Douglas Wesley, vanhempi meteorologi operational Meteorology, Education and Training (COMET) – ohjelmassa University Corporation for Atmospheric Researchissa, selittää:
Kuva: RON HOLLE, University of Illinois Cloud Catalogue
leijuvat pilvet.Näkemiemme pilvien vesi-ja jäähiukkaset ovat yksinkertaisesti liian pieniä, jotta ne tuntisivat painovoiman vaikutukset. Tämän seurauksena pilvet näyttävät leijuvan ilmassa.
pilvet koostuvat pääasiassa pienistä vesipisaroista ja, jos on tarpeeksi kylmää, jääkiteistä. Suurin osa näkemistäsi pilvistä sisältää pisaroita ja / tai kiteitä, jotka ovat liian pieniä, jotta niillä olisi tuntuvaa putoamisnopeutta. Hiukkaset leijuvat siis edelleen ympäröivän ilman mukana. Jos vertaamme asiaa lähempänä maanpintaa, ajattele pieniä pölyhiukkasia, jotka auringonvalon akselia vasten katsottuna näyttävät leijuvan ilmassa.
tyypillisen vesipisaran keskipisteen etäisyys sen reunaan–sen säde–vaihtelee muutamasta mikronista (millimetrin tuhannesosista) muutamaan kymmeneen mikroniin (jääkiteet ovat usein hieman suurempia). Ja nopeus, jolla mikä tahansa kappale putoaa, on suhteessa sen massaan ja pinta-alaan.siksi sulka putoaa hitaammin kuin saman painoinen Kivi. Karkeasti pallomaisten hiukkasten massa on verrannollinen säteen kuutioon (r3); tällaisen hiukkasen alaspäin suuntautuva pinta-ala on verrannollinen säteen neliöön (r2). Näin ollen pienen vesipisaran kasvaessa sen massa tulee muotoaan tärkeämmäksi ja pisara putoaa nopeammin. Suurenkin pisaran, jonka säde on 100 mikronia, putoamisnopeus on vain noin 27 senttimetriä sekunnissa (cm/s). Ja koska jääkiteet ovat epäsäännöllisempiä, niiden putoamisnopeudet ovat suhteellisesti pienempiä.
ilmakehän pystysuuntaiset liikkeet eli nousut vaikuttavat myös pilvien leijumiseen kompensoimalla niiden hiukkasten pieniä putoamisnopeuksia. Pilviä muodostuu yleensä, ne säilyvät ja kasvavat ilmassa, joka liikkuu ylöspäin. Nouseva ilma laajenee siihen kohdistuvan paineen laskiessa, ja tämä laajeneminen ohuemmaksi, korkealla kohoavaksi ilmaksi aiheuttaa jäähtymistä. Riittävä viileneminen saa lopulta vesihöyryn tiivistymään, mikä edesauttaa pilvien säilymistä ja kasvua. Stratiform pilvet (jotka tuottavat tasaista sadetta) muodostuvat tyypillisesti ympäristössä, jossa on laaja mutta heikko ylöspäin suuntautuva liike (sanokaamme muutama cm/s); konvektiiviset pilvet (jotka aiheuttavat sadekuuroja ja ukkosmyrskyjä) liittyvät nousuvirtauksiin, jotka ylittävät muutaman metrin sekunnissa. Kummassakin tapauksessa ilmakehän nousu riittää kuitenkin tekemään tyhjäksi pilvihiukkasten pienet putoamisnopeudet.
toinen tapa havainnollistaa pilvien suhteellista keveyttä on verrata pilven kokonaismassaa sen ilman massaan, jossa se asuu. Ajatellaanpa hypoteettista mutta tyypillistä pientä pilveä 10000 jalan korkeudessa, joka käsittää yhden kuutiokilometrin ja jonka nestemäisen veden pitoisuus on 1,0 grammaa kuutiometrissä. Pilvihiukkasten kokonaismassa on noin miljoona kilogrammaa, mikä vastaa suurin piirtein 500 auton painoa. Mutta ilman kokonaismassa samassa kuutiokilometrissä on noin miljardi kiloa-1000 kertaa painavampi kuin neste!
vaikka tyypilliset pilvet sisältävätkin paljon vettä, tämä vesi levittäytyy kilometrien päähän pieninä vesipisaroina tai kiteinä, jotka ovat niin pieniä, että painovoiman vaikutus niihin on häviävän pieni. Niinpä taivaalle näyttää leijuvan pilviä näköalapaikaltamme.
vastaus alunperin lähetetty 31. toukokuuta 1999
