كم تزن السحابة

ربما سألت نفسك في وقت ما كم تزن السحابة. كما نعلم ، هناك أنواع مختلفة من السحب حسب خصائصها وظروف تكوينها. لذلك ، لا يمكننا تحديد مقدار وزن السحابة بالضبط ، ولكن يجب علينا أولاً تحديد نوع السحابة التي نتعامل معها.

سنخبرك في هذه المقالة بمدى وزن السحابة وفقًا لنوع المعلومات الموجودة بها.

تشكيل السحابة

تتكون الغيوم من تكاثف بخار الهواء في الغلاف الجوي. على الرغم من مظهره البسيط والسلس والأنيق في كثير من الأحيان ، وأشكاله المختلفة المعلقة في الهواء ، عملية تكوين السحب هي آلية فيزيائية كيميائية معقدة للغاية وغير معروفة إلى حد كبير. الحقيقة هي أن جميع السحب الموجودة تقريبًا ، باستثناء طبقة من الضباب على الأرض ، لا تزال تطفو في الهواء لأن وزنها يمكن أن يدعمه ارتفاع تيارات الهواء في قواعدها أو عن طريق رياح الإزاحة الأفقية.

تعتمد جودة السحابة على جنسها (التطور الرأسي إلى حد ما والحجم العام) والبنية الداخلية (المطر ، المطر المتجمد ، الثلج ، البرد). يمكن قياس كتلة السحابة تقريبًا من حيث الكثافة. لذلك ، على سبيل المثال ، متوسط ​​الكثافة المحسوبة للغيوم الركامية المتوسطة هو نصف جرام لكل متر مكعب. أي أن كل متر مكعب من السحابة يمكن أن يحتوي ، في المتوسط ​​، على نصف جرام من الماء. أبعاد هذه التجمعات يبلغ طولها عادة 1000 متر وعرضها 1000 متر وارتفاعها 1000 متر. لذلك ، فهو يقارب حجم مكعب بمليار متر مكعب.

كم تزن السحابة

إذا قمنا بتحليل أن السحب تتكون من ملايين قطرات الماء أو بلورات الجليد ، يمكن أن يبدأ تصورنا في التغيير. للإجابة على هذا السؤال بأكبر قدر ممكن من الدقة ، استخدم فريق من علماء NOAA قانون الغاز المثالي للعثور على الوزن التقريبي للعناقيد الصغيرة ، الغيوم ما يسمى السماء الصافيةالذين ظهروا في هذه القصة.

حسنًا ، هذه السحابة الصغيرة بسطحها كيلومتر واحد × كيلومتر واحد وارتفاعها كيلومتر واحد (أي 1 كيلومتر مكعب من الحجم) تزن 1 ألف كيلوجرام. أنه لا يزال هو نفسه: 500 toneladas. بعبارة أخرى ، ابحث عن مثال حقيقي وطبيعي ، يعادل وزن 100 فيل أفريقي.

الماء في الغلاف الجوي

الغيوم هي أوضح مظهر ، هناك ماء في الغلاف الجوي ، والكثير من الماء. كما تعلم ، حتى في السماء الصافية ، يوجد الكثير من الماء فوقنا ، على الرغم من أن الجزيئات التي تتشكل صغيرة جدًا بحيث لا يمكننا رؤيتها.

تشير تقديرات كمية الماء في الغلاف الجوي في أي وقت إلى حوالي 12.900 كيلومتر مربع. في حين أنه قد يكون كثيرًا ، إلا أن هذه الكمية لا تمثل سوى 0,001٪ من إجمالي المياه على الأرض.

لكن كم تزن السحابة؟ باستخدام قانون الغاز المثالي ، تكون كثافة الهواء الجاف على ارتفاع 2 كم 1,007 كجم / م 3 ، بينما كثافة الهواء الرطب هو 1,007 كجم / م 3 ، وهو 0,5 جم / م 3 كأساس تم تفصيله في المستند. أي أن سحابة صغيرة للطقس العادل تبلغ مساحتها كيلومتر مربع تحتوي على 1 مليون جرام من قطرات الماء ، أو 500 ألف كيلوجرام.

