Oletko koskaan miettinyt, miksi pilvet pysyvät korkealla ja laskeutuvat vuorenrinteille tai rinteille sadekauden aikana? Sadekauden alkaessa pilvet voivat jopa laskeutua vuorenrinteille tai rinteille ja palata sitten takaisin huipulle. Miksi pilvet laskeutuvat ja mikä saa ne liikkumaan taas ylöspäin?
Tiheys
Ymmärtääksesi tämän, sinun on ensin ymmärrettävä tiheyden käsite . Tiheys on massan ja tilavuuden suhde, joka ilmaistaan matemaattisesti yhtälöllä ρ = m / V, jossa ρ on tiheyden symboli, m on massan symboli ja V on tilavuuden symboli. Esimerkiksi, jos massa = 1 kg ja tilavuus = 1 m3, niin tiheys = 1/1 = 1 kg / m3 . Jos massa = 1 kg ja tilavuus = 2 m3 , niin tiheys = 1/2 = 0,5 kg / m3 . Samoin, jos massa = 1 kg ja tilavuus = 4 m3 , niin tiheys = 1/4 = 0,25 kg / m3 . Voidaan päätellä, että jos tilavuus kasvaa massan pysyessä vakiona, niin tiheys pienenee.
Toisaalta, jos massa = 4 kg ja tilavuus = 1 m3 , niin tiheys = 4/1 = 4 kg/m3 . Jos massa = 2 kg ja tilavuus = 1 m3 , niin tiheys = 2/1 = 2 kg/m3 . Samoin, jos massa = 1 kg ja tilavuus = 1 m3 , niin tiheys = 1/1 = 1 kg/m3 . Voidaan päätellä, että jos tilavuus pysyy vakiona massan pienentyessä, niin myös tiheys pienenee.
Laajeneminen ja paine
Oletko koskaan nähnyt tulesta nousevaa savua? Kun tyyntä ei ole, savu pyrkii nousemaan ylöspäin. Savulla on korkea lämpötila (lämpö), mikä saa sen laajenemaan. Tämä laajeneminen lisää savun tilavuutta, mikä vähentää sen tiheyttä.
Savun tiheys on pienempi kuin ympäröivän ilman tiheys, joten ympäröivä ilma työntää savua ylöspäin. Tämä työntö johtuu paine-eroista. Savu liikkuu ylöspäin, kunnes se pysähtyy tilaan, jossa ilman tiheys on yhtä suuri kuin savun tiheys. Tiheydet ovat yhtä suuret, joten paine-eroa ei ole.
Gaya Gravitasi
Mitä korkeammalla maanpinnan yläpuolella ollaan, sitä pienempi on kyseiseen kohtaan vaikuttava painovoima . Siksi mitä lähempänä maanpintaa ollaan, sitä enemmän ilmaa on, ja mitä korkeammalla maanpinnan yläpuolella on, sitä vähemmän ilmaa siellä on. Samalla tilavuudella ilman massa korkeudessa on pienempi kuin maanpinnan lähellä olevan ilman massa. Tilavuus pysyy vakiona, kun taas massa pienenee, joten ilman tiheys pienenee. Siksi mitä korkeammalla maanpinnan yläpuolella ollaan, sitä pienempi on ilman tiheys.
Pilvet ovat korkeudella, jolla niiden tiheys on sama kuin ympäröivän ilman tiheys.
Sadekauden aikana pilvet voivat laskeutua vuorenrinteille tai rinteille, koska niiden tiheys on suurempi kuin ympäröivän ilman tiheys. Tämä pilvitiheyden kasvu voi johtua pilvimassan kasvusta vesihöyryn läsnäolon vuoksi tai tilavuuden vähenemisestä pilvien lämpötilan laskun vuoksi. Pilvien putoaminen ilman läpi on samanlaista kuin kiven putoaminen veteen, koska kiven tiheys on suurempi kuin veden tiheys.
Vuorenrinteen tai kukkulan lähellä pilven tiheys on sama kuin ympäröivän ilman tiheys. Pilvet liikkuvat jälleen ylöspäin, jos niiden tiheys on pienempi kuin ympäröivän ilman tiheys. Pilven tai ilman tiheyden muutokset johtuvat massan tai tilavuuden muutoksista. Tilavuus muuttuu lämpötilan muuttuessa, kuten laajenemisen yhteydessä on käsitelty. Massa muuttuu vesihöyrypitoisuuden muuttuessa.
Jos haluat ymmärtää lisää, tutustu kelluvuuden , kellumisen ja uppoamisen käsitteisiin. Kellumista, leijumista ja uppoamista voi esiintyä nesteissä, kuten vedessä ja ilmassa.
