Сколько весят облака и почему они не падают
Облака состоят в основном из воздуха и миллионов крошечных капелек воды, которые образуются, когда вода конденсируется вокруг «затравочной» частицы. Кстати, эти частицы могут быть чем угодно, например, азотной кислотой. Главное, что они очень маленькие.
Есть несколько способов измерить вес облака. Первый — взвесить водяной пар, из которого он состоит, и тут нужно понимать насколько плотно «упакованы» капли в облаке.
Несколько лет назад Маргарет Лемон, специалист по атмосферным исследованиям из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, США, задалась вопросом о весе воды в среднем кучевом облаке. Сначала она измерила размер тени облака и оценила его высоту, посчитав, что облако приблизительно будет похоже на куб. Конечно, облака обычно не имеют кубической формы, но кучевые часто бывают примерно такими же высокими, как и широкими, поэтому это предположение помогло упростить расчет объема. Затем, основываясь на предыдущих исследованиях, она оценила плотность капель воды примерно в 1/2 грамма на кубический метр. Так она получила вес в 499 тонн воды!
Это примерно вес 100 слонов, которые висят над вашей головой.
Конечно, разные типы облаков имеют разный вес. Например, перистые облака намного легче, потому что в них гораздо меньше воды на единицу объема. А кучево-дождевые облака (ливневые), как правило, намного тяжелее.
Однако весь объем облака — это не только капли; там также есть воздух. Поэтому к весу в 499 тонн стоит прибавить вес воздуха между каждой каплей.
Почему облака не падают
Но если облака такие тяжелые, почему они не падают? Во-первых, капли настолько малы, что когда они падают, то очень медленно. Средняя капля в облаке примерно в 1 миллион раз меньше капли дождя, а это соотношение размеров Земли и Солнца. Высотные ветровые потоки уносят эти крошечные капельки, удерживая их в воздухе гораздо дольше, чем если бы они были статичными.
Тепловая конвекция также помогает удерживать капли в воздухе. «Облако на самом деле менее плотное, чем воздух непосредственно под ним», — объясняют эксперты. Когда теплый воздух (и теплая вода) поднимается, он становится более плавучим, чем холодный (и холодная вода) под ним, подобно слою пенки над кофе в капучино.
Конечно, можно сказать, что облака «падают» в виде дождя. Когда облачные капли охлаждаются и конденсируются, они растут, в конце концов становясь настолько тяжелыми, что падают на Землю. И хотя капля дождя намного больше, чем облачная, каждая дождевая капля по-прежнему имеет диаметр всего два миллиметра. Так они распределяют вес, чтобы 499 тонн воды не обрушились на планету единоразово.
Итак, сколько же весит облако? И как его взвесить?