Τα σύννεφα μπορεί να μοιάζουν με μεγάλα, χνουδωτά marshmallows στον ουρανό, αλλά στην πραγματικότητα είναι ορατές συλλογές μικροσκοπικών σταγονίδια νερού (ή κρυστάλλους πάγου, αν είναι αρκετά κρύα) που ζουν ψηλά στην ατμόσφαιρα πάνω από τη Γη επιφάνεια. Εδώ, συζητάμε την επιστήμη των σύννεφων: πώς σχηματίζουν, κινούνται και αλλάζουν χρώμα.
Σχηματισμός
Τα σύννεφα σχηματίζονται όταν ένα κομμάτι αέρα ανεβαίνει από την επιφάνεια μέχρι την ατμόσφαιρα. Καθώς το αγροτεμάχιο ανεβαίνει, περνά μέσα από χαμηλότερα και χαμηλότερα επίπεδα πίεσης (η πίεση μειώνεται με το ύψος). Θυμηθείτε ότι ο αέρας τείνει να μετακινείται από περιοχές υψηλότερης προς χαμηλότερης πίεσης, έτσι ώστε το αγροτεμάχιο να μετακινείται σε περιοχές χαμηλότερης πίεσης, ο αέρας μέσα του ωθεί προς τα έξω, προκαλώντας την επέκταση του. Αυτή η επέκταση χρησιμοποιεί θερμική ενέργεια και συνεπώς δροσίζει το δέμα αέρα. Όσο πιο μακρύτερα προς τα πάνω ταξιδεύει, τόσο περισσότερο δροσίζει. Όταν η θερμοκρασία του ψύχεται σε εκείνη της θερμοκρασίας σημείο δρόσου, ο υδρατμός μέσα στο δέμα
συμπυκνώνεται σε σταγονίδια υγρού νερού. Αυτά τα σταγονίδια στη συνέχεια συλλέγονται στις επιφάνειες σκόνης, γύρης, καπνού, βρωμιάς και σωματιδίων θαλάσσιου αλατιού που ονομάζονται πυρήνες. (Αυτοί οι πυρήνες είναι υγροσκοπικοί, που σημαίνουν ότι προσελκύουν μόρια νερού). Σε αυτό το σημείο - όταν ο υδρατμός συμπυκνώνεται και κατακαθίζεται στους πυρήνες συμπύκνωσης - σχηματίζονται τα σύννεφα και γίνονται ορατά.Σχήμα
Έχετε παρακολουθήσει ποτέ ένα σύννεφο αρκετό καιρό για να το δείτε να επεκτείνεται προς τα έξω ή να κοιτάζει μακριά για μια στιγμή μόνο για να διαπιστώσει ότι όταν κοιτάξετε πίσω το σχήμα του έχει αλλάξει; Εάν ναι, θα είστε ευτυχείς να ξέρετε ότι δεν είναι η φαντασία σας. Τα σχήματα των σύννεφων αλλάζουν συνεχώς χάρη στις διαδικασίες συμπύκνωσης και εξάτμισης.
Αφού σχηματιστεί ένα σύννεφο, η συμπύκνωση δεν σταματά. Αυτός είναι ο λόγος που παρατηρούμε μερικές φορές σύννεφα που επεκτείνονται στον γειτονικό ουρανό. Όμως, καθώς τα ρεύματα θερμού, υγρού αέρα συνεχίζουν να αυξάνονται και συμπυκνώνουν την τροφοδοσία, ο ξηρότερος αέρας από το περιβάλλον περιβάλλει τελικά την πλωτή στήλη του αέρα σε μια διαδικασία που ονομάζεται συλλογή. Όταν αυτός ο ξηραντήρας εισάγεται στο σώμα της νέφωσης, εξατμίζει τα σταγονίδια του νέφους και αναγκάζει τα μέρη του νέφους να διαλυθούν.
Κίνηση
Τα σύννεφα ξεκινούν ψηλά στην ατμόσφαιρα, γιατί εκεί δημιουργούνται, αλλά παραμένουν αναρτημένα χάρη στα μικροσκοπικά σωματίδια που περιέχουν.
Τα σταγονίδια νερού ή τα παγοκρύσταλλα ενός σύννεφου είναι πολύ μικρά, λιγότερο από ένα μικρόν (που είναι λιγότερο από ένα εκατομμυριοστό του μέτρου). Εξαιτίας αυτού, αποκρίνονται πολύ αργά βαρύτητα. Για να βοηθήσετε να απεικονίσετε αυτή την έννοια, σκεφτείτε ένα βράχο και ένα φτερό. Η βαρύτητα επηρεάζει το καθένα, ωστόσο το βράχο πέφτει γρήγορα, ενώ το φτερό σταδιακά παρασύρεται στο έδαφος λόγω του ελαφρύτερου βάρους του. Τώρα συγκρίνετε ένα φτερό και ένα μεμονωμένο σωματίδιο σταγονιδίων σύννεφο. το σωματίδιο θα πάρει ακόμα περισσότερο από το φτερό να πέσει, και λόγω του μικροσκοπικού μεγέθους του σωματιδίου, η παραμικρή κίνηση του αέρα θα το κρατήσει ψηλά. Επειδή αυτό ισχύει για κάθε σταγόνα νέφους, ισχύει για ολόκληρο το ίδιο το σύννεφο.
Τα σύννεφα ταξιδεύουν με το ανώτερο επίπεδο άνεμοι. Κινούνται με την ίδια ταχύτητα και στην ίδια κατεύθυνση με τον επικρατούμενο άνεμο στο επίπεδο του σύννεφου (χαμηλό, μεσαίο ή υψηλό).
Τα σύννεφα υψηλού επιπέδου είναι μεταξύ των ταχύτερων κινήσεων, επειδή σχηματίζονται κοντά στην κορυφή της τροπόσφαιρας και ωθούνται από το ρεύμα τζετ.
Χρώμα
Το χρώμα ενός σύννεφου καθορίζεται από το φως που λαμβάνει από τον Ήλιο. (Θυμηθείτε ότι ο Ήλιος εκπέμπει λευκό φως. ότι το λευκό φως αποτελείται από όλα τα χρώματα στο ορατό φάσμα: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, indigo, βιολετί. και ότι κάθε χρώμα στο ορατό φάσμα αντιπροσωπεύει ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα διαφορετικού μήκους.)
Η διαδικασία λειτουργεί έτσι: Καθώς τα φωτεινά κύματα του ήλιου περνούν μέσα από την ατμόσφαιρα και σύννεφα, πληρούν τα μεμονωμένα σταγονίδια νερού που συνθέτουν ένα σύννεφο. Επειδή τα σταγονίδια νερού έχουν το ίδιο μέγεθος με το μήκος κύματος του ηλιακού φωτός, τα σταγονίδια διασκορπίζουν το φως του Ήλιου σε ένα είδος σκέδασης γνωστό ως Mie σκέδαση στο οποίο όλα τα μήκη κύματος του φωτός είναι διάσπαρτα. Επειδή όλα τα μήκη κύματος είναι διάσπαρτα και μαζί όλα τα χρώματα στο φάσμα σχηματίζουν λευκό φως, βλέπουμε λευκά σύννεφα.
Στην περίπτωση παχύτερων σύννεφων, όπως το στρώμα, το φως του ήλιου διέρχεται αλλά είναι μπλοκαρισμένο. Αυτό δίνει στο νέφος μια γκριζωπή εμφάνιση.