Wenn Wolken aus Wasser bestehen, warum schweben sie dann in der Luft?

Wolkengewicht

An einem heißen Tag schwebten Wolken am Himmel und warfen einen Schatten über den Sonnenschein.

Wenn Sie fragen, ob die Wolke aus so viel Wasser besteht, warum schweben die Wolken dann weiter?

Wolken bestehen hauptsächlich aus kleinen Wassertropfen, manchmal Eiskristallen.

Alle Wolken, die Sie sehen, haben diese Wassertropfen und Eiskristalle, die so klein sind, dass sie nicht von der Fallgeschwindigkeit beeinflusst werden.

Dieses Wolkenmaterial schwimmt also mit der Umgebungsluft.

Sein Verhalten ist wie Staub, den man manchmal sieht, wenn man in der Sonne scheint, dass der Staub ständig in der Luft schwebt.

Der Radius dieses Wassertropfens reicht von wenigen Mikrometern bis zu zehn Mikrometern - 1 Mikrometer entspricht einem Millionstel Meter - wie klein!

Die Geschwindigkeit, mit der ein Objekt fällt, hängt von seiner Masse und Oberfläche ab, weshalb eine Feder langsamer fällt als Kies mit demselben Gewicht.

Bei Objekten mit runder Form ist ihre Masse proportional zum kubischen Radius. Während die Oberfläche proportional zum Quadrat des Radius ist.

Wenn diese winzigen Wassertropfen größer werden, wird ihre Masse wichtiger als die Form der Tropfen, sodass sie schneller abfallen.

Selbst große Wassertropfen mit einem Radius von 100 Mikrometern haben nur eine Fallgeschwindigkeit von etwa 27 Zentimetern pro Sekunde.

Und weil Eiskristalle eine unregelmäßige Form haben, ist ihre Fallgeschwindigkeit relativ gering.

Die vertikale Luftbewegung, auch Aufwinde genannt, die in der Atmosphäre auftritt, wirkt sich auch auf die Wolkendrift aus, indem sie die Geschwindigkeit, mit der Wassertropfen fallen, ausgleicht.

Wolken bilden sich in aufwärts bewegender Luft.

Die Luft steigt mit abnehmendem Druck immer mehr an, dehnt sich aus und wird dünner, bis sie abkühlt.

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Durch diese Abkühlung kondensiert Wasserdampf in der Luft und wird zu Wasser.

Wolken mit schichtförmigen Formen, eine Art Wolke, die stabilen mäßigen Regen erzeugt, bilden sich in Umgebungen mit großen Luftmassen, aber schwachen Aufwindraten.

Konvektive oder kumuliforme Wolken, eine Art Wolke, die starken Regen und manchmal Blitze erzeugt, bilden sich in Umgebungen mit starken Aufwindraten.

Die Gesamtmasse der Wolke ist im Vergleich zur Luftmasse relativ größer als die Luftmasse.

Stellen Sie sich eine kleine Wolke 3 km über dem Boden mit einem Volumen von 1 Kubikkilometer vor, die Wasser mit einer Dichte von 1 Gramm pro Kubikmeter enthält.

Die Gesamtmasse der Wolkenteilchen beträgt etwa 1 Million Kilogramm, was der Masse von 500 Autos entspricht.

Die Gesamtmasse der Luft mit dem gleichen Volumen beträgt jedoch etwa 1 Milliarde Kilogramm und ist 1000-mal schwerer als das in Wolken enthaltene Wasser.

Obwohl die Wolken viel Wasser enthalten, sind sie kilometerweit in Form von winzigen Tropfen oder Kristallen verstreut, die zu klein sind, als dass die Schwerkraft eine Rolle spielen könnte.

Aus unserer Sicht auf den Boden scheinen Wolken in der Luft zu schweben.

Diese Wassertropfen fallen nur dann als Regen, wenn der Wassergehalt in der Wolke so dicht und gesättigt ist, dass sich ein Tropfen mit anderen Tropfen zu größeren Regentropfen zusammensetzt, deren Masse ausreicht, um sich zu bewegen unten wie Regen.


Referenz:

Meteoroloy Heute, Donald Ahrens.

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