Basisfeiten die iedereen moet weten over clouds

Wolken zien eruit als grote, donzige marshmallows aan de hemel, maar in werkelijkheid zijn het zichtbare verzamelingen van kleine waterdruppeltjes (of ijskristallen, als het koud genoeg is) die hoog in de atmosfeer boven het aardoppervlak leven. Hier bespreken we de wetenschap van wolken: hoe ze zich vormen, bewegen en van kleur veranderen. 

Vorming

Wolken vormen zich wanneer een luchtpakket van het oppervlak omhoog komt naar de atmosfeer. Terwijl het pakket stijgt, passeert het door lagere en lagere drukniveaus (druk neemt af met de hoogte). Bedenk dat lucht de neiging heeft om van hogere naar lagere drukgebieden te bewegen, dus als het pakket naar lagere drukgebieden reist, duwt de lucht erin naar buiten, waardoor het uitzet. Deze uitbreiding gebruikt warmte-energie en koelt daarom het luchtpakket. Hoe verder naar boven, hoe meer het afkoelt. Wanneer de temperatuur ervan afkoelt tot die van zijn dauwpunttemperatuur, condenseert de waterdamp in het pakket in druppeltjes vloeibaar water. Deze druppels verzamelen zich vervolgens op het oppervlak van stof, pollen, rook, vuil en zeezoutdeeltjes die kernen worden genoemd. (Deze kernen zijn hygroscopisch, wat betekent dat ze watermoleculen aantrekken.) Het is op dit punt - wanneer waterdamp condenseert en bezinkt op condensatiekernen - dat wolken zich vormen en zichtbaar worden.

Vorm

Heb je ooit lang genoeg naar een wolk gekeken om deze naar buiten te zien groeien, of alleen maar even weggekeken om te zien dat de vorm is veranderd als je terugkijkt? Zo ja, dan zult u blij zijn te weten dat dit niet uw verbeelding is. De vormen van wolken veranderen voortdurend dankzij de processen van condensatie en verdamping.

Nadat een wolk is gevormd, houdt de condensatie niet op. Daarom merken we soms dat wolken zich uitbreiden naar de aangrenzende lucht. Maar terwijl stromingen van warme, vochtige lucht blijven stijgen en condensatie voeden, infiltreert drogere lucht uit de omgeving uiteindelijk de drijvende luchtkolom in een proces genaamd meesleuren. Wanneer deze drogere lucht in het wolklichaam wordt ingebracht, verdampt het de druppeltjes van de wolk en zorgt ervoor dat delen van de wolk verdwijnen.

Beweging 

Wolken beginnen hoog in de atmosfeer omdat ze daar zijn gemaakt, maar ze blijven zweven dankzij de kleine deeltjes die ze bevatten.

De waterdruppeltjes of ijskristallen van een wolk zijn erg klein, minder dan een micron (dat is minder dan een miljoenste meter). Hierdoor reageren ze heel langzaam op de zwaartekracht. Overweeg een rots en een veer om dit concept te visualiseren. Zwaartekracht beïnvloedt elk, maar de rots valt snel, terwijl de veer geleidelijk naar de grond drijft vanwege zijn lichtere gewicht. Vergelijk nu een veer en een individueel wolkdruppeltjesdeeltje; het deeltje zal zelfs langer duren dan de veer om te vallen, en vanwege de kleine afmeting van het deeltje zal de geringste beweging van lucht het omhoog houden. Omdat dit voor elke wolkdruppel geldt, geldt dit voor de hele wolk zelf.

Wolken reizen met de wind op het hoogste niveau. Ze bewegen met dezelfde snelheid en in dezelfde richting als de heersende wind op het niveau van de wolk (laag, midden of hoog).

Wolken op hoog niveau behoren tot de snelst bewegende omdat ze zich vormen in de buurt van de top van de troposfeer en worden geduwd door de jetstream.

Kleur

De kleur van een wolk wordt bepaald door het licht dat hij van de zon ontvangt. (Bedenk dat de zon wit licht uitzendt; dat wit licht bestaat uit alle kleuren in het zichtbare spectrum: rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo, violet; en dat elke kleur in het zichtbare spectrum een ​​elektromagnetische golf vertegenwoordigt van een andere lengte.)

Het proces werkt als volgt: terwijl de lichtgolven van de zon door de atmosfeer en de wolken passeren, ontmoeten ze de individuele waterdruppeltjes waaruit een wolk bestaat. Omdat de waterdruppeltjes dezelfde grootte hebben als de golflengte van zonlicht, verspreiden de druppels het licht van de zon in een soort verstrooiing die bekend staat als Mie verstrooit zich waarin allemaal golflengten van licht zijn verstrooid. Omdat alle golflengten verstrooid zijn en alle kleuren in het spectrum samen wit licht vormen, zien we witte wolken.

In het geval van dikkere wolken, zoals stratus, komt zonlicht door maar wordt geblokkeerd. Dit geeft de wolk een grijsachtig uiterlijk.