雲が水で構成されている場合、なぜそれらは空中に浮かんでいるのですか?

雲の重量

暑い日には、雲が空に浮かび、太陽の光に影を落としました。

質問しながら、雲がたくさんの水でできているのなら、なぜ雲が浮かんでいるのですか?

雲は主に小さな水滴、時には氷の結晶で構成されています。

あなたが見るすべての雲は、落下の速度に影響されないほど小さいこれらの水滴と氷の結晶を持っています。

したがって、この雲の素材は周囲の空気とともに浮きます。

彼の振る舞いは、太陽の下で時々見られるほこりのようなもので、ほこりは常に空中に浮かんでいるように見えます。

この水滴の半径は、数マイクロメートルから数十マイクロメートルの範囲です-1マイクロメートルは100万分の1メートルです-なんて小さいのでしょう!

オブジェクトが落下する速度は、その質量と表面積に関連しているため、同じ重量の砂利よりもクイルの落下が遅くなります。

形状が丸いオブジェクトの場合、その質量は3次半径に比例します。一方、表面積は半径の2乗に比例します。

したがって、これらの小さな水滴が大きくなると、水滴の形状よりも質量が重要になるため、落下が速くなります。

半径100マイクロメートルの大きな水滴でさえ、毎秒約27センチメートルの落下速度しかありません。

また、氷の結晶は不規則な形状をしているため、落下速度は比較的遅いです。

大気中で発生する上昇気流としても知られる垂直方向の空気の動きも、水滴が落下する速度を相殺することにより、雲のドリフトに影響を与えます。

上向きに動く空気の中に雲が形成されます。

空気は、圧力が下がるにつれてますます上昇し、冷えるまで膨張して薄くなります。

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この冷却により、空気中の水蒸気が凝縮して水になります。

安定した適度な雨を発生させる雲の一種である層状の雲は、空気量が多いが上昇気流の速度が弱い環境で形成されます。

対流または卵丘状の雲は、大雨や時には雷を発生させる雲の一種であり、上昇気流の速度が速い環境で形成されます。

空気の質量と比較した雲の総質量は、空気の質量よりも比較的大きいです。

地上3km、体積1立方キロメートル、密度1グラム/立方メートルの水を含む小さな雲を想像してみてください。

雲の粒子の総質量は約100万キログラムで、これは500台の車の質量に相当します。

ただし、同じ体積の空気の総量は約10億キログラムで、雲の中の水より1000倍重いです。

そのため、雲には大量の水が含まれていても、重力が役割を果たすには小さすぎる小さな滴や結晶の形で、何マイルにもわたって散らばっています。

地面から見ると、雲が空中に浮かんでいるように見えます。

これらの滴は雨としてのみ落下します。雲の中の水分が非常に濃く飽和している場合、1つの滴が他の滴と結合して大きな滴を形成し、雨滴にな​​ります。雨のように降りる。


参照:

Meteoroloy Today、DonaldAhrens。

//www.scientificamerican.com/article/why-do-clouds-float-when/