Мы часто говорим «легкий, как облако», вот только это выражение весьма обманчиво. На самом деле эти белогривые лошадки весят как несколько груженых самосвалов. Рассказываем всю правду о массе облаков.
Недетские вопросы: сколько весит облако, и почему оно не падает на Землю?
В детстве моя дочь называла облака «подушками». И ведь действительно, с виду они кажутся такими мягкими и невесомыми, что так и хочется уткнуться в них лицом или прокатиться на «белогривых лошадках» верхом. Но внешность бывает обманчива не только у людей. На самом деле небесный «пух» в миллионы раз тяжелее, чем вы себе можете представить. Но если они такие тяжелые, то почему не падают на Землю? Разбираемся, сколько весит облако.
Freepik
Содержание
Какие бывают облака и из чего они состоят
Из программы начальной школы мы помним, что в состав облака входит воздух и миллион крошечных капель воды, которые испаряются с поверхности земли и водоемов. Теплые потоки воздуха поднимают пар наверх, где он остывает и становится привычными нам облаками и тучами.
Облака есть не только на Земле. Так, например, Венера окутана густыми сернокислотными облаками, а на Марсе бывают тонкие перистые из кристаллов льда.
После конденсации, пар сначала превращается в воду, а когда воды становиться уже через край, то он в виде осадков выливается на землю.
Выше всех забрались перистые облака, что не скажешь про кучевые облака, которые порой проплывают так низко, что до них можно коснуться рукой. Все они защищают нашу планету от солнечной радиации, охлаждают и увлажняют землю и усиливают парниковый эффект.
Низкие облака (до 2 км над землей)
Расположенные ближе всего к поверхности, эти облачные формы создают привычный нам фон неба и непосредственно определяют погоду за окном. Они часто кажутся плотными и массивными, и именно с ними чаще всего связаны дожди и снегопады.
Слоистые облака
- Вглядят как сплошной, однотонный серый слой, похожий на высокий туман. Солнце сквозь них — просто яркое пятно без четких лучей, из-за чего день становится пасмурным.
- Такие облака сулят стабильно хмурую погоду. Осадки из них — это обычно морось, изморозь или самый легкий снег.
- Будучи обширным «одеялом», они эффективно отражают солнечный свет обратно в космос, что может способствовать охлаждению приповерхностного слоя воздуха.
Слоисто-дождевые облака
- Это густая, темная и бесформенная пелена, закрывающая небо целиком. Основание облака часто кажется «размытым» из-за выпадающих осадков.
- Являются верным признаком затяжного ненастья. Обычно слоисто-дождевые облака приносят продолжительные, умеренные по силе дожди или снегопады, которые могут идти часами.
- Изменения в их активности напрямую влияют на водный баланс регионов, повышая риски продолжительных засух или, наоборот, паводков.
Кучевые облака
- Классические «облака из мультфильмов» — ярко-белые, с четкими контурами и плоским основанием, напоминающие куски ваты или соцветия цветной капусты.
- Чаще всего они символизируют ясную, малооблачную погоду (так называемые «облака хорошей погоды»). Но их активный рост вверх — тревожный знак, предвещающий грозу.
- Глобальное потепление, усиливая конвекционные потоки, может увеличивать частоту появления этих облаков, что меняет баланс солнечной энергии на планете.
Международная классификация облаков была создана в 1802 году британцем Люком Говардом.
Слоисто-кучевые облака
- Выглядят как низкий волнообразный слой, состоящий из отдельных сероватых валов или округлых глыб, собранных в группы.
- Они редко приносят серьезные осадки, но часто служат предвестником смены воздушных масс и ухудшения погодных условий.
- Как и слоистые, они являются ключевыми «рефлекторами» солнечного излучения. Сокращение их площади может косвенно вести к потеплению.
Средние облака (2–8 км)
Эти облака парят в средней части тропосферы. Из-за более низких температур они имеют смешанный состав: в них присутствуют и капли воды, и ледяные кристаллы.
Высокослоистые облака
- Это сероватая или синеватая полупрозрачная пленка, равномерно застилающая небосвод. Солнце просвечивает, как через матовое стекло, не давая тени.
- Часто являются «первой ласточкой» приближающегося теплого фронта, за которым обычно следуют обложные осадки.
- Влияют на тепловой режим планеты, пропуская или задерживая излучение.
Высококучевые облака
- Представляют особой слои или пятна, состоящие из мелких пластин, хлопьев или валиков. Иногда образуют причудливые формы, напоминающие чечевицу (лентикулярные).
- Могут указывать на рост атмосферной неустойчивости и вероятность дождя с грозой в ближайшие часы.
- Их преобразования служат индикатором изменений в температуре и циркуляции воздушных масс на высоте.
Высокие облака (выше 6 км)
Царство льда. На таких высотах вода существует только в виде кристаллов. Эти облака тонкие и не дают осадков, достигающих земли, но они — важные предсказатели.
