Ile waży chmura? I dlaczego nie spada na Ziemię?

1024px-Cloud_sky_over_Brest
By Llorenzi (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons
  1. Przeciętna chmura waży około 500 ton, czyli tyle co 100 słoni, albo dwa pociągi Pendolino.
  2. Chmury unoszą się, ponieważ tworzące je krople są porywane przez wznoszące się prądy powietrza.
  3. Sprawdziliśmy to w tunelu aerodynamicznym. Jest film!

Lekkie jak chmura?

Chmury wędrujące leniwie po niebie wydają się nam bardzo lekkie i delikatne. Skoro unoszą sie w powietrzu to przecież nie mogą być ciężkie i masywne. Taka chmura na pewno waży tyle co nic.

Jak jest na prawdę?

Żeby określić masę chmury musimy poznać jej gęstość i objętość. Zatem do dzieła. Przeciętna chmura, taki na przykład cumulus ma gęstość 1/2 grama na metr sześcienny. Czyli niewiele. Coś jakby kropla wody w wielkim pudle o wymiarach metr na metr.

Jak określić rozmiar chmury? Można na przykład zmierzyć jej cień gdy słońce znajduje się tuż nad nią. Meteorolodzy twierdzą, że typowa chmura ma obrys mniej więcej sześcianu o wymiarach kilometr na kilometr i wysokości również kilometra.

Rys. Roman Kovbasyuk from Noun Project

Co na to matematyka? W kilometrze sześciennym chmury znajduje się zatem 500 000 000 gramów wody, czyli 500 000 kilogramów, lub inaczej 500 ton. Żeby lepiej to sobie uzmysłowić wyobraźcie sobie 100 słoni przelatujących nad Wami albo 1 i 2/3 pociągu pendolino wiszącego na niebie zamiast każdej chmury.

Dlaczego chmury unoszą się w powietrzu?

spadochroniarz
Rys, Okan Benn from Noun Project

Skoro chmury są takie ciężkie, mogą ważyć po kilkaset ton, to dlaczego nie spadają na Ziemię? Przecież wspomnianych wcześniej 100 słoni czy pociągu Pendolino nigdy nie udałoby się nam zmusić do latania.

Chmury mimo, że są bardzo ciężkie, to jednak unoszą się w powietrzu. Związane to jest z rozmiarami pojednyczych kropli, z których składają się chmury. Utrzymują się one w powietrzu dzięki sile oporu powietrza.

Każde ciało spadające w atmosferze jest spowalniane przez powietrze. Co więcej, jeśli umieścimy jakiś przedmiot w strumieniu powietrza unoszącym się do góry, to nie tylko spowolnimy jego spadanie, ale możemy także spowodować, że zatrzyma się on lub zacznie unosić w powietrzu. Dla małych i ciężkich przedmiotów niezbędna będzie w tym przypadku bardzo duża prędkość powietrza, dla dużych i lekkich odpowiednio mniejsza.

Dla kropel wody wartość prędkości granicznej waha się w granicach 30 – 45 km/h w zależności od wielkości kropli. Chmury najczęściej tworzą się i rozwijają w unoszącym się powietrzu. Następnie utrzymują wysokość dzięki wznoszącym prądom powietrznym, które opływając krople nie pozwalają im spaść.

Krople wody w tunelu aerodynamicznym

Jak to wygląda w praktyce? Zobaczcie na filmie, który nakręciliśmy w tunelu aerdynamicznym Flyspot w Warszawie. Tunel ustawiony był na 0% mocy. Prędkość powietrza przepływającego przez tunel w takiej sytuacji wynosi około 30 km/h. Większość kropli uciekała nam w górę. Kilka udało się sfotografować i porównać zaobserwowany kształt kropli z popularnym graficznym przedstawieniem. Okazała się, że kształt kropli który znamy, tzw „łza” jest błędny. A jak wyglądają prawdziwe krople zobaczycie na filmie.

One comment

  1. Jedna taka chmura moze miec nawet 800 miliardow metrow szesciennych objetosci, co 0b8 oznacza, ze wazy nawet 3-4 miliardy ton. Otoz jesli podzielimy milimetr na tysiac czesci, to taka kropla bedzie miala srednice zaledwie kilkunastu takich czesci, nazywanych mikrometrem.

Odpowiedz na „HostingAnuluj pisanie odpowiedzi

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

By submitting this form, you accept the Mollom privacy policy.