אולי בשלב מסוים שאלת את עצמך כמה שוקל ענן. כידוע, ישנם סוגים שונים של עננים בהתאם למאפיינים ולתנאי היווצרותם. לכן, אנחנו לא יכולים להגיד בדיוק כמה שוקל ענן, אבל צריך קודם כל לאפיין את סוג הענן איתו אנו מתמודדים.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם כמה שוקל ענן לפי סוג המידע שיש לו.
היווצרות ענן
עננים נוצרים על ידי עיבוי אדי אוויר באטמוספרה. למרות המראה הפשוט, החלק, ולעתים קרובות האלגנטי, והצורות השונות התלויות באוויר, תהליך היווצרות הענן הוא מנגנון פיזיקוכימי מורכב מאוד ולא ידוע במידה רבה. האמת היא שכמעט כל העננים הקיימים, למעט שכבת ערפל על הקרקע, עדיין צפים באוויר כי משקלם יכול להיתמך על ידי זרמי אוויר עולים בבסיסיהם או על ידי רוחות עקירה אופקיות.
איכותו של ענן תלויה במינו (התפתחות אנכית פחות או יותר וגודל כללי) ובמבנה הפנימי (גשם, גשם קופא, שלג, ברד). ניתן למדוד באופן גס את המסה של ענן במונחים של צפיפות. כך, למשל, הצפיפות הממוצעת המחושבת של ענני קומולוס בינוניים היא חצי גרם למטר מעוקב. כלומר, כל מטר מעוקב של ענן יכול להכיל בממוצע חצי גרם מים. הממדים של אשכולות כאלה הם בדרך כלל באורך 1000 מטר, רוחב 1000 מטר וגובה של 1000 מטר. לכן, הוא מתקרב לנפח של קובייה של מיליארד מטרים מעוקבים.
כמה שוקל ענן
אם ננתח שעננים מורכבים ממיליוני טיפות מים או גבישי קרח, התפיסה שלנו יכולה להתחיל להשתנות. כדי לענות על שאלה זו בצורה מדויקת ככל האפשר, צוות של מדעני NOAA השתמש בחוק הגז האידיאלי כדי למצוא את המשקל המשוער של אשכולות קטנים, מה שנקרא ענני שמיים צלוליםהמופיעים בסיפור הזה.
ובכן, הענן הקטן הזה עם רק 1 ק"מ על 1 ק"מ של פני השטח ו-1 ק"מ של גובה (כלומר, 1 ק"מ נפח) שוקל 3 ק"ג. זה עדיין אותו דבר: 500 טון. בניסוח אחר, מצאו דוגמה אמיתית וטבעית, שווה ערך למשקל של 100 פילים אפריקאים.
מים באווירה
עננים הם הביטוי הכי ברור, יש מים באטמוספירה, הרבה מים. כידוע, גם בשמים בהירים יש הרבה מים מעלינו, למרות שהחלקיקים שנוצרים כל כך קטנים שאנחנו לא יכולים לראות אותם.
ההערכות של כמות המים באטמוספירה בכל זמן מצביעות על כ-12.900 קמ"ר. למרות שזה עשוי להיות הרבה, כמות זו היא רק 0,001% מסך המים על פני כדור הארץ.
אבל כמה שוקל ענן? לפי חוק הגז האידיאלי, צפיפות האוויר היבש בגובה של 2 ק"מ היא 1,007 ק"ג/מ"ק, בעוד שצפיפות האוויר הלח הוא 1,007 ק"ג/מ"ק, שהם 3 גרם/מ"ק כבסיס אותו אנו מפרטים במסמך. כלומר, בענן מזג אוויר נאה קטן של קילומטר רבוע אחד יש 1 מיליון גרם של טיפות מים, או 500 קילוגרם.
ותיזהר כי בחלק מהעננים יש פחות ופחות מים, אבל בחרנו באחד העננים הקטנים ביותר שיכולנו לראות בשמיים. אין ספק שמשקל השמים מכוסה על ידי הנימבוסטרטוס האופייני או ענן הקומולונימבוס החזק זה יכול להיות דומה למשקל של 100 פילים אפריקאים רבים.
למה עננים צפים?
בגובה פני הים, לחץ האוויר הוא בערך 1 ק"ג/סמ"ר. מכיוון שלאוויר יש משקל, חייבת להיות לו גם צפיפות. אם עננים עשויים מחלקיקי מים, מדוע הם צפים באוויר? הנקודה היא שאותו נפח אוויר שנכבש על ידי עננים הוא בעל צפיפות גבוהה יותר מזו הנכבשת על ידי אוויר יבש. כלומר, צפיפות העננים קטנה מצפיפות השמיים הצלולים באותו חלל, ולכן העננים צפים.
אבל מעבר לכך, יש עליות ויורדות שמונעות מטיפות המים או גבישי הקרח הללו ליפול עד שהם יהיו כבדים מספיק כדי שייווצרו משקעים.
ניסוי פיל
פגי למון, חוקרת בכירה במרכז הלאומי לחקר אטמוספירה בבולדר, קולורדו, תמיד רצתה לענות על שאלה ששאלה את עצמה שוב ושוב בילדותה: כמה שוקל ענן?
כדי לברר, לימון ניגש לעבודה, תחילה בחר בענן וחישב את הצפיפות שלו. הוא בחר בענן רגיל, «סוג של ענן לבן צמרמורת שאנו רואים ביום שמש, עם מעט כיסוי עננים.» ככלל, מדענים מניחים שענן כזה מכיל חצי גרם מים למטר מעוקב.
לאחר מכן למדוד את גודל הענן. לשם כך, Lemone משתמש במד מרחק כדי למדוד צללי עננים כאשר השמש נמצאת ישירות מעל הראש. הענן הזה הוא בדרך כלל בצורת קובייה, כך שאם הצל שלו באורך קילומטר, הוא גם בגובה קילומטר. זה נותן לנו מיליון מטרים מעוקבים של עננים.
עם נתוני הצפיפות והנפח ביד, נוכל לחשב כמה מים יש באותו ענן: 500 מיליון גרם מים, או כ-500 טון. "קשה לאנשים לייצג מנטלית את הכמויות האלה, אז אנחנו נוטים להשתמש במידות פיגורטיביות יותר, כמו פילים", מסביר לימון. "אז אם פיל בוגר שוקל בממוצע 6 טון, נוכל לומר שהענן המדובר שוקל 83 פילים".
העננים הכבדים ביותר הם ענני הסערה השחורים כי ברור שהם אלו הנושאים הכי הרבה מים. אז, לפי לימון, העננים האלה יכולים לשקול עד "200,000 פילים".
איך יכול להיות שהוא מרחף באוויר? כל כך קל. "זה לא ש-200.000 פילים יכולים לצוף באוויר. זה לא אפשרי פיזית. מה שקורה הוא שבמקרה של עננים, המשקל מתחלק על פני מספר רב של טיפות מים קטנות וגבישי קרח על פני משטח גדול מאוד". הטיפות הגדולות ביותר לעולם אינן בגודל של פיל, רוחב של לא יותר מ-0,2 מ"מ, וקטנות מספיק כדי לצוף בסביבה. »
אני מקווה שעם המידע הזה תוכל ללמוד עוד על כמה שוקל ענן.