เมฆมีน้ำหนักเท่าไหร่

บางทีก็ถามตัวเองบ้าง เมฆมีน้ำหนักเท่าไหร่. อย่างที่เราทราบ มีเมฆหลายประเภทขึ้นอยู่กับลักษณะและสภาพการก่อตัวของเมฆ ดังนั้น เราจึงไม่สามารถบอกได้ชัดเจนว่าก้อนเมฆมีน้ำหนักเท่าใด แต่ก่อนอื่นเราต้องระบุลักษณะของเมฆที่เรากำลังเผชิญอยู่

ในบทความนี้ เราจะบอกคุณว่าคลาวด์มีน้ำหนักเท่าใดตามประเภทของข้อมูลที่มี

การก่อตัวของเมฆ

เมฆเกิดจากการควบแน่นของไอน้ำในบรรยากาศ แม้จะมีรูปลักษณ์ที่เรียบง่าย เรียบเนียน และมักจะสง่างาม และรูปทรงต่างๆ ที่ลอยอยู่ในอากาศ กระบวนการก่อตัวเป็นเมฆเป็นกลไกทางเคมีกายภาพที่ซับซ้อนและไม่ค่อยมีใครรู้จัก. ความจริงก็คือ เมฆที่มีอยู่เกือบทั้งหมด ยกเว้นชั้นของหมอกบนพื้นดิน ยังคงลอยอยู่ในอากาศเพราะน้ำหนักของเมฆสามารถรองรับได้โดยกระแสอากาศที่เพิ่มขึ้นที่ฐานหรือโดยลมกระจัดในแนวนอน

คุณภาพของเมฆขึ้นอยู่กับเพศของมัน (การพัฒนาในแนวตั้งไม่มากก็น้อยและขนาดทั่วไป) และโครงสร้างภายใน (ฝน ฝนเยือกแข็ง หิมะ ลูกเห็บ) มวลของเมฆสามารถวัดได้คร่าวๆ ในแง่ของความหนาแน่น ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นเฉลี่ยที่คำนวณได้ของเมฆคิวมูลัสขนาดกลางคือครึ่งกรัมต่อลูกบาศก์เมตร กล่าวคือ เมฆแต่ละลูกบาศก์เมตรสามารถบรรจุน้ำได้โดยเฉลี่ยครึ่งกรัม ขนาดของกระจุกดังกล่าว โดยปกติแล้วจะมีความยาว 1000 เมตร กว้าง 1000 เมตร และสูง 1000 เมตร ดังนั้นจึงประมาณปริมาตรลูกบาศก์หนึ่งพันล้านลูกบาศก์เมตร

เมฆมีน้ำหนักเท่าไหร่

หากเราวิเคราะห์ว่าเมฆประกอบด้วยหยดน้ำหรือผลึกน้ำแข็งนับล้าน การรับรู้ของเราจะเปลี่ยนไป เพื่อตอบคำถามนี้อย่างแม่นยำที่สุด ทีมนักวิทยาศาสตร์ของ NOAA ใช้กฎของแก๊สในอุดมคติเพื่อหาน้ำหนักโดยประมาณของกระจุกดาวขนาดเล็ก ที่เรียกว่าเมฆฟ้าใสที่ปรากฏในเรื่องนี้

เมฆก้อนเล็กๆ ก้อนนี้มีพื้นผิวเพียง 1 กม. x 1 กม. และสูง 1 กม. (นั่นคือปริมาตร 1 กม.) มีน้ำหนัก 3 กก. มันยังคงเหมือนเดิม: 500 ตัน. ให้หาตัวอย่างจริงและเป็นธรรมชาติเทียบเท่าช้างแอฟริกา 100 ตัว

น้ำในบรรยากาศ

เมฆเป็นปรากฏการณ์ที่ชัดเจนที่สุด มีน้ำในบรรยากาศ มีน้ำมาก ดังที่คุณทราบ แม้ในท้องฟ้าแจ่มใส มีน้ำอยู่เหนือเรามาก แม้ว่าอนุภาคที่ก่อตัวขึ้นจะเล็กมากจนเราไม่สามารถมองเห็นได้

การคาดคะเนปริมาณน้ำในบรรยากาศ ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ระบุประมาณ 12.900 ตารางกิโลเมตร แม้ว่าอาจจะมาก แต่ปริมาณนี้เป็นเพียง 0,001% ของน้ำทั้งหมดบนโลก

แต่เมฆมีน้ำหนักเท่าไหร่? โดยใช้กฎของแก๊สในอุดมคติ ความหนาแน่นของอากาศแห้งที่ความสูง 2 กม. คือ 1,007 กก./ลบ.ม. ในขณะที่ความหนาแน่นของอากาศชื้น คือ 1,007 กก./ลบ.ม. ซึ่งเป็น 3 ก./ลบ.ม. เป็นฐานที่เราลงรายละเอียดไว้ในเอกสาร กล่าวคือ เมฆที่มีอากาศแจ่มใสขนาดเล็กขนาด 1 ตารางกิโลเมตรมีหยดน้ำ 500 ล้านกรัม หรือ 500.000 กิโลกรัม

และระวังด้วยเพราะเมฆบางก้อนมีน้ำน้อยลง แต่เราเลือกเมฆที่เล็กที่สุดก้อนหนึ่งที่เราเห็นบนท้องฟ้า ไม่ต้องสงสัยเลยว่าน้ำหนักของท้องฟ้าที่ปกคลุมไปด้วยเมฆนิมบอสตราทัสทั่วไปหรือเมฆคิวมูโลนิมบัสอันทรงพลัง มีน้ำหนักเท่ากับช้างแอฟริกา 100 ตัว

ทำไมเมฆถึงลอยได้?

