Pilved on alati olnud inimeste uurimise objektiks. Kindlasti mõtlesime nooremana millest on tehtud pilved. See on meile alati tundunud koheva välimusega puuvillaste pilvedena. See pole aga sugugi nii.
Selles artiklis räägime sellest, millest pilved koosnevad, millised on need omadused ja kuidas need moodustuvad.
Millest on tehtud pilved
Lihtsamalt öeldes võib öelda, et pilv on veepiiskade, jääkristallide või mõlema mass, hõljuvad atmosfääris ja tekivad veeauru kondenseerumise tagajärjel atmosfääris. Pilvi on palju ja neid saab eristada nende kuju ja kõrguse järgi.
Pilvede moodustamiseks on vaja kolme komponenti: veeaur atmosfääris, osakesed, mis võimaldavad sellel kondenseeruda, ja madalad temperatuurid. Atmosfäär koosneb mitmesugustest gaasidest, sealhulgas vee aurustumisel tekkivast veeaurust, taimede transpiratsioon ja liustiku sublimatsioon. Kuid see hõljuv aur ei saa iseseisvalt pilvi moodustada. Veeauru aglutineerumiseks vajab see "kondensatsioonituuma" või "aerosooli", mis vastab lihtsalt hügroskoopsete omadustega osakesele (kõrge afiinsus vee suhtes), mis võimaldab veeauru molekule rühmitada ja nende järgnevat kondenseerumist.
Need potentsiaalsed tuumad neid leidub atmosfääris ohtralt ja need sisaldavad tolmu, õietolmu, ookeanist pärit soolaterasid ja murdlaineid, ja vulkaanipursete või tulekahjude tuhk. Kui need kaks koostisosa on leitud, on pilveks saamiseks vaja täiendavaid samme. Kastepunkti või temperatuuri, mille juures veeauru molekulid muutuvad vedelateks veepiiskadeks, saavutamiseks peavad veeaurud ja kondensatsioonituumad kokku puutuma madalamate temperatuuridega.
Üks võimalus õhumassi jahutamiseks on konvektsiooni abil üles suruda. Konvektsioon tekib siis, kui päike soojendab Maa pinda ja kannab seejärel osa sellest soojusest üle lähimasse õhumassi. See kuuma õhu mass on ümbritsevast õhust vähem tihe, nii et see tõuseb kergesti ujuvuse tõttu, mis vastab vähem tiheda vedeliku mõjule ülespoole.
koolitus
Horisontaalselt liikuv õhumass (nagu külmal frondil) võib samuti olla sunnitud kuumenema, kui see kohtub teel mäetipuga või kohtub mõne muu jahedama õhumassiga. Mõlemal juhul horisontaalselt liikuv õhumass on sunnitud tõusma ja jõudma kiiresti kastepunktini, tekitades pilvi ja sobivate tingimuste korral vihma.
Kui õhumass tõuseb ja jahtub kastepunktini, hakkab veeaur kondenseerumistuumas kondenseeruma, luues esimesed vedela vee osakesed. Pärast teatud suuruse saavutamist hakkavad need esimesed veeosakesed kokku põrkuma ja kleepuvad kokku protsessis, mida nimetatakse kokkupõrkeks-liitumiseks. Sõltuvalt nende koostisest võib pilvi liigitada külmadeks (jääkristallidest koosnevad kõrgpilved), soojadeks (veest koosnevad madalad pilved) või segatud (keskmised pilved, mis koosnevad jääkristallidest ja veest). Kuigi temperatuur on tunduvalt alla 0°C, võib pilv sisaldada vedelat vett. Seda vett nimetatakse "ülijahutatud veeks" ja seda võib leida näiteks mõõdukates pilvedes, mille moodustavad vee- ja jäätilgad, mis tavaliselt tekivad vahemikus -35° kuni -10°C.
Jääkristallide moodustamiseks on vaja jääsüdamikku (jääsüdamikku). Et saada aimu arutatud mõõtmetest, iga tilga suurus on umbes 0,001 mikronit (1 mikron on üks miljondik meetrist). Teisest küljest, et moodustada vihmapiisk, mis suudab läbida ülesvoolu ja jõuda pinnale, peab selle mõõt olema vähemalt 1 millimeeter, seega peab kondensatsioonituum kogunema miljoni tilga ümber.
Miks pilved hõljuvad?
Pilved võivad ulatuda kilomeetrite pikkuseks vertikaalselt ja horisontaalselt, kaaluda tonne ja ikkagi "hõljuda" õhus. Oleme eelmistes lõikudes välja toonud, et ujuvuse mõjul tõuseb atmosfääri soojem õhumass, mida liigutab edasi jahedam mägi või muu õhumass. Hea näide pilvede suhtelise heleduse illustreerimiseks on võrrelda nende kogumassi õhu massiga, milles nad asuvad.
Võtke näiteks tüüpiline pilvik, mille kõrgus on 3000 meetrit ja 1 kuupkilomeeter, selle vedela vee sisaldus on 1 g/kuupmeetri kohta. Pilveosakeste kogumass on umbes 1 miljon kilogrammi, mis on ligikaudu võrdne 500 auto kaaluga. Kuid ümbritseva õhu kogumass samal kuupkilomeetril on umbes miljard kilogrammi, mis on 1000 korda raskem kui vedelik! Nii et kuigi tüüpilised pilved sisaldavad palju vett, kuna nende mass on ümbritseva õhu massist väiksem, näivad nad hõljuvat taevas, õõtsudes tuule liikumisega samal kõrgusel.
Pilvede tüübid
Kui me teame, millest pilved koosnevad, peame teadma, millised pilved on olemas. Pilvi saab näha palja silmaga ja need klassifitseeritakse rahvusvahelise süsteemi järgi, mille lõi 1803. aastal Briti keemik ja amatöörmeteoroloog Luke Howard, kes liigitas pilved nelja põhikategooriasse või vormi:
- cirriformis, rünkpilved, mis on ülestõstetud, jääkristallidest koosnevad talakujulised ploomid;
- Kihiline, kiht, ulatuslikud pilvekihid, mis toovad sageli kaasa pideva vihma;
- nimbiformes, nimbused, pilved, mis võivad moodustada sademeid;
- kummulivormid, rünkpilved, puhvis lamedapõhjalised pilved, mis ületavad suvetaeva.
Praegused pilve klassifitseerimissüsteemid sisaldavad nende nelja põhikategooria paljusid kombinatsioone ja alajaotisi. Kui meteoroloog räägib sademetest, viitab vihmale, lumele või mis tahes vedelale või tahkele veele, mis settib või langeb taevast alla. Sademeid mõõdetakse vihmamõõturitega. Lihtsaim vihmamõõtur on sirge küljega anum, millesse langeva vee sügavuse mõõtmiseks on skaala või joonlaud. Enamik neist seadmetest koondab sademed kitsamasse torusse, et mõõta täpsemalt väikeseid sademetekoguseid. Sarnaselt teistele ilmaseadmetele saab panna ka vihmamõõturi mõõtmisi pidevalt registreerima.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada, millest pilved koosnevad ja kuidas need tekivad.