Иногда облака достигают просто колоссальных размеров - даже находясь на земле и глядя ввысь с большого расстояния, можно только удивляться их причудливым формам и невероятным объемам. Для того, кто еще не получил знаний об их природе, как и для знающих о том, что облака состоят из очень мелких водяных капель, часто остается непонятным, почему облака не падают. Каким образом они удерживаются на небе?
Что такое облака
Как причиной вопроса о том, почему облака не падают, так и обоснованием ответа на него будет знание о том, что эти самые облака собой представляют.
Каждое облако – это скопление мельчайших частиц воды в жидком состоянии или в форме льда. Размер таких капелек может как быть совсем ничтожным - намного меньшим миллионной доли метра (иначе - микрометра), так и достигать нескольких миллиметров.
Однако любая маленькая капля все равно тяжелее воздуха. Почему в таком случае только часть влаги выпадает в виде осадков? Как удерживается в небе оставшаяся масса?
Почему облака не падают
Краткий ответ на этот вопрос можно дать следующим образом: облака остаются в небе благодаря взаимодействию молекул воздуха с микрочастицами воды. Самым мельчайшим они задают произвольную траекторию при столкновении, а более крупные поддерживают теплые воздушные потоки, направленные навстречу падающим под воздействием силы земного притяжения каплям, сопротивляющиеся их падению и поднимающиеся в область более низких температур от разогретой земли.
Если разбирать подробнее, почему облака не падают, то сначала надо упомянуть о броуновском движении - оно характеризуется хаотичным перемещением мельчайших видимых фрагментов твердой материи, находящихся в газообразной или жидкой среде, происходящим благодаря изменению положения частиц этой среды, вызванного, в свою очередь, тепловым воздействием. Названо в честь ученого, открывшего данный феномен - Роберта Броуна.
Броуновское движение — беспорядочное движение микроскопических видимых взвешенных в жидкости или газе частиц твердого вещества, вызываемое тепловым движением частиц жидкости или газа. Было открыто в 1827 году Робертом Броуном. Броуновское движение никогда не прекращается. Оно связано с тепловым движением, но не следует смешивать эти понятия. Броуновское движение является следствием и свидетельством существования теплового движения.
В броуновском движении задействованы частицы облаков, размер которых меньше одной миллионной доли метра. Молекулы воздуха толкают эти микрокапли и заставляют их перемещаться по непредсказуемой траектории.
Частицы воды, достигшие размера микрометра и более, не подвержены броуновскому движению - они слишком велики и тяжелы для того, чтобы молекулы воздуха могли их успешно толкать. Такие капли начинают падать вниз под воздействием силы земного притяжения. Однако сопротивление воздуха действует в противоположном ей направлении, и его сила пропорциональна скорости движения капли. Благодаря этому капля перестает ускоряться при падении и продолжает двигаться вниз с постоянной скоростью. Частица воды, летящая таким образом, встречает на своем пути теплые воздушные потоки, которые могут замедлить ее движение, остановить или даже отбросить каплю вверх - в обратном направлении.
Вот почему облака не падают на землю. Состоящие из разнокалиберных частиц воды, они удерживаются в небе благодаря особенностям воздушной среды, в которой находятся.
Роль осадков в жизни облаков
А что происходит с очень крупными и весомыми частичками воды и каплями, не зависшими в воздухе и не отброшенными его потоками ввысь? Накопившись в одном облаке в большом количестве, они превращают его в тучу и выпадают на землю в качестве осадков - дождя, снега, града - или испаряются на пути к земной поверхности.
Также в этом путешествии капли могут изменить свой размер - разделиться на более мелкие или вырасти, слившись с другими.
