Also schaute ich eines Tages in den Himmel und fragte mich, wie ich berechnen würde, wie viel Wasser in einer Wolke enthalten ist. Ich dachte mir die folgende einfache Gliederung
1) Wir müssen ungefähr wissen, wie groß es ist. Wir werden auch herausfinden, wie hoch die Wolke ist. Verwenden Sie eine Art geometrische Methode? Dreiecke?
2) Wir müssen seine Farbe mit seiner Dichte in Beziehung setzen. (Dunklere Wolken sind dichter) (Weiße, flauschige Wolken sind weniger dicht)
3) Korrekturfaktoren aufgrund von Lichtverhältnissen zu verschiedenen Tageszeiten.
Kann mir jemand helfen, die relevanten Berechnungen zu ermitteln? Oder wie viel Wasser enthält eine Wolke basierend auf ihrer Kategorie?
Wenn Sie nur auf dem Boden stehen und nach oben schauen, können Sie die Basis der Wolke sehen. Ich schlage vor, dass Ihre Schätzung für eine Wolke mehr oder weniger direkt über Ihnen (und näher) genauer ist als für entfernte Wolken, die am Horizont sichtbar sind. Die Höhe zum Wolkenboden wird als Decke bezeichnet und kann mit einem Instrument wie einem Deckenprojektor gemessen werden. Wenn Sie eine horizontale Begrenzung der Ausdehnung Ihrer Wolke beobachten und die Höhe ihrer Basis gemessen haben, können Sie ein Instrument wie eine Allidade und dann Trigonometrie verwenden, um die seitlichen Abmessungen zu berechnen. Vom Boden aus können Sie die Spitze der Wolke nicht sehr leicht sehen (da sie von der dazwischen liegenden Wolke verdeckt wird), sodass Sie die maximale Höhe der Wolke auf der Grundlage einer fundierten Schätzung schätzen müssen. Eine praktische Möglichkeit, die maximale Höhe der Wolke zu erraten, besteht darin, ihr Aussehen zu beobachten und die Wolke dann nach qualitativem Typ zu klassifizieren. Durch beobachtende Meteorologie wurde viel über die physikalischen Eigenschaften der qualitativen Wolkenklassen gelernt und dokumentiert.
Vor der Wolkenphysik gab es die Naturwissenschaft der Wolken. Ich empfehle das Buch: The Invention of Clouds: How an Amateur Meteorologist Forged the Language of the Skies, wenn Sie sich für „Alltagsphysik“ interessieren.
Sobald Sie die äußere Größe der Wolke im Auge haben, müssen Sie wissen, wie viel flüssiges Wasser und wie viel Wasserdampf jeder Kubikmeter enthält. (Denn eine Wolke ist nur sichtbar, weil sie Flüssigkeitströpfchen oder Eiskristalle enthält) Auch dafür finden Sie einige Kenndaten. Zum Beispiel für den Flüssigwassergehalt (LWC):
Wolkentyp LWC (g/m3)
Zirrus .03
Nebel .05
Stratus.25-.30
Kumulus .25-.30
Stratokumulus .45
Cumulonimbus 1,0-3,0
Der Wasserdampfgehalt (dh 100 % Luftfeuchtigkeit) ist abhängig von Temperatur und Druck. Und die Temperatur- und Druckgradienten innerhalb der Wolke werden sich nicht allzu sehr von einem adiabatischen Gradienten unterscheiden.
All dies kann verwendet werden, um den "Gesamtwassergehalt" Ihrer Wolke zu berechnen. Ganz grob . Ohne geeignete Instrumente und Messungen und möglicherweise eine Plattform wie ein Flugzeug oder einen Weltraumsatelliten wird eine genaue Berechnung der Wassermenge in einer tatsächlichen Wolke sehr schwierig sein. . .
Markus Rovetta