บางครั้งเมฆก็มีขนาดมหึมา แม้จะอยู่บนพื้นและมองขึ้นไปจากระยะไกล เราก็สามารถประหลาดใจกับรูปร่างที่แปลกประหลาดและปริมาตรอันเหลือเชื่อเท่านั้น สำหรับผู้ที่ยังไม่ได้รับความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของตน รวมถึงผู้ที่รู้ว่าเมฆประกอบด้วยหยดน้ำที่มีขนาดเล็กมาก ก็มักจะยังไม่ชัดเจนว่าเหตุใดเมฆจึงไม่ตก พวกเขาถูกเก็บไว้ในท้องฟ้าอย่างไร?

เมฆคืออะไร

ทั้งเหตุผลของคำถามว่าทำไมเมฆจึงไม่ตก และเหตุผลในการตอบก็คือ การรู้ว่าเมฆเหล่านี้คืออะไร

เมฆแต่ละก้อนเป็นกลุ่มของอนุภาคเล็กๆ ของน้ำในรูปของเหลวหรือน้ำแข็ง ขนาดของหยดดังกล่าวอาจไม่สำคัญเลย - น้อยกว่าหนึ่งในล้านของเมตร (หรือที่เรียกว่าไมโครมิเตอร์) หรือสูงถึงหลายมิลลิเมตร

อย่างไรก็ตาม หยดเล็กๆ ก็ยังหนักกว่าอากาศ เหตุใดในกรณีนี้ความชื้นเพียงบางส่วนจึงตกตะกอน? มวลที่เหลืออยู่บนท้องฟ้าเป็นอย่างไร?

ทำไมเมฆไม่ตก.

คำตอบสั้นๆ สำหรับคำถามนี้มีดังนี้ เมฆยังคงอยู่ในท้องฟ้าเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลอากาศกับอนุภาคขนาดเล็กของน้ำ อันที่เล็กที่สุดจะกำหนดวิถีโคจรตามอำเภอใจในกรณีที่เกิดการชนกันและอันที่ใหญ่กว่านั้นรองรับกระแสลมอุ่นที่พุ่งตรงไปยังหยดที่ตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ต้านทานการตกและเพิ่มขึ้นสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจากโลกร้อน

หากเราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมว่าเหตุใดเมฆจึงไม่ตกลงมา ก่อนอื่นเราต้องพูดถึงการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน ซึ่งมีลักษณะของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของชิ้นส่วนของแข็งที่มองเห็นได้น้อยที่สุดซึ่งอยู่ในตัวกลางที่เป็นก๊าซหรือของเหลว ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงใน ตำแหน่งของอนุภาคของตัวกลางนี้ ซึ่งเกิดจากผลกระทบทางความร้อน ในทางกลับกัน ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ผู้ค้นพบปรากฏการณ์นี้ - Robert Brown

การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนคือการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคที่มองเห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ของของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวหรือก๊าซ ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอนุภาคของของเหลวหรือก๊าซ มันถูกค้นพบในปี 1827 โดย Robert Brown การเคลื่อนไหวของบราวเนียนไม่เคยหยุดนิ่ง มันเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน แต่ไม่ควรสับสนแนวคิดเหล่านี้ การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนเป็นผลที่ตามมาและเป็นหลักฐานของการมีอยู่ของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน

การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนเกี่ยวข้องกับอนุภาคเมฆที่มีขนาดเล็กกว่าหนึ่งในล้านของเมตร โมเลกุลของอากาศผลักไมโครดรอปเล็ตเหล่านี้และทำให้มันเคลื่อนที่ไปในวิถีที่ไม่อาจคาดเดาได้

อนุภาคน้ำที่มีขนาดถึงไมโครเมตรหรือมากกว่านั้นจะไม่อยู่ภายใต้การเคลื่อนที่แบบบราวเนียน เนื่องจากมีขนาดใหญ่และหนักเกินกว่าที่โมเลกุลอากาศจะดันเข้าไปได้สำเร็จ หยดดังกล่าวเริ่มตกลงมาภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม แรงต้านอากาศจะกระทำในทิศทางตรงกันข้าม และความแรงของมันจะแปรผันตามความเร็วของการตก ด้วยเหตุนี้ การตกลงจึงหยุดเร่งความเร็วในขณะที่ตกลงมาและยังคงเคลื่อนลงต่อด้วยความเร็วคงที่ อนุภาคน้ำที่บินในลักษณะนี้จะพบกับกระแสลมอุ่นระหว่างทาง ซึ่งสามารถชะลอการเคลื่อนที่ หยุดมัน หรือแม้แต่เหวี่ยงหยดน้ำขึ้นด้านบน - ในทิศทางตรงกันข้าม

