Mraky môžu vyzerať ako veľké, nadýchané marshmallows na oblohe, ale v skutočnosti sú viditeľnými zbierkami drobných kvapôčky vody (alebo ľadové kryštály, ak je dosť chladno), ktoré žijú vysoko v atmosfére nad Zemou povrchom. Tu diskutujeme o vede oblakov: ako sa tvoria, pohybujú sa a menia farbu.
Tvorenie
Mraky sa tvoria, keď z povrchu stúpa vzduch do atmosféry. S postupujúcim výstupom prechádza spodná a dolná úroveň tlaku (tlak s výškou klesá). Pripomeňme, že vzduch má tendenciu sa pohybovať z oblastí s vyšším a nižším tlakom, takže ak sa balík prepravuje do oblastí s nižším tlakom, vzduch v ňom sa tlačí smerom von a spôsobuje jeho rozšírenie. Táto expanzia využíva tepelnú energiu, a preto ochladzuje vzduchový balík. Čím ďalej sa pohybuje, tým viac sa ochladí. Keď sa jeho teplota ochladí na teplotu rosného bodu, vodná para vo vnútri balíka kondenzuje do kvapiek tekutej vody. Tieto kvapky sa potom zhromažďujú na povrchoch prachu, peľu, dymu, nečistôt a častíc morskej soli jadra. (Tieto jadrá sú hygroskopické, čo znamená, že priťahujú molekuly vody.) V tomto bode - keď sa vodná para kondenzuje a usadzuje sa na kondenzačných jadrách - sa vytvárajú oblaky a sú viditeľné.
tvar
Už ste niekedy pozorovali oblak dosť dlho na to, aby videl, ako sa rozširuje smerom von, alebo na chvíľu hľadel preč, aby ste zistili, že keď sa obzriete späť, jeho tvar sa zmenil? Ak áno, budete radi, že to nie je vaša fantázia. Tvary mrakov sa neustále menia vďaka procesom kondenzácie a odparovania.
Po vytvorení mraku kondenzácia nekončí. To je dôvod, prečo si niekedy všimneme oblaky rozširujúce sa na susednú oblohu. Ale ako prúdy teplého a vlhkého vzduchu neustále stúpajú a privádzajú kondenzáciu, suchý vzduch z okolitého prostredia nakoniec infiltruje vznášajúci sa stĺpec vzduchu v procese zvanom strhávanie. Keď sa tento suchý vzduch zavádza do tela mraku, odparuje sa kvapôčky mraku a spôsobuje rozptyľovanie častí mraku.
pohyb
Mraky začínajú vysoko v atmosfére, pretože tam vznikajú, ale vďaka malým časticiam, ktoré obsahujú, zostávajú pozastavené.
Kvapky vody v oblakoch alebo ľadové kryštály sú veľmi malé, menšie ako a mikrón (to je menej ako jedna milióntina metra). Z tohto dôvodu reagujú veľmi pomaly gravitácia. Ak chcete pomôcť s vizualizáciou tohto konceptu, zvážte skalu a perie. Gravitácia ovplyvňuje každú z nich, ale hornina rýchlo padá, zatiaľ čo perie sa vďaka svojej nízkej hmotnosti postupne posúva k zemi. Teraz porovnajte perie a jednotlivé častice kvapiek mraku; padanie častice bude trvať ešte dlhšie ako perie a vďaka malej veľkosti častice ju bude udržiavať aj najmenší pohyb vzduchu. Pretože to platí pre každú kvapku mraku, vzťahuje sa na celý oblak samotný.
Mraky cestujú s hornou úrovňou vetry. Pohybujú sa rovnakou rýchlosťou a rovnakým smerom ako prevládajúci vietor na úrovni oblaku (nízka, stredná alebo vysoká).
Mraky na vysokej úrovni patria medzi najrýchlejšie sa pohybujúce, pretože sa tvoria blízko vrcholu troposféry a sú tlačené prúdom lúčov.
farba
Farba oblaku je určená svetlom, ktoré prijíma od Slnka. (Pripomeňme, že Slnko vyžaruje biele svetlo; toto biele svetlo sa skladá zo všetkých farieb vo viditeľnom spektre: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigo, fialová; a že každá farba vo viditeľnom spektre predstavuje elektromagnetickú vlnu rôznej dĺžky.)
Tento proces funguje takto: Keď slnečné lúče prechádzajú atmosférou a mraky, stretávajú sa s jednotlivými kvapkami vody, ktoré tvoria oblak. Pretože kvapky vody majú podobnú veľkosť ako vlnová dĺžka slnečného svetla, kvapky rozptyľujú slnečné svetlo v type rozptylu známom ako Mie rozptyl v ktorom všetko vlnové dĺžky svetla sú rozptýlené. Pretože sú všetky vlnové dĺžky rozptýlené a všetky farby v spektre spolu vytvárajú biele svetlo, vidíme biele oblaky.
V prípade silnejších mrakov, ako sú vrstvy, prechádza slnečné svetlo, ale je blokované. To dáva oblaku šedivý vzhľad.