Сколько весят облака, и как, если они такие тяжёлые, они держатся в воздухе

Вы когда-нибудь задумывались сколько весят облака? Когда мы говорим про облака, мы представляем что-то лёгкое, воздушное, и довольно трудно предположить, что они могут весить миллионы тонн. Однако это так, облака действительно имеют огромную массу. Какую? Однозначный ответ на этот вопрос дать невозможно. Облака все разные, и различаются они по форме, по размерам, по высоте расположения, по температуре воздуха и скорости воздушных потоков в них.

Чем теплее облачная масса, тем выше в ней значение водности (массы жидкости) в одном кубическом метре. Потоки восходящего вверх воздуха играют важную роль, ведь чем он сильнее, тем большее количество воды может содержать в себе облако. Высота нахождения облака над Землёй, также влияет на его вес. Разные типы облаков формируются на разной высоте от земли и содержат разное количество воды. На больших высотах температура и давление ниже, вследствие чего облака там, как правило, менее плотные и содержат меньше воды.

Давайте узнаем сколько же весят различные типы облаков, и как, если они такие тяжёлые, они держатся в воздухе.

Слоистообразные облака, находящиеся, как правило, на небольшой высоте от Земли, до 3 км, и часто покрывают небесное пространство в осенне-зимний период, могут занимать пространство площадью до 6-12 млн квадратных километров. Это сопоставимо с Австралией и всей Океанией вместе взятыми. Толщина подобных облаков может доходить до километра, а водозапас составляет от 0,3 до 0,45 грамма на кубический метр. Таким образом, масса воды в нём может достигать 600-900 млн тонн.

Слоистообразные облака покрывают огромные площади, отражают солнечное излучение, и поэтому напрямую влияют на значение температуры поверхности Земли и на климат в целом.

Перистые облака обычно формируются выше слоистых, на высоте 6-11 километров, и имеют меньшие размеры. Покрывают площадь до 4 млн квадратных километров, что соответствует площади Египта. Толщина перистых облаков, как правило, составляет 1-2 километра, а водность от 0,01 до 0,03 грамма на кубический метр. Масса таких облаков доходит 30-50 миллионов тонн.

Облака перистого типа состоят преимущественно из кристаллов льда и часто предвещают какие-либо изменения погоды. Наблюдая за такими облаками, синоптики могут предсказать приближение различных фронтов и циклонов. Вследствие этого, они являются важными объектами для метеорологических наблюдений.

Кучевые облака, видимые нами в основном в тёплые солнечные деньки, достигают диаметра от 1 до 2 километров и высоту примерно такую же. Водность этих облаков колеблется в пределах 0,5 — 2,5 грамма на кубический метр. Для расчета водозапаса кучевого облака ученые используют простую формулу: толщину облака сначала возводят в квадрат, затем полученное значение делят на три. К примеру, облако двухкилометровой толщиной имеет водозапас 1,3 килограмма на квадратный метр. Далее, чтобы получить массу, нужно умножить водозапас на площадь. Масса облака диаметром и толщиной 2 километра составляет чуть более 5000 тонн.

Ситуация с кучево-дождевыми облаками чуть сложнее, их водность может сильно варьироваться в зависимости от высоты формирования облака. Высота расположения облака может достигать 10 километров (в тропических районах — до 20 километров) и диаметр его может варьироваться от 10 до 25 километров. Водность таких облаков часто колеблется от 1 до 4,5 грамма на кубический метр. Для расчета водозапаса подобных облаков ученые используют формулу: четверть max значения водности умножают на толщину облака. К примеру, облако 10-километровой толщиной с максимальной водностью в 4,5 грамма на кубический метр будет иметь водозапас около 11 килограммов на квадратный метр. Масса подобного облака диаметром 20 километров может достигать 3,5 миллионов тонн.

Облака кучево-дождевого типа являются основными источниками осадков и являются ключевым игроком в водном цикле Земли. Они могут вызывать ливни, грозы, торнадо. Они являются важными объектами для наблюдения в метеорологии и климатологии.

Как же такие тяжёлые, как оказалось, облака так легко парят по воздуху?

Дело всё в том, что вся облачная масса состоит из мельчайших капелек воды и кристаллов льда, они настолько малы (обычно до 20 микрометров в диаметре), что их подъемная сила превышает силу тяжести. Капли удерживаются в воздухе благодаря идущим вверх потокам воздуха. Эти восходящие потоки теплого воздуха возникают от нагрева поверхности Земли солнцем. Этот процесс называется конвекцией.

Ещё есть такое понятие, как динамическое равновесие. Когда облако висит в небе, оно находится в состоянии динамического равновесия. Это означает, что количество влаги, поднимаемой вверх, примерно равно количеству влаги, оседающей вниз. Когда капли воды становятся достаточно большими и тяжелыми, чтобы преодолеть восходящие потоки, они выпадают в виде осадков — дождя, снега или града.

Надеюсь, было интересно и познавательно. Спасибо за внимание.