کدام سنگین‌تر است، یک گله فیل یا یک ابر در آسمان؟

پریسا عباسی: زمانی که در یک هواپیما در حال پرواز بر فرازابرهایی هستید که مانند فرش در زیر پای شما گسترده شده‌اند، این ستون‌های سفید و خاکستری بنظر نرم و سبک و حتی سبک‌تر از هوا به‌نظر می‌رسند. اما گول نخورید، این ابرهای پر جنب و جوش بسیار بسیار سنگین‌تر از آنچه به نظر می‌رسند، هستند.

فکر می‌کنید وزن یک ابر چقدر است؟ و چگونه یک ابر را وزن می‌کنید؟ برای یافتن جواب، این سوالات را از کارشناسان پرسیدیم.

ابرها عمدتا از هوا و میلیون‌ها قطره ریز آب تشکیل شده‌اند، و زمانی شکل می‌گیرند که آب در اطراف ذرات «دانه»(Seed) متراکم شود. این «دانه»ها می‌توانند هر چیزی باشند، از اسید نیتریک گرفته تا بخارهایی که توسط درختان آزاد می‌شوند. اما به طور کلی آنها بسیار ریز هستند.

چندین راه برای اندازه‌گیری وزن ابرها وجود دارد. آرمین سروشیان، آب‌شناس دانشگاه آریزونا به مجله لایو ساینس گفت: «اولین مورد، وزن کردن بخار آبی است که آن را تشکیل می‌دهد، و برای این‌کار باید “چیزی در مورد ابعاد ابر بدانیم”، همچنین باید بدانید که قطرات چقدر متراکم هستند.»

چندین سال پیش، مارگارت لمون، دانشمند جوشناسی در مرکز ملی تحقیقات جوشناسی در بولدر، کلرودا، درباره وزن آب در یک ابر کومولوس(ابر کومه‌ای) متوسط متعجب شد. بنابراین او شروع به حساب کردن کرد. ابتدا اندازه سایه را اندازه‌گیری کرد و با فرض مکعب بودن شکل آن، ارتفاع آن را نیز تخمین زد. ابرها عموما به شکل مکعب نیستند، اما ارتفاع ابرهای کومولوس اغلب به اندازه پهنایشان است، در نتیجه، این فرض به محاسبه حجم آنها کمک کرد. سپس او بر اساس تحقیقات قبلی، چگالی قطرات آب را حدود نیم گرم بر متر مکعب تخمین زد. لمون می‌گوید:«من به عددی در حدود ۵۵۰ تن آب رسیدم»

بیشتر بخوانید:

• سربازانی که از ۴۵ سال پیش در دورترین نقاط در حال خدمت هستند

• محصول عجیب خودروساز آمریکایی با قابلیت آدم‌کشی / عکس

این تقریبا برابر وزن ۱۰۰ فیل است که در بالای سر شما معلق مانده‌اند. سروشیان می‌گوید: «این عدد واقعا تاثیرگذار است».

البته ابرهای مختلف، وزن‌های متفاوتی دارند. لمون گفت: «مثلا ابرهای سیروس بسیار سبک‌تر هستند، زیرا آب بسیار کمتری در واحد حجم دارند.» و ابرهای کومه‌ای بارا(کومولونیمبوس)، که باعث ایجاد رعد و برق‌هایی هستند که قبل از شروع طوفان می‌بینید، بسیار سنگین‌تر هستند.

سروشیان می‌گوید: « اگرچه تمام حجم ابر فقط قطرات نیستند، بلکه شامل هوا هم می‌شود». اگر کسی بخواهد یک قدم از محاسبات لمون جلوتر برود، می‌تواند وزن هوای بین قطرات را نیز در نظر بگیرد.

اما اگر ابرها اینقدر سنگین هستند، چرا پایین نمی‌افتند؟ لمون می‌گوید: «به یک دلیل، زیرا قطرات آنقدر کوچک هستند که خیلی سریع پایین نمی‌افتند». میانگین اندازه قطرات آب موجود در ابرها، تقریبا یک میلیون بار کوچکتر از یک قطره باران است- تقریبا به اندازه نسبت زمین به خورشید. جریان‌های باد در ارتفاع بالا این قطرات ریز را در عرض حرکت می‌دهند، و آنها را برای مدت طولانی‌تری نسبت به حالت سکون در هوا نگه می‌دارند.

همچنین جابجایی گرما نیز گاهی به بالا نگه داشتن قطرات کمک می‌کند. سروشیان می‌گوید:«چگالی ابر در واقع کمتر از چگالی هوایی است که زیر آن قرار دارد»؛ درست همانطور که هوای گرم بالاتر از هوای سرد که در پایین است،قرار می‌گیرد یا آب سرد پایین‌تر از آب گرم قرار می‌گیرد، یا همانند یک لایه کف بر روی یک قهوه لاته.

البته ابرها نیز به شکل باران به زمین می‌افتند. زمانی که قطرات ابر سرد و متراکم می‌شوند، رشد پیدا می‌کنند و در نهایت آنقدر سنگین می‌شوند که به زمین سقوط می‌کنند. به گفته مرکز تحقیقات جوی دانشگاه، اگرچه یک قطره باران بسیار بزرگتر از یک قطره ابر است، اما قطر هر قطره باران تنها ۲ میلی‌متر است. این قطرات کوچک طوری وزن را کاهش می‌دهند، که ناگهان ۵۵۰ تن آب بر سر شما فرو نریزد.

بنابراین دفعه بعد که یک ابر زیبای کوچک را در آسمان بالای سرتان دیدید، فقط به یاد ۱۰۰ فیل بیافتید. و از ستاره‌های شانس‌تان برای همرفتی جریان هوای گرم تشکر کنید.

۵۸۵۸