Mākoņi var izskatīties kā lieli, pūkaini zefīri debesīs, bet patiesībā tie ir redzami sīku kolekciju ūdens pilieni (vai ledus kristāli, ja tas ir pietiekami auksts), kas dzīvo augstu atmosfērā virs Zemes virsma. Šeit mēs apspriežam mākoņu zinātni: kā tie veidojas, pārvietojas un maina krāsu.
Veidošanās
Mākoņi veidojas, kad gaisa gaiss no zemes virsmas paceļas atmosfērā. Sūtījumam paceļoties, tas iziet caur zemāku un zemāku spiediena līmeni (spiediens samazinās līdz ar augstumu). Atgādiniet, ka gaisam ir tendence pārvietoties no zemāka spiediena apgabaliem, tāpēc, pakomātam virzoties zemāka spiediena zonās, gaiss tā iekšpusē izspiež uz āru, izraisot tā paplašināšanos. Šī izplešanās izmanto siltumenerģiju un tāpēc atdzesē gaisa paku. Jo tālāk uz augšu tas brauc, jo vairāk tas atdziest. Kad tā temperatūra atdziest līdz tās rasas punkta temperatūrai, ūdens tvaiki pakas iekšpusē kondensējas šķidruma pilienos. Pēc tam šie pilieni savācas uz putekļu, ziedputekšņu, dūmu, netīrumu un jūras sāls daļiņu virsmām
kodoliem. (Šie kodoli ir higroskopiski, kas nozīmē, ka tie piesaista ūdens molekulas.) Tieši šajā brīdī - kad ūdens tvaiki kondensējas un nostādās uz kondensācijas kodoliem - veidojas mākoņi un tie kļūst redzami.Forma
Vai jūs kādreiz esat vērojis mākoni pietiekami ilgi, lai redzētu, ka tas izplešas uz āru, vai arī uz brīdi ir paskatījies prom, lai tikai konstatētu, ka, atskatoties, tā forma ir mainījusies? Ja tā, tad jums būs prieks uzzināt, ka tā nav jūsu iztēle. Mākoņu formas pastāvīgi mainās, pateicoties kondensācijas un iztvaikošanas procesiem.
Pēc mākoņa veidošanās kondensāts neapstājas. Tāpēc dažreiz mēs pamanām mākoņus, kas izplešas kaimiņu debesīs. Bet, tā kā turpina pieaugt siltā, mitrā gaisa straumes un barojas kondensāts, sausāks gaiss no apkārtējās vides galu galā iefiltrējas peldošajā gaisa kolonnā procesā, ko sauc par iesaiste. Kad šis sausāks gaiss tiek ievadīts mākoņa ķermenī, tas iztvaicē mākoņa pilienus un izraisa mākoņa daļu izkliedi.
Kustība
Mākoņi sākas augstu atmosfērā, jo tur viņi ir radīti, bet tie paliek suspendēti, pateicoties sīkajām daļiņām, kuras tajās ir.
Mākoņa ūdens pilieni vai ledus kristāli ir ļoti mazi, mazāki par a mikronu (tas ir mazāk nekā viena miljonā metra). Sakarā ar to viņi ļoti lēni reaģē uz smagums. Lai palīdzētu vizualizēt šo koncepciju, apsveriet klints un spalvu. Smagums ietekmē katru, taču iezis ātri nokrīt, turpretī tā vieglā svara dēļ spalva pakāpeniski nokrīt uz zemes. Tagad salīdziniet spalvu un atsevišķu mākoņa pilienu daļiņu; daļiņai būs nepieciešams pat ilgāks laiks nekā spalvai nokrist, un, ņemot vērā daļiņas nelielo izmēru, vismazākā gaisa kustība to noturēs augšup. Tā kā tas attiecas uz katru mākoņa pilienu, tas attiecas uz visu pašu mākoni.
Mākoņi ceļo ar augšējo līmeni vēji. Viņi pārvietojas ar tādu pašu ātrumu un tajā pašā virzienā kā valdošais vējš mākoņa līmenī (zems, vidējs vai augsts).
Augsta līmeņa mākoņi ir vieni no visātrāk kustīgajiem, jo tie veidojas netālu no troposfēras augšdaļas un tos stumj strūklas straume.
Krāsa
Mākoņa krāsu nosaka gaisma, ko tā saņem no Saules. (Atgādiniet, ka saule izstaro baltu gaismu; ka balto gaismu veido visas redzamā spektra krāsas: sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, zila, indigo, violeta; un ka katra krāsa redzamajā spektrā attēlo dažāda garuma elektromagnētisko viļņu.)
Process darbojas šādi: Saules gaismas viļņi iziet cauri atmosfērai un mākoņi, viņi satiekas ar atsevišķām ūdens pilieniņām, kas veido mākoni. Tā kā ūdens pilienu izmērs ir līdzīgs saules gaismas viļņa garumam, pilieni izkliedē Saules gaismu izkliedes veidā, kas pazīstams kā Mie izklīst kurā visiem gaismas viļņu garumi ir izkliedēti. Tā kā visi viļņu garumi ir izkliedēti un visas spektra krāsas veido baltu gaismu, mēs redzam baltus mākoņus.
Biezāku mākoņu, piemēram, strausa, gadījumā saules gaisma iet cauri, bet ir bloķēta. Tas mākoņam piešķir pelēcīgu izskatu.