كم تزن السحابة؟
عندما تحلق في طائرة فوق بطانية من السحب ، تبدو الأعمدة البيضاء والرمادية ناعمة ورقيقة وأخف وزنا من الهواء. لكن لا تنخدع – فهذه الغيوم ذات المظهر النطاطي أثقل بكثير مما تبدو عليه.
إذن ، كم تزن السحابة؟ وكيف تزن سحابة؟ سألنا الخبراء لمعرفة ذلك.
تتكون السحب بشكل أساسي من الهواء وملايين قطرات الماء الصغيرة ، والتي تتكون عندما يتكثف الماء حول جسيم “بذرة”. يمكن أن تكون جزيئات البذور أي شيء من حمض النيتريك إلى الأبخرة التي تطلقها الأشجار ، ولكنها بشكل عام صغيرة جدًا.
هناك طريقتان لقياس وزن السحابة. الأول هو أن تزن بخار الماء الذي يتكون منه – وللقيام بذلك ، “تحتاج إلى معرفة شيء ما عن أبعاد السحابة ،” ارمين سوروشيان (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم الهيدرولوجيا بجامعة أريزونا لـ Live Science. عليك أيضًا أن تعرف مدى كثافة القطرات.
متعلق ب: لماذا القنابل النووية تشكل سحب عيش الغراب؟
قبل عدة سنوات، مارجريت ليمون (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم الغلاف الجوي في المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر ، كولورادو ، تساءل عن وزن الماء في متوسط السحب الركامية. لذلك فعلت الرياضيات. أولاً ، قامت بقياس حجم ظل السحابة وتقدير ارتفاعه ، بافتراض شكل مكعب تقريبًا. لا تكون الغيوم عادةً على شكل مكعب ، لكن السحب الركامية غالبًا ما تكون بطولها بقدر اتساعها ، لذلك ساعد هذا الافتراض في تبسيط حساب الحجم. بعد ذلك ، بناءً على بحث سابق ، قدرت كثافة قطرات الماء بحوالي 1/2 جرام لكل متر مكعب. “جئت بحوالي 550 طنًا [499 metric tons] من الماء “.
هذا ما يقرب من وزن 100 فيل معلق فوق رأسك. قال سوروشيان: “إنه أمر مثير للإعجاب حقًا”.
بالطبع ، الأنواع المختلفة من السحب لها أوزان مختلفة. على سبيل المثال ، “الغيوم الرقيقة أخف بكثير ، لأنها تحتوي على كمية أقل من الماء لكل وحدة حجم” ، كما قال ليمون لموقع Live Science. وتميل السحب الركامية (الرؤوس الرعدية المظلمة التي تراها قبل العاصفة) إلى أن تكون أثقل بكثير.
ومع ذلك ، قال سوروشيان: “الحجم الكامل للسحابة ليس فقط القطرات ؛ هناك هواء أيضًا”. إذا أراد شخص ما أن يأخذ حسابات LeMone خطوة إلى الأمام ، فيمكنه أن يأخذ في الاعتبار وزن الهواء بين كل قطرة.
لكن إذا كانت الغيوم ثقيلة جدًا ، فلماذا لا تسقط؟ قال ليمون ، لسبب واحد ، “القطرات صغيرة جدًا لدرجة أنها لا تسقط بسرعة كبيرة”. يبلغ متوسط قطرة الماء في السحابة ما يقرب من مليون مرة أصغر من قطرة المطر – وهي نسبة حجمها تقريبًا أرض للشمس. تهب تيارات الرياح على ارتفاعات عالية هذه القطيرات الصغيرة ، مما يبقيها في الهواء لفترة أطول بكثير مما لو كانت ثابتة.
يساعد الحمل الحراري أيضًا على إبقاء القطرات مرتفعة. قال سوروشيان: “السحابة في الواقع أقل كثافة من الهواء الموجود أسفلها مباشرة”. مع ارتفاع الهواء الدافئ (والماء الدافئ) ، يصبح أكثر طفوًا من الهواء البارد (والماء البارد) تحته ، مثل طبقة من الرغوة فوق لاتيه.
بالطبع ، يمكن القول إن السحب “تسقط” على شكل مطر. عندما تبرد القطرات السحابية وتتكثف في بعضها البعض ، فإنها تنمو ، وتصبح في النهاية ثقيلة جدًا لدرجة أنها تهبط على الأرض. على الرغم من أن قطرة المطر أكبر بكثير من قطرة السحب ، إلا أن قطر كل قطرة مطر لا يزال يبلغ 0.08 بوصة (2 ملم) ، وفقًا لـ المركز الجامعي لأبحاث الغلاف الجوي (يفتح في علامة تبويب جديدة). وزعت تلك القطرات الصغيرة وزنًا كافيًا بحيث لا تسقط 550 طنًا من الماء على رأسك دفعة واحدة.
لذا ، في المرة القادمة التي ترى فيها سحابة صغيرة سعيدة تمر فوق رؤوسنا ، فقط تذكر: 100 فيل. وشكر نجومك المحظوظين على الحمل الحراري.