นั่นเป็นสาเหตุที่เมฆไม่ตกลงสู่พื้น ประกอบด้วยอนุภาคน้ำขนาดต่างๆ ซึ่งถูกกักไว้บนท้องฟ้าเนื่องจากลักษณะของสภาพแวดล้อมทางอากาศที่อนุภาคนั้นอาศัยอยู่

บทบาทของการตกตะกอนในชีวิตของเมฆ

จะเกิดอะไรขึ้นกับอนุภาคน้ำและหยดที่มีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากซึ่งไม่ได้ลอยอยู่ในอากาศและไม่ถูกกระแสน้ำซัดขึ้นด้านบน? เมื่อรวมตัวกันเป็นเมฆก้อนเดียวเป็นจำนวนมาก ก็กลายเป็นเมฆแล้วตกลงสู่พื้นเป็นฝน เช่น ฝน หิมะ ลูกเห็บ หรือระเหยไปบนผิวโลก

นอกจากนี้ในการเดินทางครั้งนี้ หยดสามารถเปลี่ยนขนาดได้ - แบ่งออกเป็นอันเล็กลงหรือเติบโตรวมกับสิ่งอื่น

ทุกคนรู้ดีว่าเมฆประกอบด้วยหยดน้ำหรือผลึกน้ำแข็งขนาดเล็ก หยดน้ำในเมฆมีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน ตั้งแต่เศษส่วนของไมโครเมตรไปจนถึงหลายมิลลิเมตร ไม่ว่าหยดน้ำแข็งจะเล็กแค่ไหน แต่ก็ยังหนักกว่าอากาศ ดังนั้นจึงเกิดคำถามตามธรรมชาติ: หยดน้ำ (และในเวลาเดียวกันกับเมฆโดยรวม) ยังคงอยู่ในอากาศและไม่ตกลงสู่พื้นได้อย่างไร? ในขณะเดียวกันก็มีคำถามอีกข้อหนึ่งเกิดขึ้น: หยดน้ำจะหยุดลอยอยู่ในอากาศภายใต้เงื่อนไขใดและตกลงสู่พื้นในรูปของฝน?

เริ่มจากหยดที่เล็กที่สุดซึ่งมีรัศมีเป็นเศษส่วนของไมโครเมตร หยดดังกล่าวถูกป้องกันไม่ให้ตกลงมาโดยการกระแทกแบบสุ่มจากโมเลกุลอากาศในการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่วุ่นวาย การเคลื่อนไหวนี้เรียกว่า บราวเนียน - ตามชื่อนักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษ อาร์. บราวน์ ผู้ค้นพบมันในปี พ.ศ. 2371 ผลกระทบของโมเลกุลอากาศทำให้หยดกระเด้งไปในทิศทางต่างๆ เป็นผลให้มันเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่แตกหักอย่างแปลกประหลาด

ยิ่งหยดหนักเท่าไร โมเลกุลอากาศก็จะเคลื่อนออกจากตำแหน่งได้ยากมากขึ้นเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ บทบาทของการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงก็เพิ่มขึ้น เมื่อรัศมีของหยดมีขนาดใหญ่กว่าไมโครเมตร การเคลื่อนที่ของหยดจะหยุดเป็นแบบบราวเนียน การตกลงเริ่มตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและค่อยๆ เร่งความเร็ว จากนั้นปัจจัยใหม่ที่ป้องกันไม่ให้หล่นลงมาเริ่มมีบทบาทสำคัญนั่นคือแรงต้านของอากาศ พร้อมกับความเร่งของการตก แรงต้านอากาศที่กระทำต่อการตกจะเกิดขึ้นและเริ่มเพิ่มขึ้น มันอยู่ตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วงและเป็นสัดส่วนกับความเร็วของการตก

เมื่อแรงดึงเพิ่มขึ้น ความเร็วของหยดที่ตกลงมาก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อย่างช้าๆ เมื่อแรงต้านอากาศมีขนาดเท่ากันกับแรงโน้มถ่วง ให้เพิ่มความเร็วของดรอปสต็อปให้มากขึ้น จากนั้นดรอปก็จะลดลงเท่าๆ กัน หยดที่เคลื่อนไหวสม่ำเสมอดังกล่าวสามารถถูกทำให้ช้าลงและถูกเหวี่ยงขึ้นด้วยลมอุ่นที่ไหลขึ้นด้านบน และโลกซึ่งได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ก็เป็นแหล่งกำเนิดกระแสลมที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

