Если вам говорят, что облака это просто водяной пар, вы имеете полное право не согласиться. Не просто. В этом утверждении верно только то, что в самом деле, облака содержат воду. Но они не состоят из водяного пара.
Облака, состоящие только из водяного пара, были бы невидимы! Но мы из видим. А все потому, что вода, из которой состоят облака, находится в жидкой (вода) или твердой форме (лед).
Так как же эта вода попадает в небо? Рассмотрим воду на поверхности Земли: океаны, озера и ручьи, а также воду почвы и даже капли, которые собираются на листьях. Вода состоит из мельчайших частиц, и эти частицы находятся в движении.
Пока воздух не полностью насыщен водяным паром (что означает, что его влажность составляет менее 100 процентов), у некоторой части частиц в жидкой воде достаточно энергии (в первую очередь тепловой), и они могут подняться в воздух над поверхностью, испариться (превратиться в пар — газообразную воду).
Чем теплее вода, тем больше тепловой энергии имеют частицы. В среднем, с повышением температуры увеличивается количество частиц, обладающих достаточной энергией для испарения. При этом, чем суше воздух (меньше процент насыщения водяным паром), тем быстрее может испаряться вода.
Другим важным источником водяного пара являются растения. Растения собирают воду из почвы корнями, а дальше по стеблям воды идет в листья. Растения регулярно выпускают водяной пар и другие газы из пор (крошечных отверстий) в своих листьях. Из-за склонности частиц воды прилипать друг к другу (называемой когезией), когда эта вода выходит из пор листа, она забирает с собой частицы воды из воздуха. Этот процесс происходит постоянно. Выделение водяного пара порами растений называется транспирацией. Вместе испарение и транспирация способствуют образованию водяного пара в воздухе, который в конечном итоге может образовывать облака.
Теплый, влажный воздух менее плотный, чем воздух вокруг него, поэтому он начинает подниматься выше в небо. Восходящие ветряные потоки также может вытолкнуть порцию воздуха, насыщенную водяным паром, на большую высоту. Температура воздуха, как правило, снижается, чем выше вы поднимаетесь в атмосфере. Это потому, что давление уменьшается по мере того, как вы поднимаетесь выше, позволяя воздуху распространяться и становиться более разреженным и, следовательно, более холодным.
В конце концов, когда вода поднимется до высоты, при которой температура будет достаточно прохладной (точка росы, или точка насыщения), она начнет снова конденсироваться в жидкую форму.
Однако водяной пар не будет легко конденсироваться «сам по себе». Воздух, составляющий нашу атмосферу, полон микроскопических плавающих частиц пыли, почвы, дыма, морских солей. Эти частицы называются ядрами конденсации, именно они способствуют образованию облаков.
Так же, как частицы воды конденсируются на траве, образуя росу, крошечные частицы водяного пара, находящиеся в воздухе, конденсируются в жидкость или лед на поверхности частиц пыли в воздухе. По мере того, как все больше капель водяного пара конденсируется, образуется видимое облако.
Точно так же капли жидкости или кристаллы льда, составляющие облака, достаточно малы, чтобы оставаться в воздухе. Только когда достаточное количество собирается и сталкивается с образованием более крупных капель, они начинают выпадать в виде осадков.
Таким образом, правильный ответ на вопрос «из чего состоят облака», звучит так. Облака состоят из микроскопических твердых частиц (пыли, соли, промышленных выбросов, пыльцы растений), льда и водяных капель.
Почему мы видим облака белыми, а небо — синим?
Видимый нами свет это рассеянный солнечный свет. В чистом небе молекулы воздуха (азота и кислорода) осуществляют рассеяние этого света, но эти молекулы настолько малы, что синяя часть спектра рассеивается сильнее, чем другие цвета.
Капли воды в облаке намного больше, и эти более крупные частицы рассеивают все цвета спектра примерно на одинаковую величину, поэтому белый солнечный свет, проходя сквозь облака, остается белым.
Иногда облака имеют желтоватый или коричневатый оттенок — это признак того, что воздух загрязнен.
