Om molnen består av vatten, varför flyter de i luften?

tungt moln

På en varm dag svävade molnen på himlen och kastade en skugga över solskenet.

När du frågar, om molnet är gjort av vatten som är så mycket, varför fortsätter molnen att flyta?

Molnen består huvudsakligen av små vattendroppar, ibland iskristaller.

Alla moln du ser har dessa vattendroppar och iskristaller som är så små att de inte påverkas av fallhastigheten.

Så detta molnmaterial kommer att flyta med den omgivande luften.

Hans beteende är som damm som du ibland ser i solen, det verkar som att dammet ständigt flyter i luften.

Radien för denna vattendroppe sträcker sig från några mikrometer till tiotals mikrometer - 1 mikrometer är en miljonedel av en meter - hur liten!

Hastigheten med vilket ett föremål faller är relaterat till dess massa och ytarea, varför en spindel faller långsammare än grus med samma vikt.

För objekt som är runda i form är deras massa proportionell mot den kubiska radien. Medan ytan är proportionell mot radien i kvadrat.

Så när dessa små vattendroppar blir större blir deras massa viktigare än dropparnas form, så att de faller ner snabbare.

Även stora vattendroppar med en radie på 100 mikrometer har bara en fallhastighet på cirka 27 centimeter per sekund.

Och eftersom iskristaller har en oregelbunden form är deras fallhastighet relativt liten.

Den vertikala luftrörelsen, även känd som uppdrag, som förekommer i atmosfären påverkar också molndrift genom att kompensera den hastighet med vilken vattendroppar faller.

Moln bildas i uppåtriktad luft.

Luften kommer att stiga mer och mer när trycket minskar och expanderar och blir tunnare tills den svalnar.

Läs också: Hur är vindbildningen?

Denna kylning får vattenånga i luften att kondensera och blir vatten.

Moln med stratiforma former, en typ av moln som ger stabilt måttligt regn, bildas i miljöer med stora luftmassor men med svaga uppströmningshastigheter.

Konvektiva eller kumuliforma moln, en typ av moln som producerar kraftigt regn och ibland blixtar, bildas i miljöer med starka uppströmningshastigheter.

Molnets totala massa jämfört med luftmassan är relativt större än luftmassan.

Föreställ dig ett litet moln 3 km över marken, med en volym på 1 kubik km, som innehåller vatten med en densitet på 1 gram per kubikmeter.

Molnpartiklarnas totala massa är cirka 1 miljon kg, vilket är lika med massan av 500 bilar.

Emellertid är den totala luftmassan med samma volym cirka 1 miljard kilo, 1000 gånger tyngre än vatten i molnen.

Så även om molnen innehåller mycket vatten är de utspridda i mil, i form av små droppar eller kristaller, som är för små för att tyngdkraften ska kunna spela en roll.

Från vår syn på marken verkar molnen flyta i luften.

Dessa droppar faller bara som regn, om vattenhalten i molnet är så tät och mättad, att en droppe kommer att kombineras med andra droppar för att bilda större droppar till regndroppar, vars massa är tillräcklig för att flytta till ner som regn.


Referens:

Meteoroloy idag, Donald Ahrens.

//www.scientificamerican.com/article/why-do-clouds-float-when/