Welche Kräfte treiben den Wasserdampf dazu, die Formen zu formen, die jedes Kind malt? Warum bildet Wasserdampf nicht konsequent eine gleichmäßige Nebelschicht (was manchmal der Fall ist)?
Ich habe zwei allgemeine Ideen, wie sich dieser Prozess selbst erhalten kann - der Schatten einer sich bildenden Wolke reduziert das Sonnenlicht auf aufsteigenden und kondensierenden Dampf - der Schatten der sich bildenden Wolke verursacht unterschiedliche Geschwindigkeiten für den Dampf, der aus dem Schatten und von außerhalb des Schattens aufsteigt Boden, was zu einer unterschiedlichen Kondensationsrate führt .
Keines von beiden kann mir jedoch sagen, wie die Bildung eines Klumpens überhaupt passiert ist
Cumulous-Wolken bilden sich, wenn die Atmosphäre instabil wird. Bei inkompressiblen Flüssigkeiten bedeutet „instabil“, dass ein flüssiges „Wasser“ hoher Dichte unsicher auf einem flüssigen „Öl“ niedriger Dichte balanciert (Oberflächenspannung ignorieren). Wenn ein wenig der Flüssigkeit mit geringerer Dichte aufsteigt, wirkt es wie eine "Blase" und wird nach oben gedrückt. Der Aufwind verursacht eine positive Rückkopplung, die mehr „Öl“ nach oben zieht. Schließlich steigen große Schwaden von „Öl“ auf, während das „Wasser“ fällt, um seinen Platz einzunehmen. Wenn Sie das "Öl" weiß einfärben, würden Sie eine kumulative Wolkenform sehen.
Bei Luft ist die Definition von "Instabilität" komplizierter, da Luft komprimierbar ist. „Instabil“ bedeutet, dass, wenn Sie ein „Luftpaket“ nehmen und es ein wenig anheben (die Natur tut dies so schnell, dass wenig Wärmeübertragung stattfindet), es weniger dicht ist als die umgebende Luft. Somit wirkt es wie das Liquid Case. Die meiste Instabilität wird durch Sonnenstrahlung verursacht, die den Boden erwärmt und die Dichte der Luft in niedriger Höhe verringert.
Beim Aufsteigen führt die Abkühlung durch die Dekompression (Höhe) dazu, dass Wasser kondensiert. Die „Hintergrund“-Luft, in die die aufsteigende Luft hineinströmt, wird hauptsächlich zur Seite und nach unten verdrängt (um die Luft in Bodennähe zu ersetzen), sodass sie klar bleibt. Somit ist die wogende Wolkenoberfläche die Schnittstelle zwischen der aufsteigenden Wolke und der "Hintergrund"-Luft. Die klare Luft im Raum zwischen den Wolken senkt sich tatsächlich ab, um die Luft in niedriger Höhe zu ersetzen.
Es gibt noch einen weiteren Verstärkungseffekt: Beim Kondensieren von Wasser wird Wärme frei, die den Kühleffekt der Dekompression verlangsamt. Dieser Effekt ist stärker als die Verringerung des Wasservolumens, wenn es von einem Gas in eine Flüssigkeit übergeht.
Was ist mit einheitlichen Nebeln? Dabei steigt Luft auf und kondensiert gleichmäßig. Etwas muss die Luft ersetzen, wenn sie aufsteigt, und dieses Etwas ist eine "Front", eine Luftschicht, die sich horizontal bewegt, um die Luft wie ein Keil nach oben zu verdrängen.
Ich würde vermuten, dass Sie an Cumulus-Wolken denken . Das sind Ihre stereotypen Wollwolken, die wir alle als Kinder gezeichnet haben. Cumulus-Wolken werden durch Wasserkondensation aus aufsteigenden Luftströmungen gebildet, und weil die aufsteigenden Luftströmungen turbulent sind, erhalten sie ihre charakteristische, lockere, gewirbelte Form.
Es gibt viele verschiedene Arten von Wolken, von denen einige einheitliche Schichten bilden, z. B. Stratuswolken . Wenn Sie mehr über Wolken erfahren möchten, empfehle ich dringend The Cloudspotter's Guide von Gavin Pretor-Pinney. Dies beschreibt detailliert, wie sich die verschiedenen Arten von Wolken bilden und was ihre Form steuert, und es ist auf einem populären Niveau und in einem ansprechenden Stil geschrieben.
Ali
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