T'has preguntat mai per què els núvols es mantenen a dalt i baixen a les muntanyes o als vessants dels turons durant l'estació de pluges? Quan arriba l'estació de pluges, els núvols fins i tot poden baixar a les muntanyes o als vessants dels turons i després tornar al cim. Per què baixen els núvols i què fa que tornin a pujar?
Densitat
Per entendre això, primer cal entendre el concepte de densitat . La densitat és la relació entre la massa i el volum, expressada matemàticament mitjançant l'equació ρ = m/V, on ρ és el símbol de la densitat, m és el símbol de la massa i V és el símbol del volum. Per exemple, si la massa = 1 kg i el volum = 1 m3, aleshores la densitat = 1/1 = 1 kg/m3 . Si la massa = 1 kg i el volum = 2 m3 , aleshores la densitat = 1/2 = 0,5 kg/m3 . De la mateixa manera, si la massa = 1 kg i el volum = 4 m3 , aleshores la densitat = 1/4 = 0,25 kg/m3 . Es pot concloure que si el volum augmenta mentre la massa roman constant, la densitat disminueix.
D'altra banda, si la massa = 4 kg i el volum = 1 m3 , aleshores la densitat = 4/1 = 4 kg/m3 . Si la massa = 2 kg i el volum = 1 m3 , aleshores la densitat = 2/1 = 2 kg/m3 . De la mateixa manera, si la massa = 1 kg i el volum = 1 m3 , aleshores la densitat = 1/1 = 1 kg/m3 . Es pot concloure que si el volum roman constant mentre la massa disminueix, la densitat també disminueix.
Expansió i pressió
Has vist mai fum d'un foc? Quan no hi ha vent, el fum tendeix a pujar cap amunt. El fum té una temperatura (calor) alta, cosa que fa que s'expandeixi. Aquesta expansió augmenta el volum del fum, reduint-ne la densitat.
La densitat del fum és menor que la densitat de l'aire circumdant, de manera que el fum és empès cap amunt per l'aire circumdant. Aquesta empenta es produeix a causa de les diferències de pressió. El fum es mou cap amunt fins que s'atura en un espai on la densitat de l'aire és igual a la densitat del fum. Les densitats són iguals, de manera que no hi ha diferència de pressió.
Força gravitatòria
Com més alt sigui la superfície de la Terra, menor serà la força gravitatòria que actua sobre aquest punt. Per tant, com més a prop de la superfície de la Terra, més gran serà la quantitat d'aire, mentre que com més alt sigui la superfície de la Terra, menys aire hi haurà. Per al mateix volum, la massa d'aire a altitud és menor que la massa d'aire prop de la superfície de la Terra. El volum es manté constant mentre que la massa disminueix, de manera que la densitat de l'aire disminueix. Per tant, com més alt sigui la superfície de la Terra, menor serà la densitat de l'aire.
Els núvols es troben a una altitud on la seva densitat és la mateixa que la densitat de l'aire que els envolta.
Durant l'estació de pluges, els núvols poden descendir cap als vessants de les muntanyes o vessants perquè la seva densitat és més gran que la de l'aire circumdant. Aquest augment de la densitat dels núvols pot ser causat per un augment de la massa dels núvols a causa de la presència de vapor d'aigua o una disminució del volum a causa d'una disminució de la temperatura dels núvols. La caiguda dels núvols a través de l'aire és similar a la caiguda d'una pedra a l'aigua, ja que la densitat de la pedra és més gran que la de l'aigua.
Quan es troba a prop d'un vessant de muntanya o d'un turó, la densitat d'un núvol és la mateixa que la densitat de l'aire que l'envolta. Els núvols tornen a moure's cap amunt si la seva densitat és inferior a la densitat de l'aire que l'envolta. Els canvis en la densitat dels núvols o de l'aire es produeixen a causa de canvis en la massa o el volum. El volum canvia quan canvia la temperatura, tal com s'ha comentat en el tema de l'expansió. La massa canvia quan canvia el contingut de vapor d'aigua.
Si voleu entendre'n més, estudieu els conceptes de flotabilitat , flotació i enfonsament. La flotació, el suspès i l'enfonsament poden produir-se en fluids com l'aigua i l'aire.
