Douglas Wesley, vedoucí meteorolog v Kooperativní Program pro Operativní Meteorologie, Vzdělávání a odborné Přípravy (KOMETA) na University Corporation for Atmospheric Research, vysvětluje:
Obrázek: RON HOLLE, University of Illinois Cloud Katalog
PLOVOUCÍ MRAKY.Částice vody a ledu v oblacích, které vidíme, jsou prostě příliš malé na to, aby cítily účinky gravitace. V důsledku toho se zdá, že mraky vznášejí ve vzduchu.
mraky se skládají převážně z malých kapiček vody a, pokud je dostatečně chladno, ledových krystalů. Drtivá většina mraky vidíte obsahují kapičky a/nebo krystaly, které jsou příliš malé na to, aby žádný znatelný pokles rychlosti. Částice tak nadále plují s okolním vzduchem. Pro analogii blíže k zemi, pomyslete na drobné prachové částice, které, při pohledu na šachtu slunečního světla, zdá se, že vznášejí ve vzduchu.
Skutečně, vzdálenost od centra typické kapičky vody na jeho okraj-jeho poloměr … se pohybuje od několika mikrometrů (tisícin milimetru) na několik desítek mikronů (ledové krystaly jsou často trochu větší). A rychlost, s jakou jakýkoli předmět padá, souvisí s jeho hmotností a plochou povrchu-proto peří padá pomaleji než Oblázek stejné hmotnosti. Pro částice, které jsou zhruba kulovité, hmotnost je úměrná poloměru kostičky (r3), dolů směřující plochu taková částice je úměrná poloměru na druhou (r2). Tak, jak malá kapička vody roste, její hmota se stává důležitější než její tvar a kapička klesá rychleji. Dokonce i velká kapička s poloměrem 100 mikronů má rychlost pádu pouze asi 27 centimetrů za sekundu (cm / s). A protože ledové krystaly mají více nepravidelných tvarů, jejich rychlost pádu je relativně menší.
Vzestupný vertikální pohyby, nebo vertikálně, v atmosféře také přispívají k plovoucí vzhled mraky započtením malý pokles rychlosti jejich částic. Mraky se obecně tvoří, přežívají a rostou ve vzduchu, který se pohybuje nahoru. Stoupající vzduch expanduje, jak tlak na něj klesá, a tato expanze do tenčího vzduchu ve vysoké nadmořské výšce způsobuje chlazení. Dostatečné chlazení nakonec způsobí kondenzaci vodní páry, což přispívá k přežití a růstu mraků. Stratiform mraky (ty produkují trvalý déšť) obvykle tvoří v prostředí s velmi rozšířená, ale slabý pohyb směrem vzhůru (řekněme, několik cm/s); konvektivní mraky (ty způsobuje lijáky a bouřky) jsou spojeny s stoupavé proudy, které přesahují několik metrů za sekundu. V obou případech je však atmosférický vzestup dostatečný k tomu, aby negoval malé rychlosti pádu oblačných částic.
dalším způsobem, jak ilustrovat relativní lehkost mraků, je porovnat celkovou hmotnost oblaku s hmotností vzduchu, ve kterém se nachází. Zvažte hypotetický, ale typický malý oblak v nadmořské výšce 10 000 stop, který obsahuje jeden kubický kilometr a má obsah kapalné vody 1,0 gramu na metr krychlový. Celková hmotnost částic mraku je asi 1 milion kilogramů, což zhruba odpovídá hmotnosti 500 automobilů. Ale celková hmotnost vzduchu ve stejném kubickém kilometru je asi 1 miliarda kilogramů-1000krát těžší než kapalina!
Takže, i když typické mraky obsahují hodně vody, tato voda se šíří na míle daleko ve formě malé kapičky vody nebo krystalky, které jsou tak malé, že vliv gravitace na nich je zanedbatelný. Zdá se tedy, že z našeho pohledu na zemi se na obloze vznášejí mraky.
odpověď původně publikováno Květen 31, 1999
