Ці задумваліся вы калі-небудзь, чаму хмары застаюцца высока і апускаюцца на схілы гор ці пагоркаў падчас сезону дажджоў? Калі надыходзіць сезон дажджоў, хмары могуць нават апускацца на схілы гор ці пагоркаў, а потым вяртацца на вяршыню. Чаму хмары апускаюцца, і што прымушае іх зноў рухацца ўверх?
Шчыльнасць
Каб зразумець гэта, спачатку зразумейце паняцце шчыльнасці . Шчыльнасць — гэта суадносіны масы да аб'ёму, матэматычна выражанае праз ураўненне ρ = m / V, дзе ρ — сімвал шчыльнасці, m — сімвал масы, а V — сімвал аб'ёму. Напрыклад, калі маса = 1 кг, а аб'ём = 1 м³, то шчыльнасць = 1/1 = 1 кг / м³. Калі маса = 1 кг, а аб'ём = 2 м³, то шчыльнасць = 1/2 = 0,5 кг / м³. Аналагічна, калі маса = 1 кг , а аб'ём = 4 м³, то шчыльнасць = 1/4 = 0,25 кг / м³ . Можна зрабіць выснову, што калі аб'ём павялічваецца, а маса застаецца пастаяннай, то шчыльнасць памяншаецца.
З іншага боку, калі маса = 4 кг, а аб'ём = 1 м³ , то шчыльнасць = 4/1 = 4 кг/м³ . Калі маса = 2 кг, а аб'ём = 1 м³ , то шчыльнасць = 2/1 = 2 кг/м³ . Аналагічна, калі маса = 1 кг, а аб'ём = 1 м³ , то шчыльнасць = 1/1 = 1 кг/м³ . Можна зрабіць выснову, што калі аб'ём застаецца пастаянным, а маса памяншаецца, то шчыльнасць таксама памяншаецца.
Пашырэнне і ціск
Вы калі-небудзь бачылі дым ад вогнішча? Калі няма ветру, дым мае тэндэнцыю падымацца ўверх. Дым мае высокую тэмпературу (цяпло), што прымушае яго пашырацца. Гэта пашырэнне павялічвае аб'ём дыму, памяншаючы яго шчыльнасць.
Шчыльнасць дыму меншая за шчыльнасць навакольнага паветра, таму дым падымаецца ўверх навакольным паветрам. Гэты штуршок адбываецца з-за розніцы ў ціску. Дым рухаецца ўверх, пакуль не спыніцца ў прасторы, дзе шчыльнасць паветра роўная шчыльнасці дыму. Шчыльнасці роўныя, таму розніцы ў ціску няма.
Гравітацыйная сіла
Чым вышэй над паверхняй Зямлі, тым меншая сіла цяжару, якая дзейнічае на гэтае месца. Такім чынам, чым бліжэй да паверхні Зямлі, тым большая колькасць паветра, а чым вышэй над паверхняй Зямлі, тым менш паветра. Пры адным і тым жа аб'ёме маса паветра на вышыні меншая за масу паветра каля паверхні Зямлі. Аб'ём застаецца пастаянным, а маса памяншаецца, таму шчыльнасць паветра памяншаецца. Такім чынам, чым вышэй над паверхняй Зямлі, тым ніжэйшая шчыльнасць паветра.
Хмары знаходзяцца на вышыні, дзе іх шчыльнасць такая ж, як шчыльнасць навакольнага паветра.
Падчас сезону дажджоў хмары могуць апускацца на горныя схілы або пагоркі, таму што іх шчыльнасць большая за шчыльнасць навакольнага паветра. Гэта павелічэнне шчыльнасці хмар можа быць выклікана павелічэннем масы хмары з-за прысутнасці вадзяной пары або памяншэннем аб'ёму з-за зніжэння тэмпературы хмары. Падзенне хмар праз паветра падобна на падзенне каменя ў ваду, бо шчыльнасць каменя большая за шчыльнасць вады.
Калі воблака знаходзіцца паблізу горнага схілу або ўзгорка, шчыльнасць яго такая ж, як і шчыльнасць навакольнага паветра. Хмары зноў рухаюцца ўверх, калі іх шчыльнасць ніжэйшая за шчыльнасць навакольнага паветра. Змены шчыльнасці воблака або паветра адбываюцца з-за змены масы або аб'ёму. Аб'ём змяняецца пры змене тэмпературы, як абмяркоўвалася ў тэме пашырэння. Маса змяняецца пры змене ўтрымання вадзяной пары.
Калі вы хочаце лепш зразумець, калі ласка, вывучыце паняцці плавучасці , плавання і апускання. Плаванне, завісанне і апусканне могуць адбывацца ў такіх вадкасцях, як вада і паветра.