ที่ระดับน้ำทะเล ความกดอากาศประมาณ 1 Kg/cm2 เนื่องจากอากาศมีน้ำหนักจึงต้องมีความหนาแน่นด้วย ถ้าเมฆประกอบด้วยอนุภาคน้ำ ทำไมมันถึงลอยอยู่ในอากาศ? ประเด็นคือปริมาณอากาศที่เมฆครอบครองเท่ากันมีความหนาแน่นสูงกว่าอากาศแห้ง กล่าวคือ ความหนาแน่นของเมฆจะน้อยกว่าความหนาแน่นของท้องฟ้าแจ่มใสในพื้นที่เดียวกัน เมฆจึงลอยตัว

แต่นอกเหนือจากนั้น ยังมีกระแสลมขึ้นและกระแสน้ำลงที่ป้องกันไม่ให้หยดน้ำหรือผลึกน้ำแข็งเหล่านี้ตกลงมาจนกว่าจะมีน้ำหนักมากพอที่จะทำให้เกิดหยาดน้ำฟ้า

การทดลองช้าง

Peggy Lemone นักวิจัยอาวุโสที่ National Center for Atmospheric Research ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด อยากจะตอบคำถามที่เธอถามตัวเองซ้ำแล้วซ้ำเล่าเมื่อตอนเป็นเด็ก: เมฆมีน้ำหนักเท่าไหร่?

เพื่อหาคำตอบ Lemone ไปทำงาน อันดับแรกเลือกคลาวด์และคำนวณความหนาแน่นของมัน เขาเลือกเมฆธรรมดา «เมฆขาวปุยที่เราเห็นในวันที่มีแดด มีเมฆปกคลุมอยู่บ้าง» ตามกฎทั่วไป นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าเมฆดังกล่าวประกอบด้วยน้ำครึ่งกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

จากนั้นวัดขนาดของเมฆ ในการทำเช่นนี้ Lemone ใช้เครื่องวัดระยะทางเพื่อวัดเงาเมฆเมื่อดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะโดยตรง เมฆก้อนนี้มักจะมีรูปร่างเป็นลูกบาศก์ ดังนั้นหากเงาของมันยาวหนึ่งกิโลเมตร มันก็สูงหนึ่งกิโลเมตรเช่นกัน ทำให้เรามีเมฆเป็นล้านลูกบาศก์เมตร

ด้วยข้อมูลความหนาแน่นและปริมาตรในมือ เราสามารถคำนวณปริมาณน้ำในเมฆนั้น: น้ำ 500 ล้านกรัม หรือประมาณ 500 ตัน "มันยากสำหรับคนที่จะแสดงปริมาณเหล่านี้ทางจิตใจ ดังนั้นเราจึงมักจะใช้การวัดที่เป็นรูปเป็นร่างมากขึ้น เช่น ช้าง" เลมอนอธิบาย “ดังนั้น หากช้างที่โตเต็มวัยมีน้ำหนักเฉลี่ย 6 ตัน เราสามารถพูดได้ว่าเมฆที่เป็นปัญหานั้นมีน้ำหนัก 83 ช้าง”

เมฆที่หนักที่สุดคือเมฆพายุสีดำเพราะเห็นได้ชัดว่าเป็นเมฆที่มีน้ำมากที่สุด ตามความเห็นของเลม่อน เมฆเหล่านี้สามารถชั่งน้ำหนักได้มากเท่ากับ "ช้าง 200,000 ตัว".

มันจะลอยอยู่ในอากาศได้อย่างไร? ง่ายมาก. “ไม่ใช่ว่าช้าง 200.000 ตัวจะลอยอยู่ในอากาศได้ นั่นเป็นไปไม่ได้ทางร่างกาย สิ่งที่เกิดขึ้นคือ ในกรณีของเมฆ น้ำหนักจะถูกกระจายไปทั่วหยดน้ำขนาดเล็กและผลึกน้ำแข็งจำนวนมากบนพื้นผิวที่ใหญ่มาก” หยดน้ำที่ใหญ่ที่สุดไม่เคยมีขนาดเท่าช้าง กว้างไม่เกิน 0,2 มม. และเล็กพอที่จะลอยอยู่ในสิ่งแวดล้อม »

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับน้ำหนักของคลาวด์