Jak powstają chmury? Składniki i formacja w chmurze

Ruch wilgotnego powietrza w górę prowadzi do tworzenia się chmur

Studio Yagi/Getty Images

Wszyscy wiemy co chmury są — widoczne kolekcje maleńkich kropelek wody (lub kryształków lodu, jeśli jest wystarczająco zimno), które żyją wysoko w atmosferze nad powierzchnią Ziemi. Ale czy wiesz, jak powstaje chmura?

Aby chmura mogła się uformować, kilka składników musi być na miejscu:

• woda
• temperatura powietrza chłodzącego
• powierzchnia do formowania (jądra)

Gdy te składniki są już na miejscu, postępują zgodnie z tym procesem, tworząc chmurę:

Krok 1: Zmień parę wodną w ciekłą wodę

Chociaż tego nie widzimy, pierwszy składnik – woda – jest zawsze obecny w atmosferze jako para wodna (gaz). Aby jednak wyrosła chmura, musimy doprowadzić parę wodną z gazu do postaci płynnej.

Chmury zaczynają się formować, gdy paczka powietrza unosi się z powierzchni do atmosfery. (Powietrze robi to na wiele sposobów, w tym unoszenie się na zboczach gór, unoszenie w górę fronty pogodowe , i bycie popychanym przez zbieżność masy powietrza .) W miarę jak paczka się wznosi, przechodzi przez coraz niższe poziomy ciśnienia (ponieważ ciśnienie maleje wraz z wysokością). Przypomnijmy, że powietrze ma tendencję do przemieszczania się z obszarów o wyższym ciśnieniu do obszarów o niższym ciśnieniu, więc gdy paczka przemieszcza się do obszarów o niższym ciśnieniu, powietrze w niej wypycha się na zewnątrz, powodując jej rozszerzanie. Do rozprężenia potrzeba energii cieplnej, więc paczka lotnicza nieco się ochładza. Im dalej w górę podróżuje paczka lotnicza, tym bardziej się ochładza. Chłodne powietrze nie może pomieścić tyle pary wodnej co ciepłe, więc gdy jego temperatura spadnie do temperatury punktu rosy, para wodna wewnątrz paczki ulega nasyceniu (jego wilgotność względna wynosi 100%) i ​ kondensuje do kropelek ciekłej wody.

Ale same w sobie cząsteczki wody są zbyt małe, aby sklejać się i tworzyć kropelki chmur. Potrzebują większej, bardziej płaskiej powierzchni, na której mogą się zbierać.

Krok 2: Daj wodzie coś do siedzenia (jądra)

Aby kropelki wody mogły tworzyć kropelki chmur, muszą mieć coś — jakąś powierzchnię — do skondensowania na . Te „coś” to maleńkie cząsteczki znane jako aerozole lub jądra kondensacji .

Tak jak w biologii jądro jest rdzeniem komórki, tak jądra chmur są centrami kropelek chmur i stąd ich nazwa. (Zgadza się, każda chmura ma w środku drobinkę brudu, kurzu lub soli!)

Jądra chmur to cząstki stałe, takie jak kurz, pyłki, brud, dym (z pożarów lasów, spalin samochodowych, wulkanów, pieców węglowych itp.) oraz sól morska (z rozbijających się fal oceanicznych), które są zawieszone w powietrzu dzięki Matka Natura i my, ludzie, którzy je tam umieściliśmy. Inne cząstki w atmosferze, w tym bakterie, mogą również odgrywać rolę w służeniu jako jądra kondensacji. Chociaż zwykle myślimy o nich jako o zanieczyszczeniach, odgrywają kluczową rolę w rosnących chmurach, ponieważ są: higroskopijny- przyciągają cząsteczki wody.

Krok 3: Narodziny chmury!

To w tym momencie — kiedy para wodna skrapla się i osiada na jądrach kondensacji — tworzą się i stają się widoczne chmury. (Zgadza się, każda chmura ma w środku drobinkę brudu, kurzu lub soli!)

Nowo utworzone chmury często mają ostre, dobrze zarysowane krawędzie.

Rodzaj chmury i wysokość (niska, średnia lub wysoka), na której się tworzy, zależy od poziomu nasycenia paczki lotniczej. Ten poziom zmienia się w zależności od takich rzeczy, jak temperatura, temperatura punktu rosy oraz szybkość lub szybkość ochładzania się paczki wraz ze wzrostem wysokości, co określa się mianem „szybkości poklatków”.

Co sprawia, że ​​chmury się rozpraszają?

Jeśli chmury tworzą się, gdy para wodna ochładza się i kondensuje, sensowne jest ich rozpraszanie tylko wtedy, gdy dzieje się odwrotnie — to znaczy, gdy powietrze ogrzewa się i paruje. Jak to się stało? Ponieważ atmosfera jest zawsze w ruchu, bardziej suche powietrze podąża za wznoszącym się powietrzem, dzięki czemu zarówno kondensacja, jak i parowanie stale występują. Kiedy zachodzi więcej parowania niż kondensacji, chmura powróci ponownie, stając się niewidoczną wilgocią.

Teraz, gdy już wiesz, jak tworzą się chmury w atmosferze, naucz się symulować tworzenie się chmur, wykonując chmurka w butelce .

Edytowany przezTiffany oznacza