Магията на облаците: Какво ги кара да летят?

З ащо изглеждат така, сякаш облаците висят и се носят във въздуха? И ако е така, какво ги държи нагоре?

„Това е нещо като илюзия“, каза Алекс Ламърс, метеоролог в Националната метеорологична служба, пред Live Science. „Не е като да има възглавница или нещо, което магически се носи във въздуха.“

Why do clouds float? https://t.co/Mu3lM5UlFC

— Live Science (@LiveScience) July 24, 2023

Облакът е изграден от водни капчици и ледени кристали. Тези капчици се образуват около облачно кондензационно ядро, което може да бъде прашинка или кристалче сол, обясни Ламерс. Когато натовареният с вода облак стане твърде тежък имаме валежи от дъжд, сняг или градушка. Но дори преди да започне да вали, тези капчици си проправят път към Земята, макар и с бавно темпо.

„Те падат много, много, много бавно“, каза Ламърс. „Терминална скорост се определя когато се установи силата на съпротивление на въздуха, която противодейства на гравитацията. Водните капки са толкова леки, че крайната им скорост е супер бавна - между 18 до 36 метра на час за капка с радиус от 5 до 10 микрона. Тъй като облаците обикновено са на височина хиляди фута в атмосферата, това малко движение надолу не се забелязва за окото.“

Ламърс сравни падането на водните капки с това на прашинките, въртящи се в лъч слънчева светлина. "Прашинките също падат, но тъй като са миниатюрни, това се случва много бавно. Средният размер на една облачна водна капка е по-малък от радиуса на човешки косъм“, каза Марк Милър, професор по атмосферни науки в университета Рутгерс.

Why do millions of tons of water float as mist in the clouds? When the water drops become bigger, they get weight and fall down as rain. Small particles are obviously not under gravity! Why actually? 🌨️ pic.twitter.com/1n1xnJNK8m

— Konstantin T. Salmann (@KTSalmann) February 20, 2023

Но сякаш нещо противодейства на това бавно спускане. И тук идва мястото на илюзията. Възходящите потоци от издигащия се въздух задържат събралите се капчици във висящо състояние, дори когато те постепенно падат.

„Изглежда, че плават, защото всъщност те падат със скорост, по-бавна или равна на скоростта на възходящото течение в облака“, каза Милър пред Live Science. „Частиците падат и се издигат едновременно.“

Водните капки са „следите от движението на въздуха“, каза Милър. Тоест издигащият се въздух избутва милионите капчици от пътя си, образувайки формата на видимия облак. Облаците се появяват на относително фиксирана височина. Има някои колебания, тъй като издигащият се въздух се смесва с капчиците, докато те кондензират и се изпаряват. „Те всъщност се образуват и изпаряват със скорост, която ги кара да изглеждат неподвижни“, каза Милър.

✨Why I Love Photography✨

Clouds can evoke so many emotions...drama, danger, awe, feelings of happiness or just plain entertainment as they float by.

What kind of clouds do you prefer in a photo? pic.twitter.com/rM6GfySJbg

— Rich Herrmann Creates! 🌎 Lens-Based Artist (@rich_herrmann) January 19, 2023

Облакът е видимият резултат от вертикално движение и смесване на въздуха с водата, докато капките падат бавно на земята. „Наистина изобщо не виждаме движението на облачните капчици“, каза Милър. „Всичко, което наистина виждаме, е индикатор за по-мащабното движение в атмосферата.“

Образуването на облак изисква топъл, влажен въздух. Топлият въздух се издига в атмосферата и след това кондензира в облак, докато се охлажда. Облакът е по-малко плътен от въздуха под него. Докато някои облаци изглеждат леки и пухкави, един кумулус или гръмотевичен облак може да тежи колкото 100 слона, въпреки че неговата маса и водно съдържание зависят от размерите му. В по-малък облак, само няколко десетки метра висок и широк, това тегло не винаги се означава много вода: „Ако извадя цялата вода от този облак, вероятно дори няма да напълня и една кана“, каза Милър.