Pada hari yang panas, awan melayang di langit, membayangi cahaya matahari.
Sambil bertanya, jika awan terbuat dari banyak air, mengapa awan terus mengambang?
Awan terutamanya terdiri daripada titisan kecil air, kadang kristal ais.
Semua awan yang anda lihat mempunyai titisan air dan kristal ais yang sangat kecil sehingga tidak dipengaruhi oleh kelajuan jatuh.
Jadi bahan awan ini akan terapung dengan udara sekitarnya.
Tingkah lakunya seperti debu yang kadang-kadang anda lihat ketika di bawah sinar matahari, nampaknya debu sentiasa melayang di udara.
Jejari titisan air ini berkisar antara beberapa mikrometer hingga puluhan mikrometer - 1 mikrometer adalah sepersepuluh meter - betapa kecilnya!
Kelajuan di mana suatu objek jatuh berkaitan dengan jisim dan luas permukaannya, itulah sebabnya sebuah batu karang jatuh lebih perlahan daripada kerikil dengan berat yang sama.
Untuk objek yang berbentuk bulat, jisimnya berkadar dengan jejari kubik. Manakala luas permukaannya berkadar dengan jari-jari kuadrat.
Oleh kerana, setitik air kecil ini bertambah besar, jisimnya menjadi lebih penting daripada bentuk titisannya, sehingga jatuh lebih cepat.
Bahkan titisan air yang besar yang memiliki radius 100 mikrometer hanya mempunyai kelajuan jatuh sekitar 27 sentimeter sesaat.
Dan kerana kristal ais mempunyai bentuk yang tidak teratur, kecepatan jatuhnya agak kecil.
Pergerakan udara menegak, juga dikenali sebagai aliran udara, yang berlaku di atmosfera juga mempengaruhi arus awan, dengan mengimbangi kadar penurunan air.
Awan terbentuk di udara yang bergerak ke atas.
Udara akan semakin meningkat apabila tekanan menurun, dan mengembang menjadi lebih nipis, sehingga sejuk.
Baca juga: Bagaimana proses pembentukan angin?Penyejukan ini menjadikan wap air di udara mengembun, menjadi air.
Awan dengan bentuk stratiform, sejenis awan yang menghasilkan hujan sederhana stabil, terbentuk di persekitaran dengan massa udara yang besar tetapi dengan kadar kenaikan yang lemah.
Awan konvektif atau kumuliform, sejenis awan yang menghasilkan hujan lebat dan kadang-kadang kilat, terbentuk di persekitaran dengan kadar kenaikan yang kuat.
Jisim total awan berbanding jisim udara relatif lebih besar daripada jisim udara.
Bayangkan awan kecil 3 km di atas tanah, dengan isipadu 1 km padu, berisi air dengan ketumpatan 1 gram per meter padu.
Jisim keseluruhan zarah awan adalah sekitar 1 juta kilogram, yang sama dengan jisim 500 kereta.
Walau bagaimanapun, jisim udara keseluruhan dengan isipadu yang sama adalah sekitar 1 bilion kilogram, 1000 kali lebih berat daripada air yang terdapat di awan.
Oleh itu, walaupun awan mengandungi banyak air, air tersebar sejauh beberapa kilometer, dalam bentuk tetesan kecil air atau kristal, yang terlalu kecil untuk daya gravitasi untuk memainkan peranan.
Dari pandangan kita ke darat, awan kelihatan terapung di udara.
Titisan air ini hanya akan turun ketika hujan, jika kandungan air di awan begitu padat dan tepu, satu tetes akan bergabung dengan tetes lain untuk membentuk tetes yang lebih besar ke dalam tetesan hujan, yang jisimnya cukup untuk bergerak ke turun seperti hujan.
Rujukan:
Meteoroloy Hari Ini, Donald Ahrens.
//www.scientificamerican.com/article/why-do-clouds-float-when/