Awan sentiasa menjadi objek kajian manusia. Pasti semasa kita masih muda kita tertanya-tanya awan itu diperbuat daripada apa. Ia sentiasa kelihatan kepada kami seperti awan kapas dengan rupa yang gebu. Walau bagaimanapun, ini sama sekali tidak seperti itu.
Dalam artikel ini kita akan memberitahu awan yang diperbuat daripada apa, ciri dan cara ia terbentuk.
Awan diperbuat daripada apa
Secara ringkas, boleh dikatakan awan ialah jisim titisan air, hablur ais, atau kedua-duanya, terampai di atmosfera dan terbentuk hasil daripada pemeluwapan wap air di atmosfera. Awan datang dalam pelbagai jenis dan boleh dibezakan dengan bentuk dan ketinggiannya.
Pembentukan awan memerlukan tiga komponen: wap air di atmosfera, zarah yang membenarkan ia terpeluwap, dan suhu rendah. Atmosfera terdiri daripada pelbagai gas, termasuk wap air daripada penyejatan air, transpirasi tumbuhan dan pemejalwapan glasier. Tetapi wap terampai ini tidak boleh membentuk awan dengan sendirinya. Untuk wap air untuk menggumpal, ia memerlukan "nukleus pemeluwapan" atau "aerosol", yang hanya sepadan dengan zarah dengan sifat higroskopik (pertalian tinggi untuk air), yang membolehkan pengelompokan molekul wap air dan pemeluwapan seterusnya.
Nukleus berpotensi ini banyak terdapat di atmosfera dan termasuk habuk, debunga, butiran garam dari lautan dan ombak, dan abu daripada letusan atau kebakaran gunung berapi. Setelah kedua-dua bahan ini ditemui, langkah selanjutnya diperlukan untuk menjadi awan. Wap air dan nukleus pemeluwapan mesti menghadapi suhu yang lebih rendah untuk mencapai takat embun, atau suhu di mana molekul wap air akan berubah menjadi titisan air cecair.
Satu cara untuk menyejukkan jisim udara adalah dengan memaksanya naik secara perolakan. Perolakan berlaku apabila matahari memanaskan permukaan Bumi dan kemudian memindahkan sebahagian daripada haba itu ke jisim udara terdekat. Jisim udara panas ini akan kurang tumpat daripada udara sekeliling, jadi ia akan naik dengan mudah disebabkan oleh daya apungan, yang sepadan dengan daya ke atas yang dikenakan oleh bendalir yang kurang tumpat.
latihan
Jisim udara yang bergerak secara mendatar (seperti di hadapan sejuk) juga boleh dipaksa menjadi panas apabila ia bertemu dengan puncak gunung di sepanjang jalan atau bertemu dengan jisim udara lain yang lebih sejuk. Dalam kedua-dua kes, jisim udara yang bergerak secara mendatar akan dipaksa naik dan cepat mencapai takat embun, menghasilkan awan dan, jika keadaan sesuai, hujan.
Sebaik sahaja jisim udara meningkat dan menyejuk ke takat embun, wap air mula terpeluwap dalam nukleus pemeluwapan, mewujudkan zarah air cecair pertama. Selepas mencapai saiz tertentu, zarah air pertama ini mula berlanggar dan melekat bersama dalam proses yang dipanggil collision-coalescence. Bergantung kepada komposisinya, awan boleh dikelaskan sebagai sejuk (awan tinggi terdiri daripada hablur ais), hangat (awan rendah terdiri daripada air) atau bercampur (awan sederhana terdiri daripada hablur ais dan air). Walaupun suhu di bawah 0°C, awan mungkin mengandungi air cair. Air ini dipanggil "air supercooled" dan boleh didapati, sebagai contoh, dalam awan sederhana yang dibentuk oleh titisan air dan ais, yang biasanya terbentuk antara -35° dan -10°C.
Untuk membentuk kristal ais, teras ais (teras ais) diperlukan. Untuk mendapatkan gambaran tentang dimensi yang telah kita bincangkan, setiap titisan bersaiz lebih kurang 0,001 mikron (1 mikron ialah satu persejuta meter). Sebaliknya, untuk membentuk titisan hujan yang boleh melalui aliran naik dan mencapai permukaan, ia mesti berukuran sekurang-kurangnya 1 milimeter, jadi nukleus pemeluwapan mesti berkumpul sekitar satu juta titisan.
Mengapa awan terapung?
Awan boleh meregang sejauh kilometer secara menegak dan mendatar, beratnya bertan-tan, dan masih "berlegar" di udara. Kami telah menegaskan dalam perenggan sebelumnya bahawa disebabkan oleh daya apungan, jisim udara yang lebih panas naik di atmosfera, yang didorong oleh gunung yang lebih sejuk atau jisim udara lain. Contoh yang baik untuk menggambarkan kecerahan relatif awan ialah membandingkan jumlah jisimnya dengan jisim udara yang berada di dalamnya.
Ambil contoh cloudlet biasa dengan ketinggian 3000 meter dan 1 kilometer padu, kandungan air cecairnya ialah 1 g/meter padu. Jumlah jisim zarah awan adalah kira-kira 1 juta kilogram, kira-kira bersamaan dengan berat 500 kereta. Tetapi jumlah jisim udara sekeliling dalam kilometer padu yang sama adalah kira-kira satu bilion kilogram, iaitu 1000 kali lebih berat daripada cecair! Oleh itu, walaupun awan biasa mengandungi banyak air, kerana jisimnya kurang daripada udara di sekelilingnya, ia kelihatan terapung di langit, bergoyang pada ketinggian yang sama seperti angin bergerak.
Jenis awan
Sebaik sahaja kita tahu awan diperbuat daripada apa, kita mesti tahu jenis apa yang ada. Awan boleh dilihat dengan mata kasar dan dikelaskan mengikut sistem antarabangsa yang dicipta pada tahun 1803 oleh ahli kimia British dan ahli meteorologi amatur Luke Howard, yang mengelaskan awan kepada empat kategori atau bentuk utama:
- cirriformis, awan cirrus, yang dinaikkan, bulu berbentuk rasuk yang diperbuat daripada kristal ais;
- Stratiform, stratus, lapisan awan luas yang kerap membawa hujan berterusan;
- nimbiformes, nimbus, awan yang mampu membentuk kerpasan;
- cumuliforms, kumulus, awan berasaskan rata bengkak yang melintasi langit musim panas.
Sistem klasifikasi awan semasa termasuk banyak kombinasi dan subbahagian empat kategori asas ini. Apabila ahli meteorologi bercakap tentang hujan, merujuk kepada hujan, salji, atau sebarang bentuk cecair atau air pepejal yang mendap atau jatuh dari langit. Kerpasan diukur dengan tolok hujan. Tolok hujan yang paling mudah ialah bekas bersisi lurus dengan penimbang atau pembaris untuk mengukur kedalaman air yang jatuh ke dalamnya. Kebanyakan peranti ini menumpukan pemendakan ke dalam tiub yang lebih sempit untuk mengukur jumlah kerpasan yang kecil dengan lebih tepat. Seperti instrumen cuaca lain, tolok hujan boleh dibuat untuk merekodkan ukurannya secara berterusan.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang apa awan dibuat dan bagaimana ia terbentuk.