Перистые облака
- Выглядят как тончайшие белые нити, полосы или крючки из ледяных кристаллов. Их называют «конскими хвостами».
- Часто сигнализируют о приближении теплого фронта или циклона и скорой перемене погоды к худшему.
- Обладают двойным эффектом: отражают солнце и при этом удерживают земное тепло. Их вклад в климатические модели крайне важен.
Перисто-кучевые облака
- Создают в небе тонкий белый покров из мельчайших крупинок или волн, создающий рисунок, похожий на рябь на воде или песчаную рябь.
- Часто появляются в устойчивой, но холодной воздушной массе. В народе их скопление называют «барашки» или «перисто-кучевая шелуха».
- Играют свою роль в сложной системе отражения и поглощения радиации.
Перисто-слоистые облака
- Это едва заметная, молочно-белая пелена, покрывающая небо тонким слоем. Именно из-за них вокруг солнца или луны образуются светящиеся круги — гало.
- Как и перистые, предвещают приход фронтальной системы и осадков в течение 12-24 часов.
- Участвуют в регулировании потока солнечной энергии, поступающей на планету.
Облака вертикального развития
Эти мощные атмосферные образования могут пронизывать все слои тропосферы снизу доверху, достигая высоты 10-15 км. Их появление всегда связано с конвекцией и неустойчивостью воздуха.
Кучево-дождевые облака
- Мощные горы или башни с темным основанием и волокнистой, размытой вершиной, которая часто растекается в форме наковальни.
- Несут с собой весь спектр опасных явлений: ливни, грозы, шквалы, град и даже торнадо.
- Усиление конвекции из-за потепления может делать эти облака более частыми и мощными, увеличивая риск экстремальных погодных событий.
Сколько весит облако
Ученые подсчитали, что в одном кубическом метре кучевого облака содержится примерно 499 тонн воды. Но давайте не забывать, что объем облака — это не только капли, но и воздух, который кое-что, но тоже весит!
На 1 кубический метр приходится 1,29 кг воздуха!
Перистые облака — пушинки среди облаков. Их вес варьируется от 10 тонн до нескольких десятков тысяч тонн. Этого количества вполне хватит, чтобы наполнить сотню спортивных бассейнов.
Облака верхнего яруса (перистые) могут двигаться со скоростью до 160 км/ч и более, «путешествуя» в мощных струйных течениях.
Вес огромной грозовой тучи может доходить до 30 миллионов тонн, а представьте, если их много! Тогда масса переваливает за несколько миллиардов тонн.
Слоистообразные облака способны раскинуться на площади до 6–12 миллионов квадратных километров в осенние и зимние месяцы. Эта территория сравнима с размерами целого континента, такого как Австралия, включая все острова Океании. При толщине такого облачного пласта до одного километра, а концентрации влаги в нем от 0,3 до 0,45 грамма в каждом кубометре, общий объем заключенной в нем воды потрясает воображение: он может исчисляться 600–900 миллионами тонн. Подобные гигантские «одеяла» в небе, эффективно отражая солнечные лучи обратно в космос, выступают ключевым климатическим фактором, напрямую определяющим температуру у поверхности планеты.
Совсем иная картина у мощных кучево-дождевых облаков, чья плотность влаги непостоянна и меняется на разных ярусах. Эти атмосферные гиганты могут подниматься на высоту до 10 км (а в тропиках — и вовсе до 20 км), имея в поперечнике от 10 до 25 километров. Концентрация воды в их объеме варьируется в широких пределах, от 1 до 4,5 грамма на кубический метр. Для оценки их общего влагосодержания метеорологи применяют расчетный метод: берут четверть от пиковой водности и умножают на вертикальную протяженность облака. Например, если толщина массива составляет 10 км, а максимальная плотность влаги — 4,5 г/м в кубе, то на каждый квадратный метр его основания будет приходиться примерно 11 килограммов воды. Таким образом, масса одного такого облачного образования диаметром 20 километров может достигать 3,5 миллионов тонн.
Если облака такие тяжелые, почему не падают на землю
По форме облаков можно довольно точно предсказать погоду на ближайшие часы
Как мы уже сказали, что облако — это смесь воздуха и мелкодисперсных капель воды, которые в миллион раз меньше капли дождя. Это взвесь настолько мелкая, что не подвластна даже гравитации. Восходящие потоки воздуха не дают каплям упасть до тех пор, пока облако не достигнет стадии насыщения. Когда влаги в облаке становится слишком много, воздух больше не может удерживать ее, и она проливается на землю в виде осадков. И, несмотря на то, что дождевая капля намного больше, чем облачная, ее диаметр все равно не превышает 7 миллиметров. Таким образом происходит распределение веса, чтобы 499 тонн воды не обрушились на планету единоразово.