ربما سألت نفسك في وقت ما كم تزن السحابة. كما نعلم، هناك أنواع مختلفة من السحب اعتمادًا على خصائصها وظروف تكوينها. لذلك، لا يمكننا أن نقول بالضبط ما هو وزن السحابة، ولكن يتعين علينا أولاً تحديد نوع السحابة التي نتعامل معها. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن أنواع السحب المختلفة، يمكنك القراءة عن سحب ركامية.
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 الضباب على الأرض، لا تزال تطفو في الهواء لأن وزنها يمكن دعمه بواسطة تيارات الهواء الصاعدة في قواعدها أو بواسطة الرياح المتغيرة أفقيًا. لفهم هذه الظاهرة بشكل أفضل، يمكنك استشارة كيفية حدوثها تشكل السحب.
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. وبالتالي فإن حجمه يقارب حجم مكعب من مليار متر مكعب. وهذا مهم لأنه يتعلق بـ حجم السحابة.
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 الصافية، والتي تظهر في هذه القصة. إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن كمية المياه الموجودة في الغلاف الجوي، يمكنك القراءة عن كيف تتبدد السحب.
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. وهذا يعني أن سحابة صغيرة من الهواء الصافي مساحتها كيلومتر مربع واحد تحتوي على 1 مليون جرام من قطرات الماء، أو 500 ألف كيلوجرام. لمعرفة المزيد عن الفرق بين البرد والثلج، يمكنك استشارة الفرق بين البرد والثلج.
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. بما أن الهواء له وزن، فلا بد أن يكون له كثافة أيضًا. إذا كانت السحب مكونة من جزيئات الماء، فلماذا تطفو في الهواء؟ المقصود هو أن نفس حجم الهواء الذي تشغله السحب له كثافة أعلى من ذلك الذي تشغله الهواء الجاف. أي أن كثافة السحب أقل من كثافة السماء الصافية في نفس المكان، ولذلك تطفو السحب. هذه الظاهرة مرتبطة بـ ارتفاع السحابة.
ولكن إلى جانب ذلك، هناك تيارات هوائية صاعدة وهابطة تمنع قطرات الماء أو بلورات الجليد من السقوط حتى تصبح ثقيلة بما يكفي لتسبب هطول الأمطار. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن هذا، تحقق من أسباب تشكل السحب.
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 جداً. ليس بإمكان 200.000 ألف فيل أن يطفو في الهواء. هذا غير ممكن فعليًا. ما يحدث هو أنه في حالة السحب، يتوزع الوزن على عدد كبير من قطرات الماء الصغيرة وبلورات الجليد على مساحة سطحية شاسعة. أكبر القطرات لا تكون بحجم فيل، ولا يتجاوز عرضها 0,2 مم، وهي صغيرة بما يكفي لتطفو في البيئة.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول مقدار وزن السحابة.
