Хмари здаються легкими та повітряними. Вони ширяють у небі, змінюють форму, пливуть кудись у далечінь, немов пір’їнки, підхоплені вітром. Але ось питання: а скільки вони насправді важать? Можливо, вони зовсім не такі вже й невагомі? Давайте розберемося – яка вага хмар, неймовірні факти, які змінять ваше уявлення!
Що таке хмара?
На перший погляд здається, що хмара — це просто пара. Щось на зразок диму чи туману, який сам по собі майже нічого не важить. Але насправді хмара складається з крихітних крапель води або кристаликів льоду, які утримуються в повітрі завдяки висхідним потокам. Іншими словами, хмара — це не газ, а мільярди мікроскопічних крапельок, що літають високо в небі.
Цікаво, що ці краплі настільки малі, що кожна з них важить лише кілька мільйонних часток грама. Якби ми могли побачити кожну краплю окремо, вони виглядали б як найдрібніші намистинки, що ширяють у повітрі. Але разом вони утворюють знайомі нам пухнасті хмарні маси.
Ще один цікавий факт — хмари не завжди складаються з рідкої води. За низьких температур крапельки замерзають, перетворюючись на мікроскопічні кристали льоду. Саме такі крижані хмари можна побачити високо в стратосфері. Наприклад, перисті хмари, які виглядають як тонкі пера на небі.
Як виміряти вагу хмари?
Припустимо, у нас є типова купчаста хмара. У середньому вона може займати об’єм близько 1 кубічного кілометра. Це дуже багато, якщо уявити, що такий об’єм міг би вмістити ціле місто з хмарочосів!
Але скільки в ній води? Дослідження показують, що густина води в хмарі становить приблизно 0,5 грама на кубічний метр. Тобто в одному кубометрі повітря міститься всього пів грама води. Небагато, правда? Однак якщо підрахувати загальний об’єм, картина змінюється.
Рахуємо разом!
1 кубічний кілометр – це 1 000 000 000 (мільярд) кубічних метрів. Якщо в кожному кубометрі хмари міститься 0,5 грама води. Загальна кількість води в ній складе:
1 000 000 000 м³ × 0,5 г = 500 000 000 г = 500 тонн води.
Тобто типова хмара важить приблизно 500 тонн! Це як 100 слонів або 125 великих вантажівок.
Однак це лише середні значення. Деякі хмари можуть бути набагато меншими або більшими. Наприклад, невеликі перисті хмари, що високо в небі, містять значно менше води – всього кілька тонн. А ось грозові хмари можуть досягати кількох мільйонів тонн, і саме тому сильні зливи здатні за лічені хвилини перетворити вулиці міст на річки.
Крім того, варто враховувати, що вологість усередині хмари розподілена нерівномірно. Десь щільність води вища, десь нижча – залежно від температури, висоти та руху повітряних потоків. Це ускладнює розрахунок ваги хмар, що потребує точних вимірювань за допомогою метеорологічних приладів.
Чому хмари не падають?
Логічне запитання: якщо над нашими головами висять сотні тонн води, чому вони не падають прямо зараз? Справа в тому, що краплі в хмарі неймовірно малі – їхній розмір становить приблизно 10 мікрон. Вони настільки легкі, що повітряні потоки легко утримують їх у повітрі. По суті, це схоже на те, як пил може довго зависати в сонячному промені, перш ніж осісти на стіл.
Крім того, повітря в атмосфері постійно рухається. Висхідні потоки, створювані нагріванням земної поверхні, підтримують краплі води в підвішеному стані. Вони ширяють у потоках, немов крихітні парашутисти, яким не дають впасти невидимі повітряні сили. Саме завдяки цьому хмари можуть існувати тривалий час, не перетворюючись на дощ.
Але це не означає, що хмара буде висіти вічно. З часом краплі води зіштовхуються, об’єднуються й стають важчими. Щойно вони досягають критичного розміру, сила гравітації бере гору – і починається дощ.
Когда хмара стає занадто важкою?
Але настає момент, коли хмара більше не може утримувати всю вологу. Тоді вона скидає зайву воду – починається дощ. Чим більше краплі зливаються одна з одною, тим важчими вони стають. У якийсь момент вони вже не можуть утримуватися в повітрі й падають вниз у вигляді дощових крапель.
Цікаво, що процес випадання опадів залежить не тільки від маси крапель, а й від температури та руху повітряних потоків. Якщо повітря під хмарою тепле, частина крапель може випаровуватися ще до того, як досягне землі. У таких випадках ми спостерігаємо явище, яке називається «ві́рга» – дощ, що зникає на півдорозі до землі.
У грозових хмарах ситуація ще складніша. Тут утворюються потужні висхідні потоки, які можуть знову піднімати краплі води вгору, змушуючи їх багаторазово замерзати й падати вниз. Так формуються градини – крижані кульки, що можуть досягати розмірів тенісного м’яча й завдавати серйозної шкоди.
Кумедні порівняння
Якщо зібрати всю воду з хмар, що зараз знаходяться в атмосфері Землі, то нею можна покрити всю планету шаром у кілька сантиметрів! Це приблизно так, ніби вся поверхня Землі в один момент перетворилася на велетенське неглибоке озеро.
А ось ще факт: гігантські грозові хмари можуть містити мільйони тонн води, тобто бути важчими за найбільший океанський лайнер. Уявіть собі хмару, маса якої дорівнює десяткам авіаносців або цілій крижаній горі розміром із невелику країну!
А що було б, якби вся ця вода впала на землю одномоментно? У середньому типова грозова хмара може містити до 200 000 тонн води – це еквівалент 40 олімпійських басейнів!
До того ж маса деяких хмар співмірна з обсягом танучого льодовика або кількістю води, що протікає руслом великої річки за кілька годин. А загальна маса всіх хмар на Землі в кілька разів перевищує масу всіх людей на планеті!
Тепер хмари вже не здаються такими легкими, правда? Вони важать сотні й навіть тисячі тонн, але завдяки законам фізики залишаються в повітрі. Тож наступного разу, дивлячись у небо, пам’ятайте: над вами пливуть величезні маси води, які будь-якої миті можуть перетворитися на дощ!
А ще замисліться: можливо, краплі з цієї хмари колись були частиною давнього океану, пролилися дощем на динозаврів чи живили річки стародавніх цивілізацій. Вода вічно подорожує світом, і хмари – це лише одна з її дивовижних форм. Хто знає, можливо, наступна крапля, що впаде вам на долоню, пролетіла тисячі кілометрів і бачила світ з висоти, про яку ми можемо лише мріяти?
Читайте також: