เมฆทำมาจากอะไร?

เมฆเป็นเป้าหมายของการศึกษาของมนุษย์มาโดยตลอด แน่นอน เมื่อเรายังเด็ก เราสงสัยว่า เมฆทำมาจากอะไร. ดูเหมือนว่าเราจะชอบเมฆฝ้ายที่มีลักษณะเป็นปุย อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้เป็นเช่นนั้นเลย

ในบทความนี้ เราจะมาพูดถึงสิ่งที่สร้างจากเมฆ คุณลักษณะ และวิธีที่เมฆก่อตัวขึ้น

เมฆทำมาจากอะไร

พูดง่ายๆ ก็คือ cloud คือมวลของหยดน้ำ ผลึกน้ำแข็ง หรือทั้งสองอย่าง ลอยอยู่ในบรรยากาศและเกิดขึ้นจากการควบแน่นของไอน้ำในบรรยากาศ เมฆมีหลายแบบและสามารถแยกแยะได้ด้วยรูปร่างและความสูง

การก่อตัวของเมฆจำเป็นต้องมีองค์ประกอบ XNUMX ประการ ได้แก่ ไอน้ำในบรรยากาศ อนุภาคที่ทำให้เกิดการควบแน่น และอุณหภูมิต่ำ บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด รวมทั้งไอน้ำจากการระเหยของน้ำ, การคายน้ำของพืชและการระเหิดของน้ำแข็ง. แต่ไอระเหยนี้ไม่สามารถก่อตัวเป็นเมฆได้ด้วยตัวมันเอง เพื่อให้ไอน้ำเกาะติดกัน จำเป็นต้องมี "นิวเคลียสควบแน่น" หรือ "ละอองลอย" ซึ่งสอดคล้องกับอนุภาคที่มีคุณสมบัติดูดความชื้น (สัมพรรคภาพสูงสำหรับน้ำ) ซึ่งช่วยให้สามารถจัดกลุ่มโมเลกุลของไอน้ำและการควบแน่นที่ตามมาได้

นิวเคลียสที่มีศักยภาพเหล่านี้ มีอยู่มากมายในชั้นบรรยากาศ ได้แก่ ฝุ่นละออง ละอองเกสร เม็ดเกลือจากมหาสมุทร และคลื่นซัดแตก และเถ้าถ่านจากภูเขาไฟระเบิดหรือไฟ เมื่อพบส่วนผสมทั้งสองนี้แล้ว ขั้นตอนต่อไปจะต้องกลายเป็นคลาวด์ ไอน้ำและนิวเคลียสการควบแน่นจะต้องพบกับอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเพื่อไปถึงจุดน้ำค้าง หรืออุณหภูมิที่โมเลกุลของไอน้ำจะเปลี่ยนเป็นหยดน้ำของเหลว

วิธีหนึ่งในการทำให้มวลอากาศเย็นลงคือการทำให้มวลอากาศเย็นลงโดยการพาความร้อน การพาความร้อนเกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ทำให้พื้นผิวโลกร้อนและจากนั้นถ่ายเทความร้อนบางส่วนไปยังมวลอากาศที่ใกล้ที่สุด มวลของอากาศร้อนนี้จะมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศรอบข้าง ดังนั้นจึงเพิ่มขึ้นได้ง่ายเนื่องจากการลอยตัว ซึ่งสอดคล้องกับแรงขึ้นที่กระทำโดยของไหลที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า

การอบรม

มวลอากาศที่เคลื่อนที่ในแนวนอน (เช่นเดียวกับหน้าเย็น) ยังสามารถถูกบังคับให้ร้อนขึ้นเมื่อชนกับยอดเขาตลอดทางหรือพบกับมวลอากาศที่เย็นกว่าอีกก้อนหนึ่ง ในทั้งสองกรณี, มวลอากาศเคลื่อนที่ในแนวนอนจะถูกบังคับให้สูงขึ้นและถึงจุดน้ำค้างอย่างรวดเร็วทำให้เกิดเมฆ และหากสภาพอากาศเหมาะสม ฝนก็จะตก

เมื่อมวลอากาศเพิ่มขึ้นและเย็นตัวลงจนถึงจุดน้ำค้าง ไอน้ำจะเริ่มควบแน่นในนิวเคลียสของการควบแน่น ทำให้เกิดอนุภาคน้ำของเหลวตัวแรก หลังจากถึงขนาดที่กำหนด อนุภาคน้ำแรกเริ่มเหล่านี้จะเริ่มชนกันและเกาะติดกันในกระบวนการที่เรียกว่าการชนกันของการรวมตัว เมฆสามารถจำแนกได้เป็นเย็น (เมฆสูงประกอบด้วยผลึกน้ำแข็ง) อุ่น (เมฆต่ำประกอบด้วยน้ำ) หรือผสม (เมฆปานกลางประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งและน้ำ) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ แม้ว่าอุณหภูมิจะต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส แต่เมฆอาจมีน้ำที่เป็นของเหลว น้ำนี้เรียกว่า "น้ำซุปเปอร์คูล" และสามารถพบได้เช่น ในเมฆปานกลางที่เกิดจากหยดน้ำและน้ำแข็ง ซึ่งปกติจะก่อตัวที่อุณหภูมิ -35° ถึง -10°C

