Skyer kan se ut som store, fluffy marshmallows på himmelen, men i virkeligheten er de synlige små samlinger vanndråper (eller iskrystaller, hvis det er kaldt nok) som lever høyt i atmosfæren over jordas flate. Her diskuterer vi vitenskapen om skyer: hvordan de former, beveger seg og endrer farge.
dannelse
Det dannes sky når en pakke med luft stiger opp fra overflaten og opp i atmosfæren. Når pakken stiger opp, passerer den gjennom lavere og lavere trykknivå (trykket avtar med høyden). Husk at luft har en tendens til å bevege seg fra områder med høyere til lavere trykk, slik at pakken beveger seg inn i områder med lavere trykk, skyver luften inni den utover, og får den til å utvide seg. Denne utvidelsen bruker varmeenergi, og kjøler derfor luftpakken. Jo lenger oppover den beveger seg, jo mer avkjøles den. Når temperaturen avkjøles til temperaturen for duggpunktstemperaturen, vanndampen inne i pakken kondenserer i dråper flytende vann. Disse dråpene samles deretter på overflatene av støv, pollen, røyk, skitt og havsaltpartikler som kalles
kjerner. (Disse kjernene er hygroskopiske, noe som betyr at de tiltrekker vannmolekyler.) Det er på dette tidspunktet - når vanndamp kondenserer og legger seg på kondensasjonskjerner - at skyer dannes og blir synlige.Form
Har du noen gang sett en sky lenge nok til å se den utvide seg utover, eller så bort et øyeblikk bare for å finne ut at når du ser tilbake på at formen har endret seg? I så fall vil du være glad for å vite at det ikke er fantasien din. Formene på skyer endrer seg stadig takket være prosessene med kondens og fordamping.
Etter at det dannes en sky, stopper ikke kondens. Dette er grunnen til at vi noen ganger merker skyer som utvides til nabohimmelen. Men når strømmer av varm, fuktig luft fortsetter å stige og mate kondens, infiltrerer tørr luft fra omgivelsene til slutt den flytende luftkolonnen i en prosess som kalles entrainment. Når denne tørrere luften føres inn i skylegemet, fordamper den skyens dråper og får deler av skyen til å spre seg.
Bevegelse
Skyer starter høyt opp i atmosfæren fordi det er der de er skapt, men de forblir suspendert takket være de bitte små partiklene de inneholder.
En skys vanndråper eller iskrystaller er veldig små, mindre enn en micron (det er mindre enn en milliondels meter). På grunn av dette reagerer de veldig sakte på tyngde. For å visualisere dette konseptet, bør du vurdere en stein og en fjær. Tyngdekraften påvirker hver, men fjellet faller raskt, mens fjæren gradvis trekker til bakken på grunn av sin lettere vekt. Sammenlign nå en fjær og en individuell skydråpepartikkel; partikelen vil ta enda lengre tid enn fjæren å falle, og på grunn av partikkelens ørsmå størrelse, vil den minste bevegelse av luft holde den oppe. Fordi dette gjelder hver skydråpe, gjelder det hele skyen selv.
Skyer reiser med det øverste nivået vind. De beveger seg i samme hastighet og i samme retning som den rådende vinden på skyens nivå (lavt, middels eller høyt).
Skyer på høyt nivå er blant de raskest bevegelige fordi de danner nær toppen av troposfæren og skyves av jetstrømmen.
Farge
En skys farge bestemmes av lyset den mottar fra solen. (Husk at solen avgir hvitt lys; at hvitt lys består av alle fargene i det synlige spekteret: rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo, fiolett; og at hver farge i det synlige spekteret representerer en elektromagnetisk bølge av en annen lengde.)
Prosessen fungerer slik: Når solens lysbølger passerer gjennom atmosfæren og skyer, møter de de enkelte vanndråpene som utgjør en sky. Fordi vanndråpene har en lignende størrelse som bølgelengden for sollys, sprer dråpene solens lys i en type spredning kjent som Mie spredning der alle bølgelengder av lys er spredt. Fordi alle bølgelengder er spredt, og sammen alle farger i spekteret utgjør hvitt lys, ser vi hvite skyer.
Når det gjelder tykkere skyer, for eksempel stratus, passerer sollys men blir blokkert. Dette gir skyen et gråaktig utseende.