นอกจากนี้เมื่อหยดลงมาก็อาจระเหยไปง่ายๆ หรือแตกตัวออกเป็นหยดเล็กๆ

แต่ในทางกลับกัน หยดอาจมีขนาดใหญ่ขึ้น: รวมเข้ากับสิ่งอื่นหรือควบแน่นไอน้ำเพิ่มเติมบนพื้นผิวของมัน จากนั้นมันก็จะตกลงไปที่พื้น ฝนจึงเกิดขึ้นเช่นนี้ ในแง่หนึ่ง คุณสามารถพูดได้ว่าการตกตะกอน (ฝนหรือหิมะ) คือการที่เมฆตกลงสู่พื้น แต่ในความเป็นจริงแล้ว เม็ดฝนหรือเกล็ดหิมะมีขนาดใหญ่และหนักเกินกว่าที่จะเป็นส่วนประกอบของเมฆ

คำถามที่ดี. เพราะอย่างที่เรารู้จากหนังสือเรียนของโรงเรียน เมฆประกอบด้วยหยดน้ำเล็กๆ และผลึกน้ำแข็งเล็กๆ ซึ่งหนักกว่าอากาศไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

พวกเขาอยู่ด้านบนได้อย่างไร? แรงโน้มถ่วงสุภาษิตอยู่ที่ไหน? และเหตุใดการเก็บรักษานี้จึงสิ้นสุดลงบ่อยครั้งเมื่อมีหยดน้ำที่ตกลงมาในรูปของฝน

ทฤษฎีการเคลื่อนที่ต่อเนื่องมีชื่อเล่นว่า Brownian โดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าหยดที่มีรัศมีเศษเสี้ยวไมโครเมตรนั้นถูกขัดขวางไม่ให้ตกลงโดยโมเลกุลของอากาศที่กระแทกกับพวกมัน ทำให้หยดเหล่านี้เคลื่อนที่แบบสุ่ม อธิบายปัญหาเพียงบางส่วนเท่านั้น แต่ไม่ใช่ ทั้งหมด.

เหตุใดการหยดนี้จึงมีขนาดและน้ำหนักมากขึ้นในทันที และโมเลกุลของอากาศก็ไม่สามารถผลักมันออกจากที่เดิมได้อีกต่อไป เห็นได้ชัดว่าเมื่อการเคลื่อนไหวของหยดหยุดและหยุดลง หยดก็เริ่มตกลงมา นั่นคือเวลาที่แรงโน้มถ่วงเปิด - เมื่อหยดหยุด แต่แล้วแรงต้านของอากาศก็เข้ามา... มันเหมือนกับการแสดงละครสัตว์เมื่อนักปั่นจักรยานหรือนักขี่มอเตอร์ไซค์ขี่บนพื้นผิวแนวตั้ง หากพวกเขาหยุดพวกเขาจะล้ม แต่เวลาขี่ก็ไม่ล้ม พวกมันถูกควบคุมและระงับโดยการเคลื่อนไหว...

พวกเขากล่าวว่าเมฆซึ่งประกอบด้วยหยดและผลึกน้ำแข็งถูก “ยึด” ไว้สูง และป้องกันไม่ให้ตกลงมาโดยกระแสลมที่เพิ่มขึ้นจากพื้นโลกซึ่งได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ นั่นคือเหตุผลที่พวกเขากล่าวว่านกสามารถบินเหนือพื้นดินได้โดยไม่ต้องกระพือปีก

อะไรทำให้เมฆบนท้องฟ้าในเวลากลางคืน? และแม้กระทั่งไร้แสงจันทร์? และถ้าสมมติว่านกอินทรีจำเป็นต้องบินไปที่ไหนสักแห่งเพื่อธุรกิจของตัวเองอย่างเร่งด่วน มันจะต้องกระพือปีกตลอดเวลาในเวลากลางคืนเหมือนนักบินที่บ้าคลั่งหรือยังไม่บินเลย?

มีความเห็นว่าเมฆยังคงตกอยู่ ในรูปของฝนหรือหิมะ อย่างไรก็ตาม เกล็ดหิมะและยิ่งกว่านั้น เม็ดฝนมีน้ำหนักมากเกินไปที่จะเป็นส่วนประกอบของเมฆ นั่นคือวัตถุที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงหลุดออกจากวัตถุหรือวัตถุเดียวกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นในเทพนิยาย หรือเมื่อทำการแสดงกลโดยนักเล่นกลลวงตา...