وكن حذرًا لأن بعض السحب بها مياه أقل وأقل ، لكننا اخترنا واحدة من أصغر السحب التي يمكن أن نراها في السماء. ليس هناك شك في أن وزن السماء يغطيها nimbostratus النموذجي أو السحابة الركامية القوية يمكن أن يكون مشابهًا لوزن العديد من 100 فيل أفريقي.

لماذا تطفو الغيوم؟

على مستوى سطح البحر، ضغط الهواء حوالي 1 كجم / سم 2. نظرًا لأن الهواء له وزن ، فيجب أن يكون له أيضًا كثافة. إذا كانت الغيوم مكونة من جزيئات الماء ، فلماذا تطفو في الهواء؟ النقطة المهمة هي أن نفس حجم الهواء الذي تشغله السحب له كثافة أعلى من كثافة الهواء الجاف. أي أن كثافة السحب أقل من كثافة السماء الصافية في نفس الفضاء ، لذلك تطفو الغيوم.

ولكن بعد ذلك ، هناك تيارات صاعدة وسفينة تحافظ على قطرات الماء أو بلورات الجليد من السقوط حتى تصبح ثقيلة بدرجة كافية لحدوث هطول الأمطار.

تجربة الفيل

لطالما أرادت بيجي ليمون ، باحثة أولى في المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر بولاية كولورادو ، الإجابة على سؤال طرحته على نفسها مرارًا وتكرارًا عندما كانت طفلة: ما مقدار وزن السحابة؟

لمعرفة ذلك ، ذهب Lemone إلى العمل ، وقام أولاً باختيار سحابة وحساب كثافتها. اختار سحابة عادية ، «هذا النوع من السحابة البيضاء الرقيقة التي نراها في يوم مشمس ، مع بعض الغطاء السحابي.»كقاعدة عامة ، يفترض العلماء أن مثل هذه السحابة تحتوي على نصف جرام من الماء لكل متر مكعب.

ثم قم بقياس حجم السحابة. للقيام بذلك ، يستخدم Lemone عداد المسافات لقياس ظلال السحب عندما تكون الشمس في السماء مباشرة. عادة ما تكون هذه السحابة على شكل مكعب ، لذلك إذا كان ظلها يبلغ طوله كيلومترًا واحدًا ، فهو أيضًا يبلغ ارتفاعه كيلومترًا واحدًا. هذا يعطينا مليون متر مكعب من السحب.

مع بيانات الكثافة والحجم المتوفرة ، يمكننا حساب كمية المياه الموجودة في تلك السحابة: 500 مليون جرام من الماء ، أو حوالي 500 طن. يوضح ليمون: "يصعب على الناس تمثيل هذه الكميات عقليًا ، لذلك نميل إلى استخدام المزيد من القياسات التصويرية ، مثل الفيلة". "إذا كان يبلغ متوسط ​​وزن الفيل البالغ 6 أطنان ، فيمكننا القول إن السحابة المعنية تزن 83 فيلًا."

أثقل الغيوم هي غيوم العاصفة السوداء لأنها ، من الواضح ، هي التي تحمل معظم المياه. لذلك ، وفقًا لليمون ، يمكن أن تزن هذه السحب ما يصل إلى 200,000 فيل.

كيف يمكن أن تطفو في الهواء؟ سهل جدا. "الأمر ليس كما لو أن 200.000 فيل يمكن أن تطفو في الهواء. هذا غير ممكن جسديا. ما يحدث هو أنه ، في حالة السحب ، يتوزع الوزن على عدد كبير من قطرات الماء الصغيرة وبلورات الجليد على سطح كبير جدًا ". أكبر القطيرات لا تكون بحجم الفيل أبدًا ، ولا يزيد عرضها عن 0,2 مم ، وصغيرة بما يكفي لتطفو في البيئة. »

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول مقدار وزن السحابة.