Czy chmury są mokre?

Czy chmury są mokre? Skład i masa chmur

Zastanawiasz się, czy chmury są mokre, obserwując ich puszysty wygląd na niebie. Chociaż chmury składają się z wody, ich struktura oraz sposób rozproszenia cząsteczek sprawiają, że odczucia są inne niż przy kontakcie z płynem. Poznaj fascynujące fakty o masie i fizyce chmur, aby lepiej zrozumieć zjawiska pogodowe.

Czy chmury są mokre? Krótka odpowiedź na nurtujące pytanie

Odpowiedź na pytanie, czy chmury są mokre, brzmi: tak. Składają się one z miliardów mikroskopijnych kropelek wody lub kryształków lodu. Chociaż z daleka wyglądają jak puszysta wata, w rzeczywistości są gęstym skupiskiem wilgoci zawieszonej w powietrzu. Sposób, w jaki odbieramy tę „mokrość”, zależy jednak od rodzaju chmury oraz warunków, w jakich się z nią stykamy.

Warto zacząć od tego, że pojęcie mokrości bywa mylące. Jeśli kiedykolwiek przechodziłeś przez gęstą mgłę, to wiesz dokładnie, jakie to uczucie - mgła to po prostu chmura znajdująca się przy samej ziemi. Wilgotność względna wewnątrz chmury niemal zawsze wynosi 100%, co oznacza, że powietrze jest całkowicie nasycone parą wodną i nie może już przyjąć jej więcej w stanie gazowym. Każda dodatkowa ilość wody musi się skroplić.

Z czego dokładnie składa się chmura?

Chmury powstają w procesie kondensacji. Jeśli zastanawiałeś się, czy chmura to para wodna, odpowiedź tkwi w tym procesie: niewidzialna para wodna unosi się i ochładza, aż zamieni się w widoczne kropelki wody lub igiełki lodu. Kluczowe jest zrozumienie skali: typowa kropelka chmurowa ma średnicę zaledwie 10-20 mikronów. ^[1] Dla porównania, kropla deszczu jest od niej około 100 razy większa, osiągając od 0.5 do 5 milimetrów.

Te mikroskopijne rozmiary sprawiają, że kropelki są tak lekkie, iż prądy wznoszące powietrza potrafią utrzymać je w górze przez długi czas. Myślałem kiedyś, że chmury to po prostu gaz - jak para z czajnika. Nic bardziej mylnego. Prawdziwa para wodna jest gazem całkowicie przezroczystym. To, co widzimy na niebie, to już ciecz lub ciało stałe. Dopiero gdy te maleńkie drobinki zaczną się ze sobą zderzać i łączyć w większe całości, stają się zbyt ciężkie dla wiatru i spadają w formie deszczu.

Niemal każda chmura, którą widzisz, nosi w sobie potencjał opadu, ale nie każda go realizuje. Ale czy zastanawiałeś się kiedyś, ile wody jest w chmurze i ile tak naprawdę waży taka „lekka” chmurka? Odpowiedź może cię mocno zaskoczyć - wrócę do tego w sekcji o masie chmur poniżej.

Ile waży mokra chmura nad Twoją głową?

Chmury wydają się unosić bez wysiłku, co sugeruje, że są lżejsze od powietrza. To złudzenie. Typowa biała chmura typu cumulus (taka „pogodna” owieczka) ma gęstość wody wynoszącą około 0.5 grama na metr sześcienny. ^[2] Jeśli weźmiemy pod uwagę chmurę o objętości jednego kilometra sześciennego, jej łączna masa wody wyniesie około 500 ton. To tyle, ile waży około 100 dorosłych słoni afrykańskich.

Potężna masa. Jeszcze większe wrażenie robią chmury burzowe Cumulonimbus. Potrafią one zmagazynować setki tysięcy lub nawet miliony ton wody w jednej strukturze.^[4] Mimo tej gigantycznej wagi, chmury nie spadają nam na głowy w jednej chwili, ponieważ są rozproszone na ogromnej przestrzeni, a ich kropelki opadają z prędkością zaledwie 0.01 metra na sekundę - czyli wolniej niż porusza się ślimak. Prądy powietrza z łatwością niwelują ten powolny opad.

Pamiętam swoją pierwszą wyprawę w Tatry przy niskim pułapie chmur. Spodziewałem się, że wejście w chmurę będzie jak wejście do sauny parowej. Rzeczywistość była inna - chłodna, lepka wilgoć osiadała na mojej kurtce i włosach w ciągu kilku minut. Po pół godzinie marszu wewnątrz chmury moje ubrania były tak przemoczone, jakbym stał pod lekkim prysznicem. To był moment, w którym przestałem myśleć o chmurach jako o „obrazkach” na niebie, a zacząłem postrzegać je jako fizyczne zbiorniki wody.

Czy można dotknąć chmury i nie zmoknąć?

Zastanawiając się, czy można dotknąć chmury bez odczucia wilgoci, musisz wiedzieć, że jest to praktycznie niemożliwe, chyba że mamy do czynienia z chmurami wysokimi, takimi jak Cirrus. Te pierzaste struktury znajdują się na wysokości powyżej 6.000 metrów, gdzie temperatura spada znacznie poniżej zera. Składają się one niemal wyłącznie z kryształków lodu. W kontakcie z nimi nie poczułbyś mokrej cieczy, lecz raczej suchy, mroźny pył.

Jednak większość chmur, z którymi mamy kontakt na poziomie gruntu (jako mgła) lub w niższych partiach gór, to chmury wodne. Jeśli wyciągniesz rękę z okna samolotu lecącego przez chmurę (czego oczywiście nie polecam robić!), Twoja dłoń natychmiast pokryłaby się warstwą kondensatu. Mokrość chmury to po prostu efekt osiadania tych miliardów kropelek na stałej powierzchni.

Porównanie wilgotności i zawartości wody w różnych chmurach

Cirrus (Pierzaste)

Bardzo niska - poniżej 0.05 grama na metr sześcienny

Wyłącznie kryształki lodu; brak płynnej wody

Suche, mroźne powietrze; brak osiadającej wilgoci

Cumulus (Kłębiaste)

Średnia - około 0.5 grama na metr sześcienny

Głównie małe kropelki wody w dolnych partiach

Wyraźna mgiełka osiadająca na skórze i ubraniach

Nimbostratus (Deszczowe)

Wysoka - od 1 do 3 gramów na metr sześcienny

Mieszanina dużych kropli wody i pary wodnej

Intensywne przemoczenie w krótkim czasie

Wyprawa Marka na Śnieżkę: Lekcja fizyki w praktyce

Marek, student z Wrocławia, wybrał się na Śnieżkę w Karkonoszach przy słabej prognozie pogody. Sądził, że wejście w chmury spowijające szczyt będzie tylko kwestią gorszej widoczności i efektownego tła do zdjęć.

Po wejściu w strefę zachmurzenia Marek poczuł dziwny chłód. Pierwszą próbą walki z pogodą było założenie cienkiej bluzy, która jednak błyskawicznie stała się ciężka i nieprzyjemna w dotyku od wilgoci.

Okazało się, że chmura to nie gaz, a gęsta zawiesina. Marek zdał sobie sprawę, że wilgotność 100% oznacza, iż woda osiada na wszystkim. Dopiero gdy założył kurtkę membranową, wilgoć przestała przenikać do skóry.

Po powrocie Marek zauważył, że jego plecak był cięższy o niemal pół kilograma - tyle wody „wypił” materiał z chmury w ciągu godziny marszu. Od tego czasu zawsze pakuje odzież wodoszczelną, nawet przy braku deszczu.