ในการสร้างผลึกน้ำแข็งจำเป็นต้องมีแกนน้ำแข็ง (แกนน้ำแข็ง) เพื่อให้ได้แนวคิดเกี่ยวกับมิติที่เราได้พูดคุยกัน แต่ละหยดมีขนาดประมาณ 0,001 ไมครอน (1 ไมครอน คือ หนึ่งในล้านของเมตร) ในอีกทางหนึ่ง ในการสร้างเม็ดฝนที่สามารถผ่านกระแสน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำได้นั้น จะต้องวัดอย่างน้อย 1 มิลลิเมตร ดังนั้นนิวเคลียสการควบแน่นจะต้องรวมตัวกันประมาณหนึ่งล้านหยด

ทำไมเมฆถึงลอยได้?

เมฆสามารถยืดยาวเป็นระยะทางหลายกิโลเมตรในแนวตั้งและแนวนอน หนักเป็นตัน และยังคง "ลอย" อยู่ในอากาศ เราได้ชี้ให้เห็นในย่อหน้าก่อนหน้านี้ว่าเนื่องจากการลอยตัว มวลอากาศที่อุ่นขึ้นจึงเพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศ ซึ่งขับเคลื่อนโดยภูเขาที่เย็นกว่าหรือมวลอากาศอื่นๆ ตัวอย่างที่ดีในการแสดงความสว่างสัมพัทธ์ของเมฆคือการเปรียบเทียบมวลรวมของเมฆกับมวลอากาศที่อยู่ในนั้น

ยกตัวอย่างก้อนเมฆทั่วไปที่มีความสูง 3000 เมตรและ 1 ลูกบาศก์กิโลเมตร, ปริมาณน้ำของเหลวคือ 1 กรัม/ลูกบาศก์เมตร มวลรวมของอนุภาคเมฆประมาณ 1 ล้านกิโลกรัม เทียบเท่ากับน้ำหนักรถ 500 คัน แต่มวลรวมของอากาศโดยรอบในลูกบาศก์กิโลเมตรเดียวกันนั้นประมาณหนึ่งพันล้านกิโลกรัม ซึ่งหนักกว่าของเหลว 1000 เท่า! ดังนั้นแม้ว่าเมฆทั่วไปจะมีน้ำเป็นจำนวนมาก เนื่องจากมวลของพวกมันน้อยกว่ามวลของอากาศโดยรอบ พวกมันจึงดูเหมือนลอยอยู่บนท้องฟ้าและแกว่งไกวในระดับความสูงเท่ากับที่ลมเคลื่อนตัว

ประเภทคลาวด์

เมื่อเรารู้ว่าเมฆทำมาจากอะไร เราต้องรู้ว่ามีเมฆประเภทใดบ้าง เมฆสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าและจำแนกตามระบบสากลที่สร้างขึ้นในปี 1803 โดยนักเคมีชาวอังกฤษและนักอุตุนิยมวิทยาสมัครเล่น ลุค ฮาวเวิร์ด ซึ่งจำแนกเมฆออกเป็นสี่ประเภทหรือรูปแบบหลัก:

• โรคตับแข็ง, เมฆเซอร์รัสซึ่งถูกยกขึ้นเป็นขนนกรูปลำแสงที่ทำจากผลึกน้ำแข็ง
• Stratiform, สตราตัส, ชั้นเมฆขนาดใหญ่ที่มักทำให้ฝนตกต่อเนื่อง;
• นิมบิฟอร์ม nimbuses เมฆที่สามารถสร้างหยาดน้ำฟ้า
• คิวมูลิฟอร์ม, คิวมูลัส เมฆแบนราบที่ลอยข้ามท้องฟ้าฤดูร้อน

ระบบการจำแนกประเภทคลาวด์ในปัจจุบันประกอบด้วยการรวมกันและการแบ่งย่อยของหมวดหมู่พื้นฐานสี่ประเภทนี้ เมื่อนักอุตุนิยมวิทยาพูดถึงฝน หมายถึง ฝน หิมะ หรือน้ำที่เป็นของเหลวหรือของแข็งใดๆ ที่ตกลงมาจากฟากฟ้า. ปริมาณน้ำฝนวัดด้วยมาตรวัดปริมาณน้ำฝน มาตรวัดปริมาณน้ำฝนที่ง่ายที่สุดคือภาชนะด้านตรงที่มีมาตราส่วนหรือไม้บรรทัดเพื่อวัดความลึกของน้ำที่ตกลงไป อุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่เน้นการตกตะกอนลงในท่อที่แคบกว่าเพื่อวัดปริมาณน้ำฝนในปริมาณเล็กน้อยได้แม่นยำยิ่งขึ้น เช่นเดียวกับเครื่องมือวัดสภาพอากาศอื่น ๆ สามารถสร้างมาตรวัดปริมาณน้ำฝนเพื่อบันทึกการวัดอย่างต่อเนื่อง

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่สร้างจากเมฆและวิธีที่เมฆก่อตัวขึ้น