарението на водата, растителна транспирация и ледникова сублимация. Но тази суспендирана пара не може сама да образува облаци. За да може водната пара да аглутинира, тя се нуждае от „кондензационно ядро“ или „аерозол“, което просто съответства на частица с хигроскопични свойства (висок афинитет към водата), което позволява групирането на молекулите на водната пара и последващата им кондензация.
Тези потенциални ядра са в изобилие в атмосферата и включват прах, полени, зърна сол от океана и разбиващи се вълни, и пепел от вулканични изригвания или пожари. След като тези две съставки бъдат намерени, са необходими допълнителни стъпки, за да се превърне в облак. Водната пара и ядрата на кондензацията трябва да се сблъскат с по-ниски температури, за да достигнат точката на оросяване или температурата, при която молекулите на водната пара ще се трансформират в течни водни капки.
Един от начините за охлаждане на въздушната маса е да се издигне чрез конвекция. Конвекция възниква, когато слънцето нагрява земната повърхност и след това прехвърля част от тази топлина към най-близката въздушна маса. Тази маса горещ въздух ще бъде с по-малка плътност от околния въздух, така че ще се издига лесно поради плаваемостта, която съответства на силата нагоре, упражнявана от течността с по-малка плътност.
обучение
Въздушна маса, движеща се хоризонтално (като например при студен фронт), може също да бъде принудена да се нагрее, когато срещне планински връх по пътя си или срещне друга, по-хладна въздушна маса. И в двата случая, хоризонтално движещата се въздушна маса ще бъде принудена да се издигне и бързо да достигне точката на оросяване, създавайки облаци и, ако условията са подходящи, дъжд.
След като въздушната маса се издигне и охлади до точката на оросяване, водната пара започва да кондензира в кондензационното ядро, създавайки първите течни водни частици. След като достигнат определен размер, тези първи водни частици започват да се сблъскват и слепват в процес, наречен сблъсък-коалесценция. В зависимост от техния състав облаците могат да бъдат класифицирани като студени (високи облаци, съставени от ледени кристали), топли (ниски облаци, съставени от вода) или смесени (средни облаци, съставени от ледени кристали и вода). Въпреки че температурата е доста под 0°C, облакът може да съдържа течна вода. Тази вода се нарича "преохладена вода" и може да се намери напр. в умерени облаци, образувани от капки вода и лед, които обикновено се образуват между -35° и -10°C.
За да се образуват ледени кристали, е необходимо ледено ядро (ледено ядро). За да получите представа за размерите, които обсъдихме, всяка капка е с размер приблизително 0,001 микрона (1 микрон е една милионна от метъра). От друга страна, за да образува дъждовна капка, която може да премине през възходящото течение и да достигне повърхността, тя трябва да е с размери най-малко 1 милиметър, така че кондензационното ядро трябва да събере около един милион капки.
Защо облаците плуват?
Облаците могат да се простират на километри вертикално и хоризонтално, да тежат тонове и въпреки това да „витаят“ във въздуха. В предишните параграфи посочихме, че поради плаваемостта в атмосферата се издига по-топла въздушна маса, която се задвижва от по-хладна планинска или друга въздушна маса. Добър пример за илюстриране на относителната яркост на облаците е да сравните общата им маса с масата на въздуха, в който се намират.
Да вземем за пример типичен облак с надморска височина 3000 метра и 1 кубичен километър, течното му водно съдържание е 1 g/куб. Общата маса на облачните частици е около 1 милион килограма, приблизително еквивалентна на теглото на 500 автомобила. Но общата маса на околния въздух в същия кубичен километър е около милиард килограма, което е 1000 пъти по-тежко от течността! Така че, въпреки че типичните облаци съдържат много вода, тъй като тяхната маса е по-малка от тази на околния въздух, те изглеждат сякаш се носят в небето, люлеейки се на същата височина, както се движи вятърът.
Видове облак
След като знаем от какво са направени облаците, трябва да знаем какви видове съществуват. Облаците могат да се видят с просто око и се класифицират според международна система, създадена през 1803 г. от британския химик и любител метеоролог Люк Хауърд, който класифицира облаците в четири основни категории или форми:
- цириформис, перести облаци, които са повдигнати, лъчеобразни перки, направени от ледени кристали;
- Стратиформен, стратус, обширни облачни слоеве, които често носят продължителен дъжд;
- нимбиформи, нимби, облаци, способни да образуват валежи;
- купестоподобни, купести, пухкави плоски облаци, които пресичат лятното небе.
Настоящите системи за класификация на облаци включват много комбинации и подразделения на тези четири основни категории. Когато един метеоролог говори за валежи, се отнася за дъжд, сняг или всякаква форма на течна или твърда вода, която се утаява или пада от небето. Валежите се измерват с дъждомери. Най-простият дъждомер е контейнер с права страна със скала или линийка за измерване на дълбочината на водата, която пада в него. Повечето от тези устройства концентрират валежите в по-тясна тръба за по-точно измерване на малки количества валежи. Подобно на други метеорологични инструменти, може да се направи дъждомер, който да записва непрекъснато своите измервания.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това от какво са направени облаците и как се формират.