หรือบางทีคลาวด์อาจไม่ใช่วัตถุ แต่เป็นกระบวนการบางอย่างที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง และเราเห็นสิ่งที่เราเห็น นั่นคือสิ่งที่เราได้รับอนุญาตให้เห็น เพราะหากเราเห็นแก่นแท้ของกระบวนการ เราก็จะไม่เข้าใจสิ่งที่น่ารังเกียจ หรือเราจะสัมผัสกับสิ่งที่ไม่รู้และเห็นพระพักตร์ของพระเจ้า ซึ่งมนุษย์ยอมรับไม่ได้อย่างแน่นอน

หรือบางทีเมฆไม่ได้ตกลงสู่พื้นเพราะมันแค่รู้วิธีบิน?

บางทีนี่อาจเป็นสิ่งที่ตั้งใจไว้ในตอนแรก? ท้ายที่สุดแล้ว หากพวกมันตกลงสู่พื้น พวกเราหลายคนคงตายได้หากตกอยู่ใต้น้ำแข็งและน้ำจำนวนมาก แต่สิ่งนี้ไม่รวมอยู่ในแผนการของผู้สร้าง เพราะจิตวิญญาณมนุษย์ต้องอดทนต่อการทดลอง และไม่ได้หลุดพ้นจากปัญหาและความกังวลทั้งหมดทันที โดยถูกฝังไปกับร่างกายใต้น้ำและน้ำแข็งจำนวนมหาศาล

หรือบางทีนี่อาจเป็นภาพสดที่วาดหรือฉายสำหรับเราบนทรงกลมท้องฟ้าแบบ 3 มิติ? เช่น สายรุ้งหรือดวงดาว เป็นต้น สายรุ้งเปล่งประกายระยิบระยับด้วยสีสัน ดวงดาวเปล่งประกายและระยิบระยับ และเมฆก็ล่องลอยไป มีรูปทรงที่แตกต่างกัน และดูเหมือนสัตว์ นก และแม้แต่มนุษย์ และทั้งหมดนี้เพื่อเราจะไม่เศร้าโศกบนโลกนี้ ท้ายที่สุดสิ่งที่วาดไว้ก็ไม่ตก...

เมฆที่เบา ฟู และโปร่งสบาย - พวกมันลอยอยู่เหนือหัวของเราทุกวัน และทำให้เราเงยหน้าขึ้นและชื่นชมรูปร่างที่แปลกประหลาดและรูปร่างดั้งเดิม บางครั้งสายรุ้งที่ดูน่าทึ่งก็ทะลุผ่านพวกมัน และบางครั้งในตอนเช้าหรือตอนเย็นระหว่างพระอาทิตย์ตกหรือพระอาทิตย์ขึ้น เมฆก็ได้รับแสงสว่างจากแสงอาทิตย์ ทำให้พวกมันมีสีที่น่าเหลือเชื่อและน่าหลงใหล นักวิทยาศาสตร์ศึกษาเมฆอากาศและเมฆประเภทอื่นๆ มาเป็นเวลานาน พวกเขาตอบคำถามว่านี่คือปรากฏการณ์ประเภทใดและมีเมฆประเภทใด

ที่จริงแล้วมันไม่ง่ายเลยที่จะอธิบาย เนื่องจากประกอบด้วยหยดน้ำธรรมดาซึ่งถูกยกขึ้นด้วยอากาศอุ่นจากพื้นผิวโลก ไอน้ำจำนวนมากที่สุดก่อตัวขึ้นเหนือมหาสมุทร (น้ำอย่างน้อย 400,000 ลูกบาศก์กิโลเมตรระเหยที่นี่ในหนึ่งปี) บนบก - น้อยกว่าสี่เท่า

และเนื่องจากในชั้นบนของบรรยากาศจะเย็นกว่าด้านล่างมาก อากาศที่นั่นจึงเย็นลงอย่างรวดเร็ว ไอน้ำควบแน่น ก่อตัวเป็นอนุภาคเล็กๆ ของน้ำและน้ำแข็ง ส่งผลให้เมฆสีขาวปรากฏขึ้น อาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเมฆแต่ละก้อนเป็นตัวกำเนิดความชื้นชนิดหนึ่งที่น้ำไหลผ่าน

น้ำในเมฆมีสถานะเป็นก๊าซ ของเหลว และของแข็ง น้ำในเมฆและการมีอยู่ของอนุภาคน้ำแข็งในนั้นส่งผลต่อลักษณะของเมฆ การก่อตัว และธรรมชาติของการตกตะกอน เป็นประเภทของเมฆที่กำหนดน้ำในเมฆ เช่น เมฆอาบน้ำมีปริมาณน้ำมากที่สุด ในขณะที่เมฆนิมโบสเตรตัสมีปริมาณน้ำน้อยกว่า 3 เท่า น้ำในเมฆยังมีลักษณะเฉพาะด้วยปริมาณที่เก็บไว้ในนั้น - น้ำสำรองของเมฆ (น้ำหรือน้ำแข็งที่บรรจุอยู่ในคอลัมน์เมฆ)

