Nysgjerrige Barn: hvordan blir skyene på himmelen?

Samtalen er å be barna om å sende inn spørsmål de ønsker at en ekspert skal svare på. Samson fra London vil vite hvordan skyene holder seg oppe på himmelen. En ekspert i atmosfærisk vitenskap forklarer.

Takk For spørsmålet, Samson. Tro det eller ei, jeg veide en gang en sky og ikke mange kan si at de har gjort det! Mine vitenskapsvenner og jeg fløy opp i himmelen i et gigantisk luftskip, og gikk hele veien gjennom en myk, hvit sky. Faktisk var det veldig vått der oppe, fordi skyene består av milliarder små vanndråper.

da vi fløy gjennom skyen, brukte vi lasere og andre spesielle vitenskapelige enheter for å måle hvor stor skyen var, og telle hvor mange små dråper vann som var i den. Deretter gjorde vi litt matte og fant ut at denne skyen – som faktisk var ganske liten, for en sky-veide fire tonn. Det er det samme som to elefanter! Så, du har rett til å lure på hvordan en slik tung ting kan holde seg oppe i himmelen.

det er tre stykker til dette puslespillet, og den første er tyngdekraften. Som alt på denne planeten, trekkes de små dråpene som utgjør en sky mot Jorden av tyngdekraften. Men disse dråpene er så små at det er vanskelig for dem å presse forbi all luften under dem. Dette betyr at de ikke faller veldig fort i det hele tatt – faktisk bare omtrent en centimeter per sekund. Og enhver vind som blåser oppover kan bære dråpene opp igjen.

for å passe til det andre stykket av puslespillet, må vi lære litt riktig kjemi; ikke for mye, men akkurat nok for vår historie. La meg introdusere det periodiske bordet: et kart over alle elementene vi mennesker vet om. Elementer er byggesteinene i alle Ting-akkurat som de minste Lego-Brikkene, som du bruker til å bygge større og mer komplekse objekter.

det periodiske bordet er organisert slik at det letteste elementet i hver rad alltid er til venstre. Hydrogen er det letteste av alle elementene, så du finner det øverst til venstre. Når du beveger deg langs hver rad fra venstre til høyre, blir elementene tyngre og tyngre.

Klikk her for en større, interaktiv versjon.

Tørr luft består for Det meste av to gasser, nitrogen og oksygen, pluss litt argon og små mengder andre gasser. For nå kan vi bare fokusere på nitrogen og oksygen. Som du kan se på det periodiske bordet, er vekten av et enkelt nitrogenatom 14, mens oksygen veier nesten 16.

men verken nitrogen eller oksygenatomer liker å være alene, så de går nesten alltid i par-to atomer i et molekyl, som to erter i en pod. På grunn av dette veier et nitrogenmolekyl vanligvis 28, og et oksygenmolekyl veier 32.

så snart vi legger vann (H₂O) til luften, blir det interessant. Et vannmolekyl består av to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Husk hvordan hydrogen er det letteste elementet? Vel, et enkelt vannmolekyl veier bare 18. Så det er faktisk lettere enn et molekyl av nitrogen eller oksygen. Derfor er fuktig luft lettere enn tørr luft.

neste brikke i puslespillet er temperatur. Som regel stiger varm luft opp, mens kald luft synker ned. Når vannet i luften er varmere, er det mer sannsynlig å være en gass. Når det er kjøligere, foretrekker det å ta en flytende form, for eksempel skydråper, regn, hagl eller snø.

når varm, fuktig luft stiger, blir det kjøligere og kjøligere. Og når det avkjøles, dannes flere små vanndråper. Du kan forvente at vanndråpene bare faller ned som regn, men i stedet skjer det noe morsomt. Du vet hvordan svette kjøler huden vår når den tørker og skifter fra væske til gass? Vel, når gass blir til væske, skjer det motsatte: det gir faktisk av varme.

dette betyr at skydråpene nå er omgitt av et lite teppe med varm luft. Hva gjør varm luft? Det stiger! Ikke veldig langt, skjønt, fordi luften vil kjøle seg igjen når den går opp.

nå er vårt puslespill fullført: skyer består av små dråper vann, som knapt påvirkes av tyngdekraften, innebygd i fuktig luft, som er lettere enn tørr luft. Og de er omgitt av små varme tepper av luft, som løfter dem opp mot himmelen. Slik kan skyer som veier milliarder tonn holde seg flytende oppe i himmelen.

Hei, nysgjerrige barn! Hvis du har et spørsmål du vil at en ekspert skal svare på, spør en voksen om å sende den til [email protected]. Pass på at de inkluderer ditt navn ,alder (og, hvis du vil, hvilken by du bor i). Alle spørsmål er velkomne-alvorlig, rare eller sprø!

Jim McQuaid, Lektor I Atmosfærisk Sammensetning, University Of Leeds. Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation. Les den opprinnelige artikkelen.
Bilde 1: windy_sydney / Flickr, CC BY-NC