Egy felhő több száz tonnát nyom. A felhő súlya attól függ méretek És összetétel. A felhő súlyának pontos kiszámításához ismernie kell a felhő súlyát. méretet, magasságÉs sűrűség vízcseppek vagy jégkristályok. A felhők átlagos tömege nagyon változó, de a kis felhők is több tonnát nyomhatnak.
A felhő összetétele és kialakulása
- Vízcseppek és jégkristályok: A felhők, amelyek súlyát igyekszünk kiszámítani, aprókból állnak vízcseppek és/vagy jégkristályok amelyek olyan kicsik, hogy a levegőben lebegnek
- Kondenzációs folyamat: A vízgőz lecsapódik apró részecskék hívott felhő kondenzációs magok (CCN), amikor a levegő lehűl, hozzájárulva a felhő teljes tömegéhez
- Az NCC-k típusai: CCN lehet higroszkópos részecskék például füst, vulkáni hamu, óceánpermet vagy szélfútta talaj, amelyek befolyásolják a felhő súlyát
A felhő súlyának kiszámítását befolyásoló tényezők
- Felhő méretei: THE méretet És magasság a felhő súlyának kiszámításához és a felhő súlyának meghatározásához elengedhetetlenek
- Víztartalom: Az összeg vízcseppek Vagy jégkristályok a felhőben jelentősen befolyásolja a súlyát, ami befolyásolja az átlagos felhőtömeget
- Légi hozzájárulás: THE levegő A felhő belseje is hozzájárul a teljes tömegéhez, amit figyelembe kell venni a felhőtömeg számításánál.
- Hőmérséklet és nyomás: Ezek a tényezők befolyásolják a felhőképződést és a sűrűséget, befolyásolva a felhő súlyát.
A felhőtömeg becslésének módszerei
Felhősűrűség számítása
- Egyensúlyi felhőkondenzációs modellek (ECCM): Számolj a kondenzátum egységek sűrűsége amely felhősűrűséggé konvertálható, elengedhetetlen a felhő súlyának meghatározásához
- Méréshatár választási törvény: A kondenzátum egységsűrűségét felhősűrűséggé konvertálja a használatával feláramlási sebesség És időtartamahozzájárulva a felhőtömeg pontos kiszámításához
- Tipikus felhősűrűség:
- Cirrus: 0,01-0,2 g/m³
- Gomolyfelhők: 0,8-7 g/m³befolyásolja a felhők átlagos tömegét
A felhő térfogatának kiszámítása
- Pontfelhő-levágási módszer (PCSl): úgy számítja ki a térfogatot, hogy egyenletesen vágja a felhőt egy adott irányba, ami kulcsfontosságú a felhő súlyának meghatározásához
- 3D pontfelhő módszer: Felhőadatokat vetít egy síkra, és szkennelési algoritmust használ a felület és térfogat kiszámításához, ami elengedhetetlen a felhőtömeg-számításokhoz.
Súlybecslési képletek
- Az ülepedési sebesség: τ-1esés = (2pmg^2/9ηkT) r^2M, a felhőtömeg-számításoknál használatos
- Kondenzáció sebessége: τ-1cond = ρ^-1 (4ηρs/ρp) *S_max r^-2M^-2, segít megbecsülni a felhő súlyát
- Ütközési arány: τ-1 szén ≈ (πpg/9*η) *N r^4M^4, fontos a felhők átlagos tömegének meghatározásához
Gyakorlati megfontolások
- Óvatos becslés: Még óvatos becslések mellett is előfordulhat, hogy egyes felhők súlyt kapnak több száz tonnakiemelve a felhők nehéz súlyát
- Árnyék mérés: Egy kutató méréssel becsülte meg a felhők súlyát árnyék mérete És magasságalternatív módszert biztosítva a felhőtömeg kiszámítására
- Változékonyság: A felhő tömege nagymértékben változhat a típustól, mérettől és a légköri viszonyoktól függően, ami befolyásolja a felhő átlagos tömegét és egy adott felhő tömegét.
GYIK
Mennyit nyom egy felhő?
A felhők tömegüktől és összetételüktől függően több száz tonnát is nyomhatnak. Még a kis felhők is több tonnát nyomhatnak. A súly nagyon változó, de sokkal magasabb, mint a legtöbb ember gondolná.
Hogyan számítják ki a felhők súlyát?
A felhő tömegének kiszámítása magában foglalja a felhő méretének (méretének és magasságának) és víztartalmának (a vízcseppek vagy jégkristályok sűrűsége) meghatározását. A felhősűrűség és -térfogat becslésére olyan módszereket használnak, mint az egyensúlyi felhőkondenzációs modellek és a pontfelhőszeletelés, amelyeket aztán a tömeg kiszámításához használnak.
Mennyi a felhők átlagos tömege?
A felhők átlagos tömege nagymértékben változik a felhő típusától és a légköri viszonyoktól függően. Egy tipikus gomolyfelhő azonban körülbelül 1,1 millió fontot (498 952 kg) nyomhat. A kisebb felhők súlya néhány tonna, míg a nagy zivatarfelhők több millió fontot is nyomhatnak.
Milyen tényezők befolyásolják a felhő súlyát?
Számos tényező befolyásolja a felhők súlyát, beleértve a méretet, a víztartalmat, a levegő hozzájárulását, a hőmérsékletet és a nyomást. A felhő kondenzációs magjainak típusa és koncentrációja is szerepet játszik a felhő tömegének meghatározásában.
Tudsz példát mondani a felhő súlyának kiszámítására?
Bár a konkrét számítások bonyolultak lehetnek, egy kis gomolyfelhő egyszerűsített példája a következő lehet: Ha a felhő térfogata 1 köbkilométer és sűrűsége 1 gramm/köbméter, akkor a tömege körülbelül 1 000 000 kilogramm vagy 1 000 metrikus tonna. Ez azt mutatja, hogy még a viszonylag kis felhők is jelentős súlyúak lehetnek.