Czy zastanawialiście się kiedyś ile waży chmura? Oczywiście, odpowiedź zależy od wielkości i rodzaju chmury. Przeciętna chmura cumulus waży około 1,1 miliona funtów. Tak więc, choć chmura może wydawać się puszysta, z pewnością nie jest lekka! Oto spojrzenie na to, jak obliczyć wagę chmury i wyjaśnienie, dlaczego chmury nie spadają, mimo że są bardzo ciężkie.
Jak znaleźć wagę chmury
Nie można po prostu umieścić chmury na wadze i zważyć ją. Jej masę i ciężar oblicza się na podstawie jej objętości i gęstości. Objętość to trójwymiarowy rozmiar chmury. Gęstość to masa chmury przypadająca na jednostkę objętości. Aby znaleźć masę lub ciężar chmury, łączy się te dwie wartości:
Gęstość = masa / objętość
Rozwiązanie dla masy:
Masa = gęstość x objętość
Różne rodzaje chmur mają różne wartości gęstości. Deszczodajne chmury cumulonimbus mają większą gęstość niż koronkowe chmury cirrus. Chmura cumulus jest dobrym punktem wyjścia do obliczeń gęstości, ponieważ ten rodzaj chmur ma dość regularny rozmiar i kształt. Naukowcy zmierzyli, że średnia gęstość chmury cumulus wynosi około 0,5 grama na metr sześcienny. Meteorolodzy używają laserowej dopplerowskiej velocimetrii, aby uzyskać tę wartość.
Jednym ze sposobów pomiaru wielkości chmury jest jazda z ustaloną prędkością przez jej cień, gdy słońce jest bezpośrednio nad głową. Jeśli znamy prędkość i czas potrzebny do przejechania przez cień, możemy znaleźć długość cienia, która jest taka sama jak długość chmury w południe:
Dystans = prędkość x czas
Korzystając z tej metody, typowa chmura cumulus ma około 1 kilometra lub 1000 metrów średnicy. Chociaż chmury nie są idealnymi sześcianami, szerokość i wysokość chmury cumulusowej jest mniej więcej taka sama jak jej długość, więc jej objętość wynosi:
Objętość = długość x szerokość x wysokość
Objętość = 1000 metrów x 1000 metrów x 1000 metrów
Objętość = 1 000 000 000 000 metrów sześciennych
Chmury są gigantyczne! Następnie wpisz wartości gęstości i objętości, aby znaleźć masę chmury, która jest również jej wagą na Ziemi.
Masa = gęstość x objętość
Masa = (0.5 gramów/metr sześcienny) x (1 000 000 000 metrów sześciennych)
Masa = 500 000 000 gramów lub 500 000 kilogramów
Przeliczając tę wartość na funty, waga chmury wynosi 1,1 miliona funtów.
Chmury Cirrus są mniejsze i mniej gęste, więc ważą mniej niż chmury Cumulus. Chmury cumulonimbus są znacznie większe i gęstsze niż chmury cumulus, więc ważą znacznie więcej. Chmura cumulonimbus może ważyć 1 milion ton.
Co waży tyle co chmura
Ciężko jest sobie wyobrazić, jak wygląda 1 milion funtów. Aby przedstawić to w perspektywie, waga chmury jest mniej więcej taka sama jak:
- 3 wieloryby błękitne (375 000 funtów każdy)
- 100 słoni
- 40 autobusów szkolnych
- około 20 000 000 dolarów w amerykańskich ćwierćdolarówkach
- odrzutowiec pasażerski Airbus A380 (1,1 miliona funtów)
- lokomotywa parowa Union Pacific Big Boy (1.2 miliony funtów)
- Antonov An-225 Mriya samolot cargo (1.28 milionów funtów)
- Transformator stacji energetycznej (1.28 milionów funtów)
Dlaczego chmury nie spadają
Jeśli chmury są tak masywne, dlaczego nie spadają z nieba? Odpowiedź brzmi, że spadałyby, gdyby nie było niczego między nimi a ziemią. Ale chmury spoczywają na warstwie powietrza, która jest wystarczająco gęsta, aby je utrzymać. Można myśleć o chmurach jak o statkach, które pływają po morzu powietrza. Powodem, dla którego powietrze jest bardziej gęste niż chmura jest to, że powietrze i chmura nie mają tej samej temperatury. Ponadto, chmury są dynamiczne. W chmurze zachodzi parowanie i kondensacja wody. Te zmiany stanu materii pochłaniają i uwalniają energię, zmieniając temperaturę wewnątrz chmury. Czasami powietrze wokół chmury staje się na tyle ciepłe, że może wchłonąć chmurę. Chmura staje się parą wodną rozproszoną w powietrzu i kurczy się lub znika. Innym razem chmury stają się zbyt ciężkie, aby utrzymać się w górze. Mogą opadać w kierunku ziemi lub uwalniać opad w postaci deszczu lub śniegu.
- Freud, E.; Rosenfeld, D. (2012). „Linear relation between convective cloud drop number concentration and depth for rain initiation”. Journal of Geophysical Research. 117 (D2). doi:10.1029/2011JD016457
- Grenci; Lee M.; Nese, Jon M. (2001). A World of Weather: Fundamentals of Meteorology: A Text / Laboratory Manual (3rd ed.). Kendall/Hunt Publishing Company. ISBN 978-0-7872-7716-1.
- Jaramillo, A.; Mesa, O. (June 19, 2017). „On the relative density of clouds” (O gęstości względnej chmur). Quarterly Journal of the Royal Meterological Society. Vol. 144; Iss. 707, pp. 2650-2653. doi:10.1002/qj.3099
.