แต่ทุกอย่างไม่ง่ายนัก เพราะเพื่อให้เมฆก่อตัว หยดจำเป็นต้องมีเม็ดควบแน่น - อนุภาคเล็กๆ ของฝุ่น ควัน หรือเกลือ (ถ้าเรากำลังพูดถึงทะเล) ซึ่งพวกมันจะต้องเกาะติดอยู่และรอบๆ ซึ่งพวกมันจะต้องก่อตัว . ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าองค์ประกอบของอากาศจะอิ่มตัวด้วยไอน้ำอย่างสมบูรณ์ แต่หากไม่มีฝุ่น ก็จะไม่สามารถกลายเป็นเมฆได้

รูปร่างที่แน่นอนของหยดน้ำ (น้ำ) จะเกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้อุณหภูมิในชั้นบนของบรรยากาศเป็นหลัก:

• หากอุณหภูมิอากาศในบรรยากาศเกิน -10°C เมฆขาวจะประกอบด้วยหยดน้ำ
• หากอุณหภูมิของบรรยากาศเริ่มผันผวนระหว่าง -10°C ถึง -15°C องค์ประกอบของเมฆจะผสมปนเปกัน (หยด + ผลึก)
• หากอุณหภูมิในบรรยากาศต่ำกว่า -15°C เมฆขาวก็จะมีผลึกน้ำแข็ง

หลังจากการเปลี่ยนแปลงที่เหมาะสมปรากฎว่าคลาวด์ขนาด 1 cm3 มีหยดประมาณ 200 หยดและรัศมีของมันจะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 50 μm (ค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 1 ถึง 10 μm)

การจำแนกประเภทคลาวด์

ทุกคนคงเคยสงสัยว่ามีเมฆประเภทใดบ้าง? โดยทั่วไปแล้ว การก่อตัวของเมฆจะเกิดขึ้นในโทรโพสเฟียร์ ขีด จำกัด บนซึ่งอยู่ในละติจูดขั้วโลกอยู่ห่างออกไป 10 กม. ในละติจูดพอสมควร - 12 กม. ในละติจูดเขตร้อน - 18 กม. สายพันธุ์อื่น ๆ มักพบเห็นได้ทั่วไป ตัวอย่างเช่นสีมุกมักจะอยู่ที่ระดับความสูง 20 ถึง 25 กม. และสีเงิน - จาก 70 ถึง 80 กม.

โดยพื้นฐานแล้วเรามีโอกาสสังเกตเมฆชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งแบ่งออกเป็นเมฆประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้ ชั้นบน กลาง และชั้นล่าง รวมถึงการพัฒนาในแนวดิ่ง เกือบทั้งหมด (ยกเว้นประเภทสุดท้าย) จะปรากฏขึ้นเมื่อมีอากาศชื้นและอุ่นขึ้นด้านบน

หากมวลอากาศของชั้นโทรโพสเฟียร์อยู่ในสภาวะสงบ จะมีการก่อตัวของเมฆเซอร์รัส เมฆสเตรตัส (cirostratus, altostratus และ nimbostratus) และหากอากาศในชั้นโทรโพสเฟียร์เคลื่อนที่เป็นคลื่น เมฆคิวมูลัส (cirocumulus, altocumulus และ stratocumulus) จะปรากฏขึ้น

เมฆด้านบน

เรากำลังพูดถึงเมฆเซอร์รัส เซอร์โรคิวมูลัส และเมฆเซอร์โรสเตรตัส เมฆบนท้องฟ้ามีลักษณะเหมือนขนนก คลื่น หรือม่าน ทั้งหมดมีความโปร่งแสงและสามารถส่งผ่านรังสีดวงอาทิตย์ได้อย่างอิสระไม่มากก็น้อย พวกมันอาจบางมากหรือค่อนข้างหนาแน่น (cirrostratus) ซึ่งหมายความว่าแสงจะทะลุผ่านได้ยากกว่า สภาพอากาศมีเมฆเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงความร้อนที่เข้ามา

เมฆเซอร์รัสสามารถเกิดขึ้นเหนือเมฆได้เช่นกัน พวกมันเรียงกันเป็นแถบพาดผ่านห้องนิรภัยแห่งสวรรค์ ในชั้นบรรยากาศจะอยู่เหนือเมฆ ตามกฎแล้วตะกอนจะไม่หลุดออกมา

