Ile ważą chmury? Są cięższe, niż moglibyśmy sądzić

Chmury zapewne kojarzą nam się z czymś lekkim, co zresztą czasem jest wykorzystywane np. w reklamach. Bez problemu możemy też przelecieć przez nie samolotem. Jednak chmury, choć wydają się być puszyste i lekkie, to w rzeczywistości struktury te są znacznie cięższe niż się wydaje.

Możemy się domyślać, że całościowa masa chmur jest dość znacząca. Dlaczego zatem spadają na nas dopiero w postaci deszczu? Przede wszystkim znajdujące się w chmurach kropelki wody pod względem rozmiaru i masy to nie krople deszczu. Są one od nich zdecydowanie mniejsze, około miliona raza, aczkolwiek nawet średnica kropli deszczu wynosi około 2 mm. W analogiczny sposób moglibyśmy np. odnieść masę Ziemi do masy Słońca. Nie dziwi zatem fakt, że nie opadają tak szybko.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Dodatkowo w powietrzu utrzymuje je wiatr o wiele silniejszy niż ten, z którym mamy do czynienia nawet w bardzo wietrzny dzień. Kropelki wody utrzymują się w powietrzu również dzięki konwekcji ciepła. A że powietrze znajdujące się bezpośrednio pod chmurami jest od nich gęstsze, w momencie unoszenia się ciepłego powietrza do góry można powiedzieć, że chmury zachowują się trochę jak pianka na latte. Natomiast kiedy kropelki się ochładzają, zaczynają łączyć się ze sobą, formując większe krople, których masa w pewnym momencie staje się tak duża, że opadają w postaci deszczu.

Jak w ogóle zważyć chmury? Przede wszystkim możemy spróbować określić masę pary wodnej, z której się składają, jednak aby to zrobić, musimy stwierdzić, jak gęsto skupione są w nich kropelki wody. Próbę określenia masy typowego cumulusa podjęła Margaret LeMone z National Center for Atmospheric Research w Boulder, w stanie Colorado. Musimy jednak mieć na względzie, że różne typu chmur będą miały różną wagę. Przykładowo o wiele lżejsze są np. cirrusy, ponieważ ilość zawartych w nich cząsteczek wody jest mniejsza. Z drugiej strony z analogicznego powodu cumulonimbusy są znacznie cięższe.

Margaret LeMone postanowiła wykorzystać możliwości, jakie daje nam matematyka. Zaczęła od cienia, jaki rzuca chmura, oszacowując w ten sposób jej wysokość. Następnym krokiem było obliczenie objętości. Tutaj zastosowane zostało pewne uproszczenie, ponieważ oczywiście chmury nigdy nie przybierają kształtu idealnego sześcianu, jednakże dość często zdarza się, że ich szerokość jest w przybliżeniu równa wysokości. Bazując na wcześniejszych dostępnych wynikach badań uczona oszacowała gęstość kropelek wody na ½ grama na metr kwadratowy. W ten sposób mając oszacowane objętość i gęstość mogła przystąpić do wyliczenia masy.

Powyższe wyliczenia obarczone są jednak pewną wadą. Otóż zostały przy nich wzięte pod uwagę tylko cząsteczki wody, a jak wiemy chmura składa się również z cząsteczek powietrza, których masę również należałoby oszacować. W każdym razie wspomnianej badaczce udało się w ten sposób stwierdzić, że taki cumulus może ważyć około 550 ton. Aby to zobrazować można powiedzieć, że nad naszymi głowami zawieszonych jest około 100 słoni.

Źródło: Live Science