Сколько весит облако на небе в тоннах
. Почему тяжелые тучи не падают на землю
С земли облака кажутся легкими и невесомыми, но на самом деле в небе парят настоящие гиганты. Их вес может начинаться от сотен тонн и достигать миллионов килограммов. Рассказываем, почему облака в действительности тяжелые и что не дает им упасть вниз.
Из чего состоят и как образуются облака
Облака содержат воду в различных агрегатных состояниях
Облака образуются из водяного пара, который появляется при испарении воды из океанов, озер, рек и с поверхности земли [1], [2]. Поднимаясь вверх, он охлаждается и конденсируется на присутствующих в атмосфере мелких частицах, наприме, пыли или пыльцы. На них он оседает в виде очень мелких капель или твердых кристаллов льда, образуя скопления, видимые с земли. Их и называют облаками. В зависимости от структуры и высоты, на которой они образовались, облака делят на перистые, кучевые, кучево-дождевые и другие.
Понять наглядно, как в природе образуются облака, можно даже дома. Для этого есть несложный эксперимент, для которого понадобится пустая банка, вода и лед. О том, как его провести, можно прочитать в материале РБК Life.
Сколько весит облако на небе
В среднем облако весит около 500 тыс. кг, или 500 т. Но в действительности масса бывает гораздо больше, иногда — миллионы тонн. Это связано с тем, что каждое облако индивидуально по размеру и строению.
При расчете массы облаков учитывают объем скопления и его плотность по содержанию воды. Например, для кучевых облаков принят средний показатель 0,3– 0,5 г жидкости на 1 куб. м [3]. Но в зависимости от слоя он может быть и больше — до 1,8–5 г/куб.м. Размеры облака определяют визуально, например измеряя объем по тени. Далее проводят умножение двух величин, получая массу.
Например, облако объемом 1 куб. км равняется 1 млрд куб. м и калькуляция будет такой: 1 000 000 000 × 0,5 = 500 000 000 граммов капель воды, или 500 тыс. кг / 500 т [4]. Чтобы понять, какой это вес, можно провести аналогию с массой слона — самого крупного сухопутного животного на Земле. В среднем они весят около 5 т, следовательно, одно облако сопоставимо с массой сотни слонов.
Сколько весят облака разных видов
Вес облака определяет его структура и размеры. Так, толщина слоя кучево-дождевых облаков может достигать 4–10 км, а у перистых — не более 2 км [5]. Это могут быть как отдельные скопления, так и довольно обширные, тянущиеся иногда на тысячу километров.
Один из таких примеров — редкие облачные образования под названием Morning Glory («Утренняя слава»), возникающие на северо-востоке Австралии. У них очень необычная форма в виде рулонов или свитков. Обычно они появляются на небе ранним утром в конце позднего сухого сезона, с начала сентября до середины ноября [6]. Облака Morning Glory имеют довольно скромную по метеорологическим меркам ширину и толщину — от одного до двух километров, но их протяженность впечатляет — иногда это сотни километров [7].
Облака Morning Glory могут парить низко над землей, двигаясь со скоростью до 60 км/ч
Что касается веса облаков, то, как правило, в метеопрогнозах его не указывают. Поэтому узнать, какой массы надвигается грозовая туча, из сводок погоды не выйдет. Но отдельные показатели используют в авиации — это водность и ледность облаков. Первый отражает массу капель воды в граммах в кубическом метре, второй — содержание ледяных частиц в аналогичном объеме. Для разных видов облаков эти показатели будут отличаться, по ним же можно судить об общем весе. Водность разных видов облаков [5]:
- кучево-дождевые — 6 г/куб. м;
- высокослоистые, слоисто-дождевые — 0,2–03 г/куб. м;
- высококучевые — 0,1 г/куб. м.
Перистые облака могут быть легче, потому что в них гораздо меньше воды на единицу объема. Кучево-дождевые, которые надвигаются перед грозой, обычно намного тяжелее и одни из самых тяжелых. В зависимости от размеров в них может содержаться до 25 млн т воды. А если к расчетам добавить еще вес воздуха, который окружает капли внутри облака, в сумме можут выйти миллион тонн воздуха и воды [8].
Почему облака не падают
Для образования одной дождевой капли требуется около миллиона крошечных капель в облаке
Облака не падают из-за того, что их огромный вес распределен на большой площади и среди триллиона мельчайших частиц воды. Размер каждой в среднем составляет 2–5 мкм, но бывают и более крупные, до 10 мкм [9]. Для сравнения, толщина человеческого волоса равняется 80–110 мкм.
В итоге «более легкие» капли воды менее плотные, чем окружающий воздух в данном объеме, что позволяет облаку подниматься и безопасно парить над землей. Кроме того, плавучесть облаков поддерживается восходящими потоками воздуха, которые образуются за счет разницы температур. Они противодействуют силе тяжести, удерживая капли в воздухе [10].
Интересный факт: облака кажутся белыми, так как скопление мелких капель в них отражают большую часть солнечного света. Но как только эти микрокапли начинают объединяться в более крупные дождевые, расстояние между ними увеличивается, света отражается меньше, а облака темнеют [11].
Частые вопросы
Вот еще несколько вопросов о том, сколько весят облака.
Как на практике метеорологи измеряют массу конкретного облака, например грозового?
Для этого используют математические расчеты на основе плотности и размеров облачного скопления. За основу берут усредненные показатели для разных видов облаков, а физический объем измеряют при помощи спутниковых снимков, по информации с метеорологических датчиков или способом прямого наблюдения [12].
Какую массу воды может пролить в виде осадков одно среднее дождевое облако?
Все зависит от облака. В прогнозах погоды обычно говорят о миллиметрах осадков, то есть толщине слоя, которым дождь или снег покроет землю [13]. Один миллиметр приравнивают к литру (килограмму) воды, вылившемуся на один квадратный метр поверхности. Если перевести эти значения к километры, то вылившаяся масса может исчисляться тоннами.
Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) приводит такие данные [14]: один дюйм осадков (25 мм) на одну квадратную милю (1,6 км) равняется 66 млн л воды. Такое количество жидкости весит около 72,5 тыс. тонн.
Сколько весит облако — главное
- Облака различаются по размеру, форме и весу, который исчисляется сотнями тысяч или миллионами тонн.
- Средним весом приняты 500 т — для кучевого облака протяженностью примерно 1 км.
- Но в жизни облака могут простираться на десятки и даже сотни километров.
- В этом случае вес тоже увеличится и может составлять уже тысячи или даже миллионы тонн.
- Вес облаков измеряют путем умножения показателя грамм жидкости в метре кубическом на объем скопления.
- Для разных видов облаков эти значения будут своими.
