Douglas Wesley, en senior meteorolog i samarbetsprogrammet för operativ Meteorologi, utbildning och utbildning (COMET) vid University Corporation for Atmospheric Research, förklarar:
bild: RON HOLLE, University of Illinois Cloud Catalogue
flytande moln.Vatten-och ispartiklarna i molnen vi ser är helt enkelt för små för att känna effekterna av tyngdkraften. Som ett resultat verkar moln flyta i luften.
moln består främst av små vattendroppar och, om det är tillräckligt kallt, iskristaller. De allra flesta moln du ser innehåller droppar och / eller kristaller som är för små för att ha någon märkbar fallhastighet. Så fortsätter partiklarna att flyta med omgivande luft. För en analogi närmare marken, tänk på små dammpartiklar som, när de ses mot en solljusaxel, verkar flyta i luften.
faktum är att avståndet från mitten av en typisk vattendroppe till dess kant-dess radie-sträcker sig från några mikron (tusendels millimeter) till några tiotals mikron (iskristaller är ofta lite större). Och hastigheten med vilken något föremål faller är relaterat till dess massa och yta-vilket är anledningen till att en fjäder faller långsammare än en sten med samma vikt. För partiklar som är ungefär sfäriska är massan proportionell mot radien kubad (r3); den nedåtvända ytarean för en sådan partikel är proportionell mot radien kvadrerad (r2). När en liten vattendroppe växer blir dess massa viktigare än dess form och droppen faller snabbare. Även en stor droppe med en radie av 100 mikron har en fallhastighet på endast ca 27 centimeter per sekund (cm/s). Och eftersom iskristaller har mer oregelbundna former är deras fallhastigheter relativt mindre.
uppåtgående vertikala rörelser, eller updrafts, i atmosfären bidrar också till det flytande utseendet av moln genom att kompensera de små fallhastigheterna hos deras beståndsdelar. Moln bildas i allmänhet, överlever och växer i luft som rör sig uppåt. Stigande luft expanderar när trycket på den minskar, och den expansionen till tunnare luft i hög höjd orsakar kylning. Tillräcklig kylning gör så småningom vattenånga kondensera, vilket bidrar till molnens överlevnad och tillväxt. Stratiformmoln (de som producerar stadigt regn) bildas vanligtvis i en miljö med utbredd men svag uppåtgående rörelse (säg några cm/s); konvektiva moln (de som orsakar duschar och åskväder) är förknippade med uppdrag som överstiger några meter per sekund. I båda fallen är den atmosfäriska uppstigningen dock tillräcklig för att negera de små fallhastigheterna hos molnpartiklar.
ett annat sätt att illustrera molnens relativa ljushet är att jämföra den totala massan av ett moln med massan av luften där den ligger. Tänk på ett hypotetiskt men typiskt litet moln på en höjd av 10 000 fot, bestående av en kubik kilometer och med ett flytande vatteninnehåll på 1,0 gram per kubikmeter. Molnpartiklarnas totala massa är cirka 1 miljon kilo, vilket ungefär motsvarar vikten på 500 bilar. Men den totala massan av luften i samma kubik kilometer är cirka 1 miljard kilo-1000 gånger tyngre än vätskan!
så, även om typiska moln innehåller mycket vatten, sprids detta vatten i miles i form av små vattendroppar eller kristaller, som är så små att tyngdkraftseffekten på dem är försumbar. Således, från vår utsiktsplats på marken, verkar moln flyta på himlen.
svar Ursprungligen postat 31 maj 1999