ในละติจูดกลาง เมฆสีขาวระดับบนมักจะอยู่ที่ระดับความสูง 6 ถึง 13 กม. ในละติจูดเขตร้อนจะอยู่เหนือนั้นมาก (18 กม.) ในกรณีนี้ ความหนาของเมฆอาจมีตั้งแต่หลายร้อยเมตรไปจนถึงหลายร้อยกิโลเมตร ซึ่งสามารถอยู่เหนือเมฆได้

การเคลื่อนตัวของเมฆชั้นบนทั่วท้องฟ้าขึ้นอยู่กับความเร็วลมเป็นหลัก ดังนั้นจึงอาจแตกต่างกันได้ตั้งแต่ 10 ถึง 200 กม./ชม. ท้องฟ้าของเมฆประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งขนาดเล็ก แต่สภาพอากาศของเมฆไม่ได้ให้ปริมาณน้ำฝนในทางปฏิบัติ (และหากเป็นเช่นนั้น ก็ไม่มีทางที่จะวัดได้ในขณะนี้)

เมฆระดับกลาง (จาก 2 ถึง 6 กม.)

คือเมฆคิวมูลัสและเมฆสเตรตัส ในละติจูดเขตอบอุ่นและขั้วโลกจะอยู่ที่ระยะทาง 2 ถึง 7 กม. เหนือโลก ในละติจูดเขตร้อนพวกเขาสามารถสูงขึ้นได้เล็กน้อย - สูงถึง 8 กม. ทั้งหมดมีโครงสร้างผสมและประกอบด้วยหยดน้ำผสมกับผลึกน้ำแข็ง เนื่องจากความสูงมีขนาดเล็ก ในฤดูร้อน พวกมันจึงประกอบด้วยหยดน้ำเป็นหลัก ในฤดูหนาว - หยดน้ำน้ำแข็ง จริงอยู่การตกตะกอนจากพวกมันไปไม่ถึงพื้นผิวโลกของเรา - มันระเหยไประหว่างทาง

เมฆคิวมูลัสมีความโปร่งใสเล็กน้อยและอยู่เหนือเมฆ สีของเมฆเป็นสีขาวหรือสีเทาเข้มขึ้นในบางจุด มีลักษณะเป็นชั้นๆ หรือเป็นแถวขนานกัน มีมวลโค้งมน ก้านหรือเกล็ดขนาดใหญ่ เมฆสเตรตัสหมอกหรือเป็นคลื่นเป็นม่านที่ค่อยๆ บดบังท้องฟ้า

โดยหลักๆ แล้วจะเกิดขึ้นเมื่อแนวหน้าเย็นดันหน้าหนาวขึ้นด้านบน และแม้ว่าฝนจะไม่ตกถึงพื้น แต่การปรากฏตัวของเมฆชั้นกลางเกือบตลอดเวลา (ยกเว้นบางทีอาจเป็นก้อนเมฆที่มีรูปทรงหอคอย) ส่งสัญญาณถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศที่เลวร้ายลง (เช่น พายุฝนฟ้าคะนองหรือหิมะตก) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความจริงที่ว่าอากาศเย็นนั้นหนักกว่าอากาศอุ่นมากและเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวโลกของเรา มวลอากาศร้อนจะเคลื่อนตัวสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว - ดังนั้นด้วยเหตุนี้ด้วยอากาศอุ่นที่เพิ่มขึ้นในแนวตั้งอย่างรวดเร็วสีขาว เมฆชั้นกลางก่อตัวขึ้นก่อน แล้วจึงเกิดเมฆฝน ซึ่งเป็นท้องฟ้าที่มีฟ้าร้องและฟ้าแลบ

เมฆต่ำ (สูงสุด 2 กม.)

เมฆสเตรตัส เมฆนิมบัส และเมฆคิวมูลัสประกอบด้วยหยดน้ำที่แข็งตัวเป็นอนุภาคหิมะและน้ำแข็งในช่วงฤดูหนาว ตั้งอยู่ค่อนข้างต่ำ - ที่ระยะทาง 0.05 ถึง 2 กม. และมีเมฆปกคลุมหนาแน่นและยื่นต่ำสม่ำเสมอ ไม่ค่อยอยู่เหนือเมฆ (ประเภทอื่น) สีของเมฆเป็นสีเทา เมฆสเตรตัสมีลักษณะเป็นปล่องขนาดใหญ่ สภาพอากาศที่มีเมฆมากมักมาพร้อมกับปริมาณฝน (ฝนปรอยๆ หิมะ หมอก)

เมฆแห่งการพัฒนาแนวดิ่ง (อนุสัญญา)

เมฆคิวมูลัสเองก็มีความหนาแน่นค่อนข้างมาก รูปร่างจะค่อนข้างคล้ายโดมหรือหอคอยที่มีโครงร่างโค้งมน เมฆคิวมูลัสสามารถฉีกขาดได้เมื่อมีลมกระโชกแรง ตั้งอยู่ห่างจากพื้นผิวโลก 800 เมตรขึ้นไป ความหนาอยู่ระหว่าง 1 ถึง 5 กม. บางส่วนสามารถแปลงร่างเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัสและตั้งอยู่เหนือเมฆได้

เมฆคิวมูโลนิมบัสสามารถพบได้ที่ระดับความสูงค่อนข้างสูง (สูงถึง 14 กม.) ระดับล่างประกอบด้วยน้ำ ระดับบนประกอบด้วยผลึกน้ำแข็ง การปรากฏตัวของพวกมันมักจะมาพร้อมกับฝน พายุฝนฟ้าคะนอง และในบางกรณีก็อาจมีลูกเห็บด้วย

คิวมูลัสและคิวมูโลนิมบัสนั้นแตกต่างจากเมฆอื่นๆ ตรงที่ก่อตัวขึ้นเมื่อมีอากาศชื้นพุ่งขึ้นในแนวดิ่งอย่างรวดเร็วเท่านั้น:

1. อากาศอุ่นชื้นลอยขึ้นอย่างเข้มข้นมาก
2. ที่ด้านบน หยดน้ำจะแข็งตัว ส่วนบนของเมฆจะหนักขึ้น จมลง และทอดยาวไปทางลม
3. หนึ่งชั่วโมงต่อมา พายุฝนฟ้าคะนองเริ่มขึ้น

เมฆชั้นบรรยากาศตอนบน

บางครั้งบนท้องฟ้าคุณสามารถสังเกตเมฆที่อยู่บนชั้นบรรยากาศชั้นบนได้ ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความสูง 20 ถึง 30 กม. เมฆบนท้องฟ้าสีมุกก่อตัวขึ้น ซึ่งประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งเป็นส่วนใหญ่ และก่อนพระอาทิตย์ตกหรือพระอาทิตย์ขึ้น คุณมักจะเห็นเมฆสีเงินซึ่งอยู่ในชั้นบรรยากาศชั้นบน ในระยะทางประมาณ 80 กม. (ที่น่าสนใจคือเมฆท้องฟ้าเหล่านี้ถูกค้นพบในศตวรรษที่ 19 เท่านั้น)

เมฆประเภทนี้สามารถอยู่เหนือเมฆได้ ตัวอย่างเช่น เมฆหมวก (cap cloud) คือเมฆขนาดเล็กแนวนอนและมีชั้นเมฆสูง ซึ่งมักอยู่เหนือเมฆ ได้แก่ คิวมูโลนิมบัสและคิวมูลัส เมฆประเภทนี้สามารถก่อตัวเหนือเมฆเถ้าหรือเมฆไฟระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ

เมฆมีชีวิตอยู่ได้นานแค่ไหน?

ชีวิตของเมฆขึ้นอยู่กับความชื้นในอากาศในชั้นบรรยากาศโดยตรง หากมีเพียงเล็กน้อยก็จะระเหยค่อนข้างเร็ว (เช่น มีเมฆขาวซึ่งคงอยู่ไม่เกิน 10-15 นาที) หากมีมากก็สามารถคงอยู่ได้ค่อนข้างนาน รอให้เกิดสภาวะบางอย่าง และตกลงสู่พื้นโลกในลักษณะของการตกตะกอน

ไม่ว่าเมฆจะอยู่ได้นานแค่ไหน มันก็ไม่เคยมีสถานะไม่เปลี่ยนแปลง อนุภาคที่ประกอบขึ้นจะระเหยและปรากฏขึ้นอีกครั้งอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าภายนอกเมฆจะไม่เปลี่ยนความสูงของมัน แต่ในความเป็นจริงแล้วมันมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากหยดในเมฆนั้นตกลงมา เคลื่อนตัวไปในอากาศใต้เมฆและระเหยไป

เมฆที่บ้าน

เมฆขาวนั้นค่อนข้างง่ายที่จะทำที่บ้าน ตัวอย่างเช่น ศิลปินชาวดัตช์คนหนึ่งเรียนรู้ที่จะสร้างมันขึ้นมาในอพาร์ตเมนต์ของเขา ในการทำเช่นนี้ ที่อุณหภูมิ ระดับความชื้น และแสงสว่างที่แน่นอน เขาปล่อยไอน้ำเล็กน้อยออกจากเครื่องควัน เมฆที่ปรากฎออกมานั้นสามารถคงอยู่ได้นานหลายนาที ซึ่งเพียงพอที่จะถ่ายภาพปรากฏการณ์อันน่าอัศจรรย์ได้

ทำไมเมฆไม่ตกลงสู่พื้น?

ทุกคนรู้ดีว่าเมฆประกอบด้วยหยดน้ำหรือผลึกน้ำแข็งขนาดเล็ก หยดน้ำในเมฆมีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน ตั้งแต่เศษส่วนของไมโครเมตรไปจนถึงหลายมิลลิเมตร ไม่ว่าหยดน้ำแข็งจะเล็กแค่ไหน แต่ก็ยังหนักกว่าอากาศ ดังนั้นจึงเกิดคำถามตามธรรมชาติ: หยดน้ำ (และในเวลาเดียวกันกับเมฆโดยรวม) ยังคงอยู่ในอากาศและไม่ตกลงสู่พื้นได้อย่างไร? ในขณะเดียวกันก็มีคำถามอีกข้อหนึ่งเกิดขึ้น: หยดน้ำจะหยุดลอยอยู่ในอากาศภายใต้เงื่อนไขใดและตกลงสู่พื้นในรูปของฝน?

เริ่มจากหยดที่เล็กที่สุดซึ่งมีรัศมีเป็นเศษส่วนของไมโครเมตร หยดดังกล่าวถูกป้องกันไม่ให้ตกลงมาโดยการกระแทกแบบสุ่มจากโมเลกุลอากาศในการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่วุ่นวาย การเคลื่อนไหวนี้เรียกว่า บราวเนียน - ตามชื่อนักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษ อาร์. บราวน์ ผู้ค้นพบมันในปี พ.ศ. 2371 ผลกระทบของโมเลกุลอากาศทำให้หยดกระเด้งไปในทิศทางต่างๆ เป็นผลให้มันเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่แตกหักอย่างแปลกประหลาด

ยิ่งหยดหนักเท่าไร โมเลกุลอากาศก็จะเคลื่อนออกจากตำแหน่งได้ยากมากขึ้นเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ บทบาทของการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงก็เพิ่มขึ้น เมื่อรัศมีของหยดมีขนาดใหญ่กว่าไมโครเมตร การเคลื่อนที่ของหยดจะหยุดเป็นแบบบราวเนียน การตกลงเริ่มตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและค่อยๆ เร่งความเร็ว จากนั้นปัจจัยใหม่ที่ป้องกันไม่ให้หล่นลงมาเริ่มมีบทบาทสำคัญนั่นคือแรงต้านของอากาศ พร้อมกับความเร่งของการตก แรงต้านอากาศที่กระทำต่อการตกจะเกิดขึ้นและเริ่มเพิ่มขึ้น มันอยู่ตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วงและเป็นสัดส่วนกับความเร็วของการตก

เมื่อแรงดึงเพิ่มขึ้น ความเร็วของหยดที่ตกลงมาก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อย่างช้าๆ เมื่อแรงต้านอากาศมีขนาดเท่ากันกับแรงโน้มถ่วง ให้เพิ่มความเร็วของดรอปสต็อปให้มากขึ้น จากนั้นดรอปก็จะลดลงเท่าๆ กัน หยดที่เคลื่อนไหวสม่ำเสมอดังกล่าวสามารถถูกทำให้ช้าลงและถูกเหวี่ยงขึ้นด้วยลมอุ่นที่ไหลขึ้นด้านบน และโลกซึ่งได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ก็เป็นแหล่งกำเนิดกระแสลมที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

นอกจากนี้เมื่อหยดลงมาก็อาจระเหยไปง่ายๆ หรือแตกออกเป็นหยดเล็กๆ

แต่ในทางกลับกัน หยดอาจมีขนาดใหญ่ขึ้น: รวมเข้ากับสิ่งอื่นหรือควบแน่นไอน้ำเพิ่มเติมบนพื้นผิวของมัน จากนั้นมันก็จะตกลงสู่พื้น ฝนจึงเกิดขึ้นเช่นนี้ ในแง่หนึ่ง คุณสามารถพูดได้ว่าการตกตะกอน (ฝนหรือหิมะ) คือการที่เมฆตกลงสู่พื้น แต่ในความเป็นจริงแล้ว เม็ดฝนหรือเกล็ดหิมะมีขนาดใหญ่และหนักเกินกว่าที่จะเป็นส่วนประกอบของเมฆ