nysgerrige børn: hvordan forbliver skyerne på himlen?

samtalen beder børnene om at sende spørgsmål, som de gerne vil have en ekspert til at svare på. Samson fra London vil vide, hvordan skyer holder sig op på himlen. En ekspert i atmosfærisk videnskab forklarer.

tak for spørgsmålet, Samson. Tro det eller ej, jeg vejede engang en sky, og ikke mange mennesker kan sige, at de har gjort det! Mine forskervenner og jeg fløj op i himlen i et kæmpe luftskib og gik hele vejen gennem en fluffy, hvid sky. Faktisk var det meget vådt deroppe, fordi skyer består af milliarder af små vanddråber.

da vi fløj gennem skyen, brugte vi lasere og andre specielle videnskabelige enheder til at måle, hvor stor skyen var, og tælle, hvor mange små dråber vand der var i den. Derefter, vi gjorde nogle matematik og fandt, at denne sky – som faktisk var temmelig lille, for en sky – vejede fire tons. Det er det samme som to elefanter! Så du har ret i at undre dig over, hvordan en sådan tung ting kan holde sig op i himlen.

der er tre stykker til dette puslespil, og den første er tyngdekraften. Ligesom alt på denne planet trækkes de små dråber, der udgør en sky, mod jorden af tyngdekraften. Men disse dråber er så små, at det er svært for dem at skubbe forbi al luften under dem. Det betyder, at de slet ikke falder meget hurtigt – faktisk kun omkring en centimeter i sekundet. Og enhver vind, der blæser opad, kan bære dråberne op igen.

for at passe til det andet stykke af puslespillet skal vi lære noget ordentlig Kemi; dog ikke for meget, lige nok til vores historie. Lad mig introducere det periodiske system: et kort over alle de elementer, som vi mennesker kender til. Elementer er byggestenene til alle ting – ligesom de mindste stykker Lego, som du bruger til at bygge større og mere komplekse objekter.

det periodiske system er organiseret således, at det letteste element i hver række altid er til venstre. Brint er det letteste af alle elementer, så du finder det øverst til venstre. Når du bevæger dig langs hver række fra venstre mod højre, bliver elementerne tungere og tungere.

Klik her for en større, interaktiv version.

tør luft består for det meste af to gasser, nitrogen og ilt, plus en lille smule argon og små mængder andre gasser. For nu kan vi bare fokusere på nitrogen og ilt. Som du kan se på det periodiske bord, er vægten af et enkelt nitrogenatom 14, mens ilt vejer næsten 16.

men hverken nitrogen eller iltatomer kan lide at være alene, så de går næsten altid parvis – to atomer i et molekyle, som to ærter i en bælg. På grund af dette vejer et nitrogenmolekyle normalt 28, og et iltmolekyle vejer 32.

så snart vi tilføjer vand (H₂O) til luften, bliver tingene interessante. Et vandmolekyle består af to hydrogenatomer og et iltatom. Husk, hvordan brint er det letteste element? Et enkelt vandmolekyle vejer kun 18. Så det er faktisk lettere end et molekyle af nitrogen eller ilt. Derfor er fugtig luft lettere end tør luft.

det næste stykke af puslespillet er temperatur. Som regel stiger varm luft op, mens kold luft synker ned. Når vand i luften er varmere, er det mere sandsynligt, at det er en gas. Når det er køligere, foretrækker det at tage en flydende form, såsom skydråber, regn, hagl eller sne.

når varm, fugtig luft stiger, bliver den køligere og køligere. Og når det køler af, dannes der flere små vanddråber. Du kan forvente, at vanddråberne bare falder ned som regn, men i stedet sker der noget sjovt. Ved du, hvordan sved køler vores hud, når den tørrer og skifter fra væske til gas? Nå, når gas bliver til væske, sker det nøjagtige modsatte: det afgiver faktisk varme.

det betyder, at skydråberne nu er omgivet af et lille tæppe af varm luft. Hvad gør varm luft? Det stiger! Ikke meget langt, selvom, fordi luften vil afkøle igen, når den går op.

nu er vores puslespil komplet: skyer består af små dråber vand, som næppe påvirkes af tyngdekraften, indlejret i fugtig luft, som er lettere end tør luft. Og de er omgivet af små varme tæpper af luft, som løfter dem op mod himlen. Sådan kan skyer, der vejer milliarder af tons, holde sig flydende op på himlen.

Hej, nysgerrige børn! Hvis du har et spørgsmål, du gerne vil have en ekspert til at besvare, bede en voksen om at sende det til [email protected]. Sørg for, at de inkluderer dit navn, alder (og, hvis du vil, Hvilken by du bor i). Alle spørgsmål er velkomne-alvorlige, underlige eller skøre!

lektor i atmosfærisk sammensætning, University of Leeds. Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den oprindelige artikel.
billede 1: vind_sydney / Flickr, CC